滑架翻模工艺在桥梁高墩施工中的应用
浏览 发布时间 2015-6-5 16:52:11
二郎河特大桥是贵州省赤水至望谟高速公路（仁怀至赤水段） 控制性工程之一，桥梁起点桩号为K53+382.46，终点桩号为K54+083.54K，桥梁全长701.08m。主桥采用预应力混凝土连续刚构，桥跨布置为（106+2×200+106）m。4、5号桥墩为主墩，位于距地面高程约80多米的半山腰之间，最大墩高为166.4m，桥面至地面相对最大高差为254m，主墩采用双肢等截面矩形空心墩，肢间净距为12.5m；单肢截面外侧尺寸为3.5m×8m、内侧尺寸为1.5m×6m，壁厚1m，内侧为0.5m×0.5m 倒角，空心墩在其底部和顶部设置3m 厚实体过渡段；纵横向隔一定距离用系梁将纵向双臂墩和横向双幅墩连成整体以满足结构稳定要求，每墩纵、横向共设置3道系梁。主墩基础采用承台及钻孔灌注桩。
1· 下部高墩施工特点及注意事项
桥位主墩处于近南北向河谷两侧斜坡地带，河谷两侧地形坡度较陡，约40~60°，通行困难，便道修筑及材料运输难度大，便道路面应做好防滑处理，便道两侧修筑防撞墩，减少车辆行驶危险，保障材料正常供应。
下部结构开工前，宜对导线点、坐标、里程、高程进行一次全面校核，以确保施工的精确性，确保桥面高程的准确性。
本桥主墩为超高墩，桥墩施工时要严格进行线形监测和控制，主墩倾斜度施工偏差应小于墩高的1/2000，确保各部位线形符合设计要求；桥墩施工时应注意预埋件。横向风荷载对稳定性影响较大，在施工过程中，尤其是大风天气要注意监测墩顶的位移，一旦发生墩顶位移过大的情况，应立即停止施工，查明原因后才能继续作业。
为防止主墩墩身在分段施工过程中出现收缩裂缝，一方面应反复优化材料配合比；尽可能降低骨料的温度，缩短节段之间的混凝土龄期差，并加强混凝土养生。另一方面为使墩身节段施工时节段刚度平顺过渡，应严格禁止施工接缝设置在横隔板或横梁交界面的顶端，应设置在其交界面上不小于3m的位置（建议第一个墩柱节段接缝设在实心段上端不小于3m的区域）。
尽量连续浇筑桥墩混凝土，以减少工作缝，如工作缝不可避免，应在使用前凿净工作面上的浮浆，洗净表面后方可浇筑，浇筑必须在上次浇筑的混凝土初凝之前进行。墩身混凝土节段应采取措施养护，浇筑后混凝土未达到设计强度前，应避免太阳的暴晒。
2 ·常见施工工艺及比选
2.1 翻模施工工艺
一般为上下两片模板构成整个翻模体系，下面片模板利用内拉支承上面片模板的浇筑荷载和安装平台。在上面片模板混凝土浇筑且混凝土凝固到一定强度后，拆除下面片模板翻到上一片模板顶，如此反复循环直至墩顶结束。
翻模的优点：工艺成熟，施工组织比较容易，混凝土表面接缝好。翻模的缺点：工效不高，整个平台上的工序为流水作业，目前一般组织比较好的翻模工效只能达到1.2m/d，并且模板上翻时要使用塔吊设备，使设备的利用率不高。并且使用翻模会增大模板的投入，一般浇筑3m混凝土需要6m模板，使模板的数量大幅增加。另外安全度不高，存在较大的危险源。
2.2 爬模施工工艺
爬模是利用爬架来支撑模板爬升时的荷载，模板利用原浇筑的部分墩柱（一般为20cm左右）和内拉杆承受浇筑的荷载。其施工为立模钢筋、爬升模板、浇筑混凝土、爬架上升等。
施工优点：机械化程序较高，模板爬升时不用塔吊，施工组织比较容易，施工质量比较好，安全性高。施工缺点：工效不高，一般施工工效只能达到0.95m/d。
2.3 滑模施工工艺
滑模最初是20世纪40年代由国外引进，最先是在烟囱等结构物上使用，后来发展到房建，最后使用到桥梁的墩柱上。滑模是在墩柱内预埋滑杆，用滑升装置顶升模板，由于要求模板滑动，所以要求混凝土必须在初凝后、终凝前滑动。滑模施工优点：速度快，目前从资料上看可以达到4m/d甚至更快，实际应用中滑模进度可以掌控在2.6m/d。
滑模施工的缺点主要表现在以下方面。
（1） 组织难度大，由于滑模是多道工序同时作业，包括模板顶升、主筋安装、箍筋安装、混凝土浇筑、混凝土修饰等同时作业，并且滑模一旦施作，除非特殊原因不能停置，并且停置后处理难度大。目前滑模施工均为专业的滑模工程队进行作业，一般施工单位管理水平还达不到滑模施工的组织要求。
（2） 滑模施工的质量难以控制。由于滑模施工的特点是混凝土在初凝和终凝之间滑动，所以滑升的时间难以掌握，其施工质量均不理想。包括墩柱的垂直度、钢筋安装等，其质量难以控制，故目前应慎重选择滑模施工。
2.4 滑架翻模施工工艺及特点
（1） 滑架翻模工艺是改进的一种施工工艺。
采用滑模工艺，多道工序平行作业能够加快施工进度，其构造如图1所示。
（2） 滑架翻模施工工艺的特点
该工艺多道工序平行作业，能够加快施工进度。由于属于新工艺，滑模式的施工组织，要求技术人员必须熟悉整个工艺的特点，熟悉工艺内容，并且将模板工、钢筋工、混凝土工有效地组织起来，以满足工艺的要求、有效地组织生产。
3· 滑架翻模施工工艺
3.1 高墩施工准备及施工现场情况
施工便道已修筑至4、5号主墩下方，每个主墩设置一台塔吊用于材料运输，加工好的半成品钢筋及施工物资由塔吊起吊至滑架顶部；每个墩柱配置一台电梯供施工人员及小型物资运输，施工过程中注意预埋塔吊及电梯预留部件。
混凝土采用泵送，拌和站采用两套750型号机组分别供应两个主墩施工；在泵送达到极限高度前，直接在拌和站设置拖泵，泵管顺应山坡敷设至每个主墩上，进行混凝土浇筑；待泵送高程达到极限值后，拖泵移至主墩下方，混凝土运输至主墩后进行浇筑。
3.2 过渡段施工
承台施工时注意预埋主墩钢筋，按0.8m 和3.75m间隔进行预埋，以满足接头长度区段50d的要求。主墩墩柱起始第1模和第2模为实心段，第3至第5模为过渡段。主筋采用剥肋直螺纹套筒进行机械连接。
在设计模板时应充分考虑其在风荷载作用下的刚度和稳定性，保证在高空施工中的高墩轴线不会偏移。模板采用大块钢模，拼装之前先将模板磨光清除干净， 涂抹脱模剂。涂刷时要轻、薄、均匀，以保证混凝土表面颜色一致。模板拼装完毕后，穿入拉杆进行模板加固。拉杆外套PVC塑料胶管，以便拉杆循环使用。
过渡段墩柱施工：接长第1 模（1.5m） 主筋4.5m，绑扎第1 （1.5m） 模、第2 （3m） 模箍筋，然后用普通翻模法或支架翻模法施工墩柱起始第1（1.5m） 模、第2 （3m） 模实心段混凝土。第2模（3m） 施工结束后接长第3模（4.5m） 主筋，绑扎第3模（4.5m）） 箍筋，用普通翻模法浇筑第3模（4.5m） 混凝土，直至施工至第8模。施工时注意在第3模、第6模墩柱每侧预留滑架顶升液压装置钢棒孔，以便安装液压顶推装置及轨道。
3.3 滑架安装
安装第7 （10.5m） 模、第8 模（12m） 模板后，浇筑第7（10.5m）、第8（12m） 模混凝土，准备安装滑架。滑架每侧均由数个立柱单元通过型钢、角钢纵横向连接形成整体桁架。滑架沿高度方向分为4层，层距为1.5m，每层均可作为工作平台，每层之间设置爬梯供人员行走。底部设置2层层距为1.5m修饰平台吊架，在施工过程中逐段施工逐段修饰。滑架顶部利用型钢、角钢连接形成整体桁架，设置多个电动卷扬机，供提升模板，安装钢筋使用；顶部桁架下设置内模吊架，以便拆除、提升内模模板，同时对墩柱内壁进行修饰。采用塔吊垂直吊运设备，安装外爬架，首先拆除6号节段模板，在3、6号模预留孔处安装钢棒，然后安装爬轨及液压爬锥，安装完成后检查、调试顶升装置，顶升滑架至第6模，然后安装内模吊架，安装外模修饰吊架，整个滑架体系安装完成。如图1所示为使用中的滑架。
3.4 滑架翻模施工工艺流程
滑架翻模施工工艺流程如图2所示。
3.5 滑架翻模施工过程
接下来进行4.5m墩柱施工，第9模施工过程中有2道工序流水作业，1道工序平行作业。流水作业施工过程为：接长第9 （13.5m） 模主筋；安装第9 （13.5m） 模箍筋； 平行作业：接长钢筋和安装钢筋时清理第6模（9m） 模板，为吊安第9模作准备。
安装第9模（13.5m） 模板至浇筑该段混凝土期间，有2道工序流水作业，5道工序平行作业。流水作业2道工序为：安装第9模（13.5m） 模板；浇筑第9模混凝土。平行作业5道工序为： 浇筑第9模混凝土； 接长第10、11模主筋； 安装第10模箍筋； 拆除第7模模板；吊安第10模模板。
安装第10模（15m） 模板至浇筑该段混凝土期间，有2道工序流水作业，5道工序平行作业。流水作业2道工序为： 安装第10模（15m） 模板；浇筑第10模混凝土。平行作业4道工序为：浇筑第10模混凝土；安装第11模箍筋；拆除第8模模板；吊安第10模模板。
安装第11模（16.5m） 模板至浇筑该段混凝土期间有2道工序平行作业，3道流水作业。平行作业2道工序为：浇筑第11模（16.5m） 混凝土； 拆除第9 模（13.5m） 模板。流水作业3 道工序为：拆除第9模模板；在第9模位置清理爬锥孔；利用爬锥孔安装爬升轨道。
施工完成11 模后，利用滑轨顶升滑架至第9模（13.5m） 位置。下一道4.5m循环开始。
1· 下部高墩施工特点及注意事项
桥位主墩处于近南北向河谷两侧斜坡地带，河谷两侧地形坡度较陡，约40~60°，通行困难，便道修筑及材料运输难度大，便道路面应做好防滑处理，便道两侧修筑防撞墩，减少车辆行驶危险，保障材料正常供应。
下部结构开工前，宜对导线点、坐标、里程、高程进行一次全面校核，以确保施工的精确性，确保桥面高程的准确性。
本桥主墩为超高墩，桥墩施工时要严格进行线形监测和控制，主墩倾斜度施工偏差应小于墩高的1/2000，确保各部位线形符合设计要求；桥墩施工时应注意预埋件。横向风荷载对稳定性影响较大，在施工过程中，尤其是大风天气要注意监测墩顶的位移，一旦发生墩顶位移过大的情况，应立即停止施工，查明原因后才能继续作业。
为防止主墩墩身在分段施工过程中出现收缩裂缝，一方面应反复优化材料配合比；尽可能降低骨料的温度，缩短节段之间的混凝土龄期差，并加强混凝土养生。另一方面为使墩身节段施工时节段刚度平顺过渡，应严格禁止施工接缝设置在横隔板或横梁交界面的顶端，应设置在其交界面上不小于3m的位置（建议第一个墩柱节段接缝设在实心段上端不小于3m的区域）。
尽量连续浇筑桥墩混凝土，以减少工作缝，如工作缝不可避免，应在使用前凿净工作面上的浮浆，洗净表面后方可浇筑，浇筑必须在上次浇筑的混凝土初凝之前进行。墩身混凝土节段应采取措施养护，浇筑后混凝土未达到设计强度前，应避免太阳的暴晒。
2 ·常见施工工艺及比选
2.1 翻模施工工艺
一般为上下两片模板构成整个翻模体系，下面片模板利用内拉支承上面片模板的浇筑荷载和安装平台。在上面片模板混凝土浇筑且混凝土凝固到一定强度后，拆除下面片模板翻到上一片模板顶，如此反复循环直至墩顶结束。
翻模的优点：工艺成熟，施工组织比较容易，混凝土表面接缝好。翻模的缺点：工效不高，整个平台上的工序为流水作业，目前一般组织比较好的翻模工效只能达到1.2m/d，并且模板上翻时要使用塔吊设备，使设备的利用率不高。并且使用翻模会增大模板的投入，一般浇筑3m混凝土需要6m模板，使模板的数量大幅增加。另外安全度不高，存在较大的危险源。
2.2 爬模施工工艺
爬模是利用爬架来支撑模板爬升时的荷载，模板利用原浇筑的部分墩柱（一般为20cm左右）和内拉杆承受浇筑的荷载。其施工为立模钢筋、爬升模板、浇筑混凝土、爬架上升等。
施工优点：机械化程序较高，模板爬升时不用塔吊，施工组织比较容易，施工质量比较好，安全性高。施工缺点：工效不高，一般施工工效只能达到0.95m/d。
2.3 滑模施工工艺
滑模最初是20世纪40年代由国外引进，最先是在烟囱等结构物上使用，后来发展到房建，最后使用到桥梁的墩柱上。滑模是在墩柱内预埋滑杆，用滑升装置顶升模板，由于要求模板滑动，所以要求混凝土必须在初凝后、终凝前滑动。滑模施工优点：速度快，目前从资料上看可以达到4m/d甚至更快，实际应用中滑模进度可以掌控在2.6m/d。
滑模施工的缺点主要表现在以下方面。
（1） 组织难度大，由于滑模是多道工序同时作业，包括模板顶升、主筋安装、箍筋安装、混凝土浇筑、混凝土修饰等同时作业，并且滑模一旦施作，除非特殊原因不能停置，并且停置后处理难度大。目前滑模施工均为专业的滑模工程队进行作业，一般施工单位管理水平还达不到滑模施工的组织要求。
（2） 滑模施工的质量难以控制。由于滑模施工的特点是混凝土在初凝和终凝之间滑动，所以滑升的时间难以掌握，其施工质量均不理想。包括墩柱的垂直度、钢筋安装等，其质量难以控制，故目前应慎重选择滑模施工。
2.4 滑架翻模施工工艺及特点
（1） 滑架翻模工艺是改进的一种施工工艺。
采用滑模工艺，多道工序平行作业能够加快施工进度，其构造如图1所示。
（2） 滑架翻模施工工艺的特点
该工艺多道工序平行作业，能够加快施工进度。由于属于新工艺，滑模式的施工组织，要求技术人员必须熟悉整个工艺的特点，熟悉工艺内容，并且将模板工、钢筋工、混凝土工有效地组织起来，以满足工艺的要求、有效地组织生产。
3· 滑架翻模施工工艺
3.1 高墩施工准备及施工现场情况
施工便道已修筑至4、5号主墩下方，每个主墩设置一台塔吊用于材料运输，加工好的半成品钢筋及施工物资由塔吊起吊至滑架顶部；每个墩柱配置一台电梯供施工人员及小型物资运输，施工过程中注意预埋塔吊及电梯预留部件。
混凝土采用泵送，拌和站采用两套750型号机组分别供应两个主墩施工；在泵送达到极限高度前，直接在拌和站设置拖泵，泵管顺应山坡敷设至每个主墩上，进行混凝土浇筑；待泵送高程达到极限值后，拖泵移至主墩下方，混凝土运输至主墩后进行浇筑。
3.2 过渡段施工
承台施工时注意预埋主墩钢筋，按0.8m 和3.75m间隔进行预埋，以满足接头长度区段50d的要求。主墩墩柱起始第1模和第2模为实心段，第3至第5模为过渡段。主筋采用剥肋直螺纹套筒进行机械连接。
在设计模板时应充分考虑其在风荷载作用下的刚度和稳定性，保证在高空施工中的高墩轴线不会偏移。模板采用大块钢模，拼装之前先将模板磨光清除干净， 涂抹脱模剂。涂刷时要轻、薄、均匀，以保证混凝土表面颜色一致。模板拼装完毕后，穿入拉杆进行模板加固。拉杆外套PVC塑料胶管，以便拉杆循环使用。
过渡段墩柱施工：接长第1 模（1.5m） 主筋4.5m，绑扎第1 （1.5m） 模、第2 （3m） 模箍筋，然后用普通翻模法或支架翻模法施工墩柱起始第1（1.5m） 模、第2 （3m） 模实心段混凝土。第2模（3m） 施工结束后接长第3模（4.5m） 主筋，绑扎第3模（4.5m）） 箍筋，用普通翻模法浇筑第3模（4.5m） 混凝土，直至施工至第8模。施工时注意在第3模、第6模墩柱每侧预留滑架顶升液压装置钢棒孔，以便安装液压顶推装置及轨道。
3.3 滑架安装
安装第7 （10.5m） 模、第8 模（12m） 模板后，浇筑第7（10.5m）、第8（12m） 模混凝土，准备安装滑架。滑架每侧均由数个立柱单元通过型钢、角钢纵横向连接形成整体桁架。滑架沿高度方向分为4层，层距为1.5m，每层均可作为工作平台，每层之间设置爬梯供人员行走。底部设置2层层距为1.5m修饰平台吊架，在施工过程中逐段施工逐段修饰。滑架顶部利用型钢、角钢连接形成整体桁架，设置多个电动卷扬机，供提升模板，安装钢筋使用；顶部桁架下设置内模吊架，以便拆除、提升内模模板，同时对墩柱内壁进行修饰。采用塔吊垂直吊运设备，安装外爬架，首先拆除6号节段模板，在3、6号模预留孔处安装钢棒，然后安装爬轨及液压爬锥，安装完成后检查、调试顶升装置，顶升滑架至第6模，然后安装内模吊架，安装外模修饰吊架，整个滑架体系安装完成。如图1所示为使用中的滑架。
3.4 滑架翻模施工工艺流程
滑架翻模施工工艺流程如图2所示。
3.5 滑架翻模施工过程
接下来进行4.5m墩柱施工，第9模施工过程中有2道工序流水作业，1道工序平行作业。流水作业施工过程为：接长第9 （13.5m） 模主筋；安装第9 （13.5m） 模箍筋； 平行作业：接长钢筋和安装钢筋时清理第6模（9m） 模板，为吊安第9模作准备。
安装第9模（13.5m） 模板至浇筑该段混凝土期间，有2道工序流水作业，5道工序平行作业。流水作业2道工序为：安装第9模（13.5m） 模板；浇筑第9模混凝土。平行作业5道工序为： 浇筑第9模混凝土； 接长第10、11模主筋； 安装第10模箍筋； 拆除第7模模板；吊安第10模模板。
安装第10模（15m） 模板至浇筑该段混凝土期间，有2道工序流水作业，5道工序平行作业。流水作业2道工序为： 安装第10模（15m） 模板；浇筑第10模混凝土。平行作业4道工序为：浇筑第10模混凝土；安装第11模箍筋；拆除第8模模板；吊安第10模模板。
安装第11模（16.5m） 模板至浇筑该段混凝土期间有2道工序平行作业，3道流水作业。平行作业2道工序为：浇筑第11模（16.5m） 混凝土； 拆除第9 模（13.5m） 模板。流水作业3 道工序为：拆除第9模模板；在第9模位置清理爬锥孔；利用爬锥孔安装爬升轨道。
施工完成11 模后，利用滑轨顶升滑架至第9模（13.5m） 位置。下一道4.5m循环开始。
上一个：水利工程滑模施工技术监理
下一个：解析桥梁高墩施工中滑模和爬模施工工艺的应用
