维普资讯 http://www.cqvip.com 铁１６ 道建筑 Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２００７ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３—１９９５（２００７）０２ ００１６—０３ 悬臂拼装爬升模板高耸 圆端型桥墩施工技术 白海峰，项 春 （中铁九局集团有限公司，沈阳 １１００１３） 摘要：结合圆端型高耸钢筋混凝土桥墩横截面尺寸大、截面沿纵向呈坡度变化的桥梁结构特点，设计以 附着式塔吊为垂直运输的悬臂拼装爬升模板体系，提出了悬臂拼装爬升模板体系的施工作业方法和安 全质量控制措施，为高耸钢筋混凝土桥墩施工提供了经济、可靠的模板施工方案。 关键词：圆端型高耸混凝土桥墩 悬臂拼装施工工艺 中图分类号：Ｕ４４３．２２文献标识码：Ｂ １工程概况 白河至和龙段地质构造断层发育，土质压缩性高， 工程地质条件较差，较多采用桥梁结构，其中，桥梁下 部结构为低承台钻孑Ｌ桩基础或扩大基础，圆端型桥墩 和耳墙式桥台；桥梁上部结构为３２ ｎｌ预应力钢筋混凝 土简支梁。与其他铁路桥梁相比，高耸桥墩是该线路 桥梁结构的特色，其中以南道村特大桥（１９×３２ ｎ１）、二 道江特大桥（２６×３２ ｎ１）和三道乡大桥（１３×３２ ｎ１）最为 突出，三座桥梁高耸桥墩的高度在３１．４～４３．４ ｍ之 间。 图１悬臂挂架模板结构 高耸桥墩临时支护系统复杂，模板制作安装困难， 混凝土和钢筋垂直运输需要配备专门的吊装设备，施 芯带插销及垫板，接缝背愣和吊钩等几部分组成。模 板面板采用１８ ｍｍ厚的维萨胶合板，这种面板具有表 面光洁度好，强度高，弹性、硬度较大，耐水性强，周转 工安全要求高，通过比较，选择悬臂拼装爬升模板施工 工艺，该工艺是以悬臂模板附着式分节段循环爬升，模 板的爬升和钢筋的垂直运输采用附着式塔吊吊装，混 凝土的垂直输送采用混凝土泵车（当输送高度Ｈ＜１０ 使用率高等的特点。具有较好的可加工性和拼装性 能，适合于模板面板的加工制作。竖肋采用木制工字 梁，其力学指标为：允许弯矩为５ ｋＮ・ｎｌ，允许剪力为１１ ｎｌ时）或混凝土输送泵（当输送高度Ｈ＞１０ ｎ１），桥墩分 节段浇筑混凝土过程中平面及竖向工作空间由悬臂模 ｋＮ。竖肋的作用是增加面板的竖向刚度，将模板的侧 压力通过斜撑传递到受力三角架，提高模板的抗倾覆 能力。横肋由两根槽钢、芯带、芯带插销及垫板等组合 板的挂架部分提供而不需要竖向脚手架提供辅助工作 面，具有结构轻便，操作安全，经济等特点。 而成，横肋与竖肋问连接使用特别制作的连接爪。横 ２模板构造与作用 悬臂拼装爬升模板工艺主要应用于桥墩、混凝土 肋在大片模板中起到增强横向刚度，限制模板横向挠 曲的作用。 ２．２爬架构成 墙体等结构，模板的构成主要包括模板体系、挂架体系 和锚固定位体系三个部分，其垂直爬升主要依赖于吊 装设备。其结构拼装如图１所示。 ２．１模板构成 悬臂模板采用附墙爬架体系，爬架主要由斜撑主 背楞、主梁三角架和吊平台等组成。斜撑主背楞由背 楞、可调节式斜撑和横向拉杆组成，背楞起到固定模板 和力传递作用；可调节式斜撑起着传力和调节模板竖 向垂度的作用；横向拉杆与主背楞和斜撑形成受力三 模板部分主要由面板、竖肋、横肋、连接爪、芯带、 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第２期 悬臂拼装爬升模板高耸圆端型桥墩施工技术 １７ 角架，并最终将混凝土传给模板的侧压力传递到主梁 三角架。通过主梁三角架以拉力的形式传递到混凝土 墩身。主梁三角架由主梁、斜撑和竖向拉杆组成，与斜 ３施工技术要点 ３．１施工准备 撑主背楞组合形成传力系统。此外主梁三角架还可以 用来在其上搭设工作平台，方便施工。吊平台是由挂 架连接在主梁三角架上，并在横杆上铺装跳板所构成。 其作用是提供简易作业平台，为墩身工作螺栓孔封堵 承台施工完成后，平整桥墩基础施工造成的场地 不平整，地基基础采用碎石土夯填密实，塔式起重机基 础用Ｃ２５混凝土浇筑，基础尺寸按塔式起重机的工作 及混凝土养生提供工作空间。 ２．３固定体系组成 模板定位采用混凝土预埋固定装置，其主要部件 包括埋件板，高强螺杆、爬锥、垫圈和定位螺栓等几种 零件。施工中除埋件板和高强螺杆Ｄ２０埋在混凝土 中，一次性使用外，其他部件均可周转使用。浇筑桥墩 混凝土时形成埋件，爬模过程中用于固定爬模架。当 墩身的厚度较大时，两边模板的固定高强螺栓可用直 径２０ ｍｍ的圆钢筋焊接连结，以增加预埋件的拉力储 备。 ２．４ 圆弧模板 可调木梁圆弧模板面板采用１８ ｍｍ厚的木胶合 板，面板规格为２ ４４０ ｍｍ×１ ２２０ ｍｍ，模板标准规格为 ２ ４４０ ｍｍ×４ ６５０ ｍｍ；竖肋为木工字梁，面板与组合木 梁通过螺钉连接；横肋为短双槽钢背楞，背楞与背楞间 由能够伸缩的调节器连接；竖向边肋为双肋角钢；圆弧 部分遇见变截面时，可以调整圆弧半径，圆弧模板上下 边缘宽度调整时，可通过增加木方或修改模板来调节 长度。模板效果图及工作原理图如图２所示。圆弧拼 缝节点采用边肋角钢，Ｍ１６×５０螺栓将两块边肋连接 在一起，弧度调节器使拼缝处受力成三角形，保证拼缝 平齐而不错台。 边肋 图２可调圆弧模板工作原理图 需要确定。・ 塔式起重机应选用外墙附着式自升塔机，塔机的 主要技术参数如工作幅度、起升高度、起重量和起重力 矩等，应满足施工覆盖面、供应面等供应能力的需要； 还应满足提升高度、水平运输和构件装配条件的需要； 同时应有足够的安全保障措施。在混凝土浇筑前应将 塔式起重机安装调试良好，并保持正常的工作状态。 高耸桥墩的钢筋加工和混凝土搅拌应设置专用的 场地和搅拌站，统一加工与搅拌，保证钢筋加工和成品 混凝土质量。施工高度≤１０ ｍ时可采用混凝土搅拌 车和混凝土泵车作为混凝土水平与垂直运输的工具， 完成混凝土浇筑；施工高度＞１０ ｍ时，混凝土垂直运 输采用高压混凝土输送泵泵送，浇筑混凝土。此时应 根据桥墩的高度选择适当型号的混凝土泵，满足施工 需要。施工过程中需控制混凝土的凝结固化速率时， 应根据混凝土的品种选择适当的掺加剂。模板工程中 使用的定型模板，在施工前应进行预拼装检查，保证配 件齐全，安装正确。 ３．２施工过程方法 １）第一次浇筑混凝土前，应将承台顶面清理干净， 并按设计标高整平，为模板安装创造条件。清理接茬 钢筋的污物和铁锈，按规范要求的接头相错量和钢筋 焊接方式连接钢筋，并绑扎成钢筋笼，绑扎过程中应保 持钢筋顺直，并设置好保护层。然后，按底层模板结构 设计安装模板，设置好模板爬升埋件。当墩身结构尺 寸较大时，为确保截面的几何形位，可将原来的预埋件 设置成对拉埋件。 ２）第一节模板的下缘横向支撑采用地脚埋件，外 加横向背楞，纵向设支撑块的形式。模板的顶端设拉 环，在墩身外围设置地锚，用钢筋和手动葫芦做成拉 线，调整模板的几何形位和竖向垂度。待模板尺寸和 垂度调整合格后，浇筑底节混凝土。 ３）底节段混凝土浇筑完成达到终凝，并达到一定 的强度后，按照“先外后内”的顺序拆除模板及支架，安 装爬模架，然后按规定的错接长度和规定的连接方式 接长纵向钢筋，并绑扎成钢筋笼，形成钢筋骨架。清理 模板表面杂物，按第二节段模板的截面形状尺寸调整 模板，吊装爬架，按设计图将爬模架挂在相应的埋件点 维普资讯 http://www.cqvip.com 铁道建筑 Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２００７ 后。通过可调斜撑调整模板的垂直度。模板接缝可通 墩高度变化的截面尺寸进行调整。模板的圆弧段部分 应设计为上下端弧长和圆弧半径可调的形式，施工过 过微调装置将其下缘与前次浇筑的混凝土结构表面顶 紧、密贴，确保接缝处不漏浆、不错台。 ４）第三次及以后各次模板爬升，均在前次提升的 爬模架下安装吊平台，用于拆除可周转的埋件，封闭已 经拆模的墩身混凝土表面埋件孔。再次安装时应调整 模板的尺寸，满足桥墩沿纵向变化的几何形状要求。 这种循环爬模过程按竖向工艺流程进行。・ ５）爬升模板的标准节段高度为４．６５ ｍ，循环浇筑 程中模板分节段拼装。模板接缝处须加橡胶衬垫，以 防止漏浆。 底层模板的安装，应在先期浇筑的承台顶面按模 板安装的要求布置预埋钢筋，作为底层模板安装时顶 撑着力锚点。预埋钢筋的直径以３２ ｎｌｉｉｌ为宜，预埋锚 固深度应≥５００ ｍｍ。由于墩身截面为圆端形，且模板 倾斜悬臂拼装，混凝土浇筑过程中模板两主轴方向的 时每节混凝土灌注高度为４．５０ ｍ，模板接高时要保证 有１００—ｍ的搭接量。最后节段混凝土的浇筑高度应 按墩帽底面标高严格控制，除在混凝土中设置接茬钢 筋外，并在终凝前对混凝土表面进行凿毛处理，保证墩 帽混凝土的接续浇筑条件。 ６）空心桥墩爬升模板的内模与外模同步同节段安 装调试，当混凝土的壁厚较小时，为防止模板的几何形 位发生过大的变形，应将内外模板的埋件焊接对拉形 成拉杆，增强模板变形的横向约束，从根本上保证模板 的稳定性和内部模板的几何形状。 ７）桥墩空心部分施工完成后，在桥墩空心部分的 顶端按墩帽模板安装的需要，埋设预埋件，绑扎墩帽钢 筋，安装墩帽模板分块设计拼装模板。墩帽模板的安 装应能充分利用悬臂挂架系统，为墩帽的施工提供作 业平台和模板支撑条件。墩帽混凝土和支承垫石混凝 土浇筑可按各自不同的混凝土标号，间歇式一次浇筑 完成。墩帽和支承垫石混凝土浇筑应注意间歇时间的 控制，不能形成水平施工缝。 ８）空心墩检查洞口施工时，应统一安排在同一节 段模板内跨越，模板安装过程中，混凝土浇筑前应采用 木支架和泡沫板制作洞口的几何放样结构，与周边墩 身钢筋连接形成牢固的连接，置于内外模板之间，并与 模板形成密贴，保证浇筑混凝土过程中不错位，不漏 浆。 ９）空心桥墩内模施工作业时，要求内模与内模挂 架一体爬升，内模挂架为内模安装和拆除作业提供工 作平台，并绝对保证空心内部作业面的安全防护，杜绝 施工作业面凌空不防护状态。 ４质量安全控制要点 模板的横向肋梁采用双槽钢，横向和竖向肋梁的 间距经计算确定。由于墩台高度与模板模数不匹配而 产生的非模数模板应单独设计。模板宽度，可根据桥 墩直边宽度和圆弧段长度划分确定，施工过程中按桥 抗拉压能力存在差异，此时，内外模板的埋件应设置成 对拉形式，在模板顶端和与圆端形截面的连接立面设 置对拉，并使内模的径向支撑与模板连接可靠，不变 形。 模板作业平台系统分为上平台、中平台和下平台 三部分，设在模板外侧，供模板的拆模、爬升、安装就位 和校正固结、穿墙螺栓的安装和拆除、墙面清理和嵌塞 式穿墙螺栓等操作时使用。工作平台的宽度为９００— ２ ０００ ｍｍ，上下应设置垂直登高设施，并应配备存放小 型工具和螺栓的工具箱。模板系统固定后，要用连接 杆件将模板与桁架杆件连成整体。 墩身混凝土的强度达到８０％以上时，方可拆除模 板。模板拆除顺序应首先拆除外模板，将其提升安装， 为拆除内模板提供工作空间，然后拆除内模板的顶撑， 最后拆除内模板并提升安装。模板拆除过程中，应先 松动埋件螺栓，并在全部螺栓松动后顺次卸除，顶推模 板时千斤顶应均匀用力，并注意模板着力点的保护，防 止模板被顶坏或拉坏已经浇筑的桥墩表面。 ５ 结语 采用悬臂拼装爬升模板施工，混凝土实体质量和 外部感观质量良好，模板的周转周期较短，能够有效地 缩短施工工期，是高耸桥墩施工的理想模板体系。与 普通钢模脚手架法施工相比，具有辅助设施使用量少 （特别是脚手架），模板结构重量轻，可操作性强和施工 安全易于保证的特点；与液压顶升拼装模板体系相比， 不需要复杂的机械爬升体系，最大限度地降低了模板 体系的制作成本，操作简便。因此，对于高度＜５０ ｍ 的桥墩或截面规则的桥塔结构而言，无论从模板的使 用性能还是制作的经济性方面考虑，都是优先考虑采 用的模板体系和施工方法。 修回日期：２００６—１１—２０ （责任审编 王红）