薄壁高墩6米大塊鋼模翻模施工工法

1、雙肢薄壁高墩大塊鋼模翻模施工工法三處小關特大橋項目部蔡維剛吳建軍一、前言隨著公路交通事業(yè)的發(fā)展，橋梁向著大跨、高墩的方向發(fā)展，相繼出現(xiàn)了100m以上的高墩。本工法是在貴陽小關水庫特大橋墩身施工中形成的。由于該橋橋型特殊且跨大、墩高，對墩的垂直度偏差有很高的要求。為了解決高墩施工、工期緊張等困難，通過對各種模板的比較分析，該橋高墩采用大塊鋼模6米翻模施工。該項技術具有施工速度快、工程質量好、人員操作安全、勞動強度低、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點，經(jīng)總結形成此工法。該項技術QC成果獲2002年度中鐵五局集團QC成果一等獎、2002年度鐵道部QC成果交流獎二、工法特點1.易控制墩身偏心、扭轉，能夠隨時糾正墩身施

2、工誤差，保證墩身垂直度要求。混凝土表面平整光潔，外觀質量好。2.模板和內(nèi)外作業(yè)平臺可一次安裝。3.一次澆筑69米施工速度快，減少接茬筋用量，降低成本。三、適用范圍本工法適用于同類墩型公路、鐵路橋梁混凝土高墩、高塔柱施工。四、工藝原理翻模是由三節(jié)段大塊鋼模板、內(nèi)外工作平臺、塔式起重機、手動葫蘆組合而成的成套模具。施工時第一節(jié)模板支立于墩身基頂上，第二節(jié)模板支立于第一節(jié)模板上，第三節(jié)模板支立于第二節(jié)模板上。第一次澆筑9米高墩柱底座混凝土，待混凝土澆筑完畢終凝后，綁扎第四層鋼筋。綁扎完畢后，利用塔式起重機和手動葫蘆拆除第一節(jié)模板，并將其分別翻升至第四層，再綁扎第五層鋼筋，拆除第二節(jié)模板，將其翻升之第

3、五層。以后每次澆筑6米高度混凝土，形成鋼筋綁扎、拆模、翻升立模、測量定位、接長泵送管道、澆筑混凝土、養(yǎng)生和標高復核的循環(huán)作業(yè)，直至達到設計高度。圖1墩身結構及模板側圖2墩柱模板平面布置面圖3墩柱正面模板設計圖圖4墩柱側面模板設計圖每一節(jié)模板高度為3m，主要由內(nèi)外模板、橫背杠、豎背杠、拉筋、工作平臺組成（見圖1、圖2、圖3、圖4）。五、施工工藝施工準備1.工藝流程（見圖2）基頂放線定位綁鋼筋、立模澆注墩身底座綁扎鋼筋拆模、提升模板循環(huán)立模灌注兩節(jié)墩身砼墩身施工完成圖2工藝流程圖2.施工要點（1）模板設計及加工模板的設計應保證模板有足夠的剛度，以保證一次澆筑69米高混凝土。在設計計算時，應考慮混凝

4、土對模板的最大側壓力、泵送混凝土時對模板的沖擊力及振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載。以圖1所示墩身截面模板設計為例，外模分為4塊邊模和2塊端模；模板之間用M22螺栓連接。邊模橫背杠采用10槽鋼，端模橫背杠采用18a槽鋼，橫背杠間距為50cm，邊模豎背杠采用10槽鋼，豎背杠間距應根據(jù)空心墩尺寸確定。外模模板面均采用5mm厚鋼板。內(nèi)模分為4塊邊模和8塊倒角模，寬度分別為6.25m和2.7m；模板之間用M22螺栓連接。模板橫背杠均采用10槽鋼，橫背杠間距為50cm，邊模豎背杠采用10槽鋼，豎背杠間距與外模豎背杠間距對應。內(nèi)模模板面均采用3mm厚鋼板。拉筋布置應配合內(nèi)模尺寸考慮。 每節(jié)模板均設置工作平臺，利用角

5、鋼焊接在模板豎背杠上，與模板形成整體，工作平臺上鋪3mm厚鋼板，外側工作平臺沿周邊設立防護欄桿并掛安全網(wǎng)，可供操作人員作業(yè)、行走，存放小型機具。對于其他結構形式橋墩，可根據(jù)墩身形式調整模板尺寸構造。（2）立模準備對已加工好的大塊鋼模進行試拼，檢查模板加工精度、拼裝精度是否達到設計要求。利用全站儀恢復承臺縱、橫中線，根據(jù)承臺中心放出墩身邊線。為使施工空心墩部分時內(nèi)外模板對應，先沿墩身邊線位置砌臺座，以便在臺座上立模，臺座高度以便于拆除底節(jié)模板為準。對實心墩形式，該臺座尺寸可改為墩身高度減去3m的整數(shù)倍，剩下不足一節(jié)模板的高度，以便于施工。（3）綁扎鋼筋和安裝模板在基頂面設計位置開始綁扎鋼筋，待第

6、一節(jié)3m高鋼筋綁扎完畢后，先安裝第一節(jié)模板，并檢查模板垂直度，用水準儀和全站儀檢查模板邊線是否與墩身設計位置吻合。檢查完畢后，繼續(xù)綁扎第二、第三節(jié)鋼筋，并安裝二、三節(jié)模板。在鋼筋綁扎時，將墩身水平勾筋綁扎牢固，并間隔1m焊接在墩身豎向鋼筋上，使墩身鋼筋形成整體骨架，焊接前先檢查鋼筋骨架尺寸；在鋼筋骨架外掛2cm厚混凝土預制墊塊；立模板時，將模板貼緊墊塊，穿上拉筋并擰緊，保證模板的結構尺寸。在拉筋外套PVC管，以增加拉筋倒用次數(shù)。（4）澆筑混凝土混凝土采用水平分層灌注，每層厚度一般為30cm，用插入式震動器搗固，注意不要漏搗、重搗和搗固過量。澆筑完畢后要及時養(yǎng)生，待混凝土強度達到2.5MPa后，

7、人工清除浮漿，鑿毛混凝土表面。（5）模板翻升作業(yè)在澆注完底節(jié)混凝土24h后，綁扎上節(jié)鋼筋。綁扎完3m高鋼筋后，拆除第一、二節(jié)模板拉筋，將第一節(jié)模板用塔吊吊運至第三節(jié)模板上，以第三節(jié)模板為基座立模，立模完畢后繼續(xù)綁扎3m高鋼筋，再將第二節(jié)模板用塔吊吊運至第一節(jié)模板上。（6）墩頂封閉當模板翻升至墩頂封閉段底模設計起點標高時，在內(nèi)外側模上安裝封閉段模板。其內(nèi)模支架采用焊接鋼桁架，模板采用5cm厚的木板，拼縫要嚴密。（7）拆除模板施工至墩頂后，墩頂仍保留3個節(jié)段模板，待墩身混凝土強度達到規(guī)范要求時，拆除模板。拆除時按先底節(jié)段，再中節(jié)段，最后頂節(jié)段的順序進行。六、機具設備一個雙肢薄壁高墩翻模施工所需的機

8、械設備見表1。七、勞動組織翻模施工作業(yè)要求組織好工班和專業(yè)班組，一個雙肢薄壁高墩所需勞力組織見表2。表1機具設備序號名稱型號數(shù)量用途1塔吊QTZ100A附著式1臺吊運模板、機具2電梯1臺人員垂直運輸3手動葫蘆10kN、50kN各4只模板拆除、安裝4全站儀拓普康GTS-311S1臺墩中心控制、模板放線5水準儀精度1mm1臺6混凝土輸送泵SONY HBT-60C1臺泵送混凝土7電焊機40以下2臺鋼筋焊接8鋼筋切斷機5-401臺鋼筋加工9鋼筋擠壓機1臺鋼筋接頭10鋼筋彎曲機WT4-1 401臺鋼筋加工11鋼筋調直機414mm1臺鋼筋加工12振搗棒50插入式8臺混凝土施工13抽水機揚程120m1臺供水

9、養(yǎng)護14吊籃承重200kg2個拆除作業(yè)15大塊翻模6套表2勞動組織序號職務人數(shù)分工1工班長1負責本工班全面工作2技術人員1負責本工班技術工作3安質員1負責本工班安全工作和質量檢查4組長3分別負責模板、鋼筋、混凝土作業(yè)組5測量員1放線和各斷面測量控制6試驗員1材料檢測、混凝土配合比選擇7塔吊司機2塔吊操作與保養(yǎng)8電梯司機2電梯操作與保養(yǎng)9電工1現(xiàn)場電器的安裝管理及維修10模板工8模板安裝、拆除、吊運與維護11混凝土工8灌注混凝土搗固12鋼筋工10鋼筋下料、焊接、綁扎13普工12混凝土及材料運輸八、質量控制（一）質量標準1、符合現(xiàn)行公路橋涵施工技術規(guī)范、公路鋼筋混凝土工程施工規(guī)范、公路工程質量檢驗

10、評定標準要求。2、每節(jié)段立模前和混凝土灌注后在無太陽強光照射、無大風、無振動干擾的條件下測定墩身縱向、橫向中心線，偏差不大于10mm。3、每節(jié)段混凝土灌注完后及時抄平，墩身總高度誤差不大于20mm。4、混凝土強度合格率100，表面平整，無蜂窩、麻面，外觀美觀。5、模板質量控制（1）模板加工安裝按表3規(guī)定標準進行質量控制。（2）按表4規(guī)定標準進行模板組裝質量控制。表3模板加工質量標準序號項目容許偏差/mm檢查部位1長度+0-1.0中間及兩邊2寬度+0-1.0中間及兩端3高度+0-1.0中間及兩端4模板撓曲<2.0長、寬方向5邊肋孔距±1.0任意兩孔間距6端肋孔距±1.0

11、任意兩孔間距7焊縫長+5.0 -0所有焊縫8焊縫高+1.0 -0所有焊縫9倒角模角度<1.0º內(nèi)模倒角表4模板組裝質量標準序號項目容許偏差/mm檢查方法1模板間拼接縫隙<1.51.5塞尺不通過2相鄰模板面錯臺<2.0檢查拼接縫3相鄰模板上口高差<2.0檢查拼接縫4軸線偏位<10.0全站儀檢查（二）質量保證措施1、墩中心和扭轉控制。先用全站儀測設每節(jié)墩身立模中心，再分別測設縱、橫向中心線，進行校核，每次校核在一個方向上進行多測回測量和換人測量，通過比較選擇正確結果。2、堅持對原材料進行進貨檢驗和進場后試驗，確保使用優(yōu)質材料。3、如在雨天澆筑混凝土，應在墩身

12、鋼筋上搭設彩條布防雨。混凝土澆筑應在倉內(nèi)無水的情況下進行。4、編制完善的模板制作、安裝拆除和鋼筋、混凝土作業(yè)的工序作業(yè)指導書，嚴格按作業(yè)指導書要求操作，保證工序操作質量。5、認真細致地做好工程預檢、隱檢和不定期質量檢查、評定工作，發(fā)現(xiàn)問題后與責任人一起制定糾正措施，報項目部總工程師批準后，組織實施。6、對全部上崗人員進行崗前質量培訓，做好工前技術交底。九、安全措施除遵守建設部、中華全國總工會、勞動人事部聯(lián)合發(fā)布的建筑安裝工人安全技術操作規(guī)程外，還要抓好以下幾方面工作。1、進行安全教育。建立健全各項規(guī)章制度，加強崗位責任制。嚴格施工紀律，嚴格按照操作規(guī)程作業(yè)。2、高空作業(yè)人員作業(yè)時必須配戴安全帽

13、、穿施工鞋、系安全繩。3、工作面掛安全網(wǎng)，墩下便道應搭設防護棚。應定期檢查工作平臺欄桿是否牢固，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。4、遇到暴雨、雷電及6級以上大風時，應停止施工并切斷電源，保護好各種設備。5、未經(jīng)工班長批準，任何人不得頂崗、跨崗作業(yè)。嚴禁從高空向下拋擲雜物。6、塔式起重機和電梯的司機要經(jīng)培訓考核，持證上崗。定期檢查各種限位開關、起重鋼絲繩、卡環(huán)、附著桿，如有損壞及時更換。7、塔式起重機作業(yè)要有專人指揮。禁止超負荷起吊。起重機頂部、大臂前部要設置信號燈。十、效益分析采用6米大塊鋼模翻模施工安全，質量可靠，進度快，成本低，經(jīng)濟效益顯著。與一般23米翻模施工相比，可減少接茬筋50%，降低了成本，縮短

14、工期20%。混凝土內(nèi)實外美，表面平整光潔。十一、應用實例貴陽小關水庫特大橋主橋2#、3#、4#、5#墩墩身為雙肢薄壁空心構造，每肢寬12.5m，厚2.5m，底部2040 m為實心段，上部為空心段，空心段壁厚0.75m，墩身混凝土為C40混凝土。墩高分別為58m、100m、87m、48m。貴陽小關水庫特大橋4個主墩對該工法的應用均取得成功。墩身施工最快1m/天，減少接茬筋5t，約1.8萬元，減少施工縫鑿毛工人工費1.2萬元。經(jīng)質量檢測，中心偏差15mm，標高誤差10mm，均小于規(guī)范容許偏差值，節(jié)段間接頭平順，無錯臺，混凝土表面平順光潔，顏色一致，優(yōu)良率100%。2.9.8 高橋墩翻模施工（塔吊提

15、升）編制說明：1）適用范圍：雙（多）柱（薄壁空心）高橋墩2）檢索內(nèi)容：雙（多）柱墩正文：1）概述2）施工方案墩身垂直運輸使用墩旁塔吊，人員作業(yè)上下使用施工電梯。塔吊和施工電梯均支承在混凝土基礎上。墩身采用翻模施工。墩身混凝土均用混凝土輸送泵泵送入模，插入式振搗器搗固。為了保證雙薄壁橋墩的單肢在施工過程中的穩(wěn)定性，在橋墩兩肢間豎向每隔2030m設一道鋼桁梁作為聯(lián)系梁支撐。3）人員、料具、設備配備及工期定額（1）人員勞動力組織根據(jù)橋墩的圬工量及難易程度合理組織人員勞動力進行施工。（2）料具、設備配備主要料具、設備配備表序號名 稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1砼拌合樓120m3/h座12塔 吊臺13施工電梯

16、臺14電 焊 機ZLD21臺105鋼筋切割機GT-40臺66鋼筋彎曲機GW-40臺27砼搗固器插入式臺208汽車吊輛29砼輸送泵HBT60C臺110輸送管m1000150011砼輸送車ND855臺412翻模套6（3）工期定額根據(jù)施工進度總體計劃安排和具體實際情況，科學組織，精心安排，確保各分項工程工期和總體工期的實施。74）施工布置配重塔吊及電梯A梁部地面線承臺塔吊及電梯基礎提升設備布置示意圖A-A截面圖A承臺墩身墩身施工電梯塔吊空心墩立面圖橋 墩 模 板 圖側面模板（B型）正面模板（A型）L/2mL/2mbm空心墩護欄模板側面圖（A、B）模板背面大樣圖操作平臺模板2030m墩身預埋鋼板鋼墊板

17、32精軋螺紋鋼工字鋼連接桁架空心墩空心墩總體布置圖詳細立面圖俯視圖墩身臨時連接方案2030m2030m45）施工工藝流程框圖空心墩翻模施工工藝框圖施工準備模板組裝立內(nèi)模鋼筋綁扎立外模澆筑第一層砼養(yǎng)護澆筑第二層砼拆除第一層模板翻升立模循環(huán)上升至墩頂，拆除翻模拆除平臺 6）施工方法及工藝措施（包括質量和安全措施）墩身空心段采用翻模施工。墩身施工用料及砼的垂直運輸由墩旁塔吊完成。施工人員上下作業(yè)使用施工電梯。砼施工由砼拌合樓攪拌，泵送入模，插入式振搗器振搗。外模采用專門設計的大塊鋼模板，模板高300cm，寬350400cm，內(nèi)模采用組合鋼模加以木模調節(jié)，模板內(nèi)襯酚醛膠木板。施工時，按模板翻升、綁扎鋼

18、筋、澆注混凝土、中間混凝土養(yǎng)生及埋設預埋件等工序循環(huán)進行，直至墩頂。（1） 施工準備施工前充分周密細致地作好各項準備工作，包括勞力組織，場地布置，預埋件加工及其它準備工作。 人員準備按施工作業(yè)要求組織好專業(yè)工班，并進行技術培訓，尤其是對液壓控制臺的操作人員，要選擇責任心強的工人承擔，以保證平臺提升和施工順利進行。 機具設備及材料準備A、按圖清點、檢查平臺及模板各零部件的規(guī)格數(shù)量是否符合圖紙要求。B、 給水設備、高墩養(yǎng)生設備等提前備好。C、混凝土拌合、運輸、提升、振搗用的機具備足，且性能良好。D、有備用發(fā)電站（發(fā)電機組），保證施工用電不中斷。E、場地照明、墩上用電設備如配電盤、燈具、電線、電纜，

19、液壓設備檢修作業(yè)使用的工具及材料提前制備齊全，并務必安設漏電保護器，防止漏電傷人。 準備預埋件A、各種預埋件和預埋孔模具按橋墩設計與施工要求提前加工。B、預埋件掛牌存放，牌上標明安裝順序、部位與數(shù)量，以方便使用。 其它準備工作A、 根據(jù)大橋工地實際情況，制定詳細的模板組拼方案。B、測設好橋墩中心點，放好墩身底部尺寸大樣。C、 按橋墩與翻模節(jié)高計算編排好模板表，并調整好基頂標高。D、根據(jù)墩身混凝土設計強度要求，選定配合比與外加劑摻量。（2） 墩底第一段（節(jié)）及調平段施工 根據(jù)設計的墩身第一段高度，用與翻模施工的同一種模板立模，以保證整個墩身外表模板縫一致，平整度、光潔度統(tǒng)一。 墩身鋼筋從承臺接長

20、時注意調整鋼筋的長度，以便使同一個接面內(nèi)的鋼筋焊接接頭不超過50%，同一個截面的長度確定為30d（d為鋼筋直徑），但不得小于50cm。 第一段及調平段澆注的砼，預留接縫鋼筋以便與上段砼牢固粘結。表面做拉毛處理。 計算每段的砼高度，以便使留下的墩上部長度正好為翻模長度的整倍數(shù)。 灌注空心段的砼。（3） 澆筑砼澆注混凝土要分層對稱進行，一般每層厚不超過30cm，并做好灌注記錄。搗固定人、定位、定責，不得漏搗、重搗和搗固過深，搗固棒不要接觸模板和預埋件。混凝土對準模板口入模，防止外灑砸傷人。（4） 模板翻升 解體 根據(jù)上節(jié)模板的調整情況，可將每塊模板（34m）分成一個單元。解體前先用倒鏈滑車吊住模板

21、，然后抽出拉筋，拆下豎帶和水平圍帶。 翻升將拆下的模板吊升到相鄰的上節(jié)模板位置，及時將模板清理干凈，用塔吊將下層模板提升上層、已澆注的混凝土面鑿毛后，再吊升到安裝位置。 裝配 根據(jù)預先排好的節(jié)段表，及時抽動模板。 檢查調整檢查模板組裝質量，不合適的加以調整，使之達到墩身設計尺寸要求。經(jīng)檢查調整合格后，上緊豎帶、圍帶、拉筋、支撐，緊固好各部連接螺栓。（5） 停工處理 施工中因大風、大雨或其它原因必須停工時，須作停工處理，處理方法如下： 停工前要將混凝土面攤平，振搗完畢； 插入接縫鋼筋； 復工時要加強中線水平觀測，做好新舊混凝土的接縫處理。（6）技術要求 墩身砼尺寸技術要求墩身砼技術要求表序號項 目允許偏差（mm）1斷面尺寸±202垂直度0.2%H且不大于203頂面高程±104軸線偏位105預埋件位置106跨度±L0/30007扭轉角度2° 墩身內(nèi)鋼筋