含坡率圓端形橋墩可調(diào)模板翻模施工技術(shù)

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摘要:

含坡率圓端形橋墩是鐵路橋梁工程中最常用的橋墩結(jié)構(gòu)，本文結(jié)合工程實(shí)例，闡述了含坡率圓端形鐵路橋墩使用可調(diào)半徑模板翻模法施工技術(shù)的工藝原理及施工流程，分析了該施工技術(shù)的質(zhì)量控制重點(diǎn)及措施，并與整體模板施工效果進(jìn)行對比分析，發(fā)掘類似工程應(yīng)用該技術(shù)的優(yōu)勢及前景。

關(guān)鍵詞:含坡率 圓端形橋墩 可調(diào)模板 翻模

鐵路橋梁工程中含坡率圓端形橋墩作為最常用的橋墩結(jié)構(gòu)，通常采用整體墩身模板施工技術(shù)，施工工藝已非常成熟，但在橋墩數(shù)量少、墩身高、墩身坡率及墩頸尺寸種類多的情況下，常規(guī)整體模板存在模板一次投入量大、周轉(zhuǎn)次數(shù)少的問題。而可調(diào)半徑翻模模板在含坡率圓端形橋墩施工中有效解決了這些問題?？烧{(diào)半徑翻模模板構(gòu)造簡單，靈活性大，適用范圍廣，其模板總費(fèi)用僅為整體橋墩模板費(fèi)用的1/4～1/2，能夠較大幅度的節(jié)約成本。本文結(jié)合某橋梁工程實(shí)例，對含坡率圓端形橋墩翻模施工技術(shù)進(jìn)行論述，分析該技術(shù)在工程實(shí)例中的施工流程、注意事項(xiàng)及施工效果，以期為該技術(shù)在類似工程中的應(yīng)用提供借鑒。

1工程概況

某項(xiàng)目標(biāo)段共有7座單線鐵路橋梁，其中實(shí)體圓端形橋墩共78個(gè)，根據(jù)結(jié)構(gòu)需要的不同，墩身坡率采用42:1和30:1兩種，墩頸直徑又分為2．1m、2．2m、2．4m、2．8m及3．0m五種;除66個(gè)橋墩坡率、墩頸尺寸相同外，其余12個(gè)橋墩包括了2種不同坡率、5種不同墩頸。以某特大橋18#單線圓端形實(shí)體橋墩為例，墩高19m，橋墩頂帽設(shè)計(jì)為矩形，尺寸為:縱向長度2．5m，橫向?qū)挾?m，厚度0．5m。托盤及墩身截面均采用圓端形，墩頸直徑為2．8m，墩身坡率42:1。

2含坡率圓端形橋墩模板方案的比選

按照常規(guī)施工技術(shù)，含坡率圓端形實(shí)體橋墩主要采用整體模板施工，施工中模板由底至頂整體支立，一次性澆注混凝土成型。單個(gè)橋墩根據(jù)高度的不同施工周期在3～6天，施工速度快，本工程66個(gè)相同坡率及墩頸尺寸的橋墩均采用整體模板施工。而其余12個(gè)橋墩坡率、墩頸類型較多，同類型橋墩數(shù)量很少，如采用整體模板，則需要3套以上整體模板，且需增加多節(jié)異型模板，導(dǎo)致模板投入費(fèi)用增大。同時(shí)，在進(jìn)行不同高度的橋墩施工時(shí)，采用整體模板需在整節(jié)模板底部增設(shè)相應(yīng)直徑的調(diào)高節(jié)模板以達(dá)到所需的橋墩高度，本工程墩身設(shè)計(jì)高度以0．5m為基數(shù)，以每層模板1．5m高為例，調(diào)高節(jié)模板的高度為0．5m和1m。本工程墩身高度由4m至22．5m不等，墩身高度達(dá)22種，如采用整體模板施工，則需在制作整體模板的同時(shí)額外制作22種不同直徑的調(diào)高節(jié)模板以滿足施工需要，僅調(diào)高節(jié)模板累計(jì)高度就達(dá)11m，相當(dāng)于半套整體墩身模板。針對本工程模板費(fèi)用超高的情況，本工程技術(shù)人員積極探索新的施工技術(shù)，在參照空心高墩翻模法施工的技術(shù)特點(diǎn)上，通過市場調(diào)查及方案比選，最終采用了可調(diào)半徑模板翻模法施工方案，成功解決了含坡率圓端形橋墩采用翻模法施工的難題，并于本工程進(jìn)行了實(shí)踐。

3含坡率圓端形橋墩可調(diào)模板翻模法施工技術(shù)

3．1常規(guī)翻模法施工技術(shù)翻模法施工技術(shù)常用于薄壁空心高墩的施工，利用已經(jīng)凝固的混凝土墩體作為支承主體，通過附著于已凝固的混凝土墩身上的模板支撐上層模板及平臺(tái)，從而完成鋼筋、模板及混凝土施工。待澆筑混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，拆除下層模板，通過垂直吊裝設(shè)備翻至上部繼續(xù)進(jìn)行鋼筋、模板及混凝土施工，循環(huán)施工至頂。

3．2可調(diào)半徑模板結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)原理以某特大橋18#單線圓端形實(shí)體橋墩為例，橋墩模板每層高度1．5m，除兩塊1．7m寬平直段模板外，兩側(cè)均為半圓形模板，墩身坡率42:1，墩頸直徑為2．8m，半圓直徑由墩頸處向下逐漸增大。常規(guī)整體模板兩側(cè)半圓端分別由2塊1/4圓模板組成，模板規(guī)格為:面板為－5#鋼板，邊框?yàn)椋?2#鋼板，縱肋為［10#槽鋼，橫肋為［10#槽鋼，背楞為［20#槽鋼，邊框用M20X60螺栓連結(jié)。可調(diào)半徑模板的兩側(cè)半圓端由3塊模板組成，分別為2塊可調(diào)模板及1塊補(bǔ)充模板。可調(diào)模板的規(guī)格為:面板為－5#鋼板，邊框?yàn)椋?2#鋼板，縱肋為［8#槽鋼，背楞為［12#槽鋼，邊框用M20X60螺栓連結(jié)?？烧{(diào)模板的設(shè)計(jì)原理:將面板后橫肋舍棄，以縱肋、背肋及短節(jié)邊框形成多個(gè)小框體，框體間面板不設(shè)邊框，并于每兩個(gè)框體間設(shè)置可調(diào)絲杠?？烧{(diào)模板采用墩身中部高度半圓端半徑為基準(zhǔn)尺寸加工，模板安裝前，通過面板后多排絲杠的頂、拉力，將面板彎曲，使其改變圓弧半徑，以達(dá)到在每層墩高均可使用的目的，在降低縱肋規(guī)格、增加小框體數(shù)量的措施下，面板弧度的改變引起的面板受力分散在整個(gè)面板，使半圓模板盡可能的圓順。

3．3可調(diào)半徑模板特點(diǎn)可調(diào)模板根據(jù)所施工墩身的高度采用絲杠調(diào)整模板的半徑，在達(dá)到設(shè)計(jì)半徑后，于兩塊可調(diào)模板中間設(shè)置補(bǔ)充模板，補(bǔ)充模板為固定模板，根據(jù)每層墩身半徑的不同需每層單獨(dú)加工，因?yàn)檎w墩身坡率一致，墩頸處補(bǔ)充模板較窄，而越往下，補(bǔ)充模板越寬，補(bǔ)充模板的連續(xù)變化性使得墩身側(cè)面形成“八”字型上下模板通縫，不影響墩身外部整體觀感。這一點(diǎn)與常規(guī)模板施工的墩身側(cè)面“Ⅰ”字型通縫有所不同。可調(diào)模板由于平直段模板及半圓段可調(diào)模板均可在每層1．5m高模板中通用，僅需增加少量的補(bǔ)充模板，每套可調(diào)模板僅需制作4層模板及相應(yīng)高度的補(bǔ)充模板后即可采用翻模法施工，可達(dá)到任意的高度，最大程度的壓縮了成本，而付出的僅僅是工期的延長，這在面對數(shù)量較少、墩身高、橋墩坡率及墩頸直徑類型多的橋墩時(shí)，可忽略不計(jì)。

3．4可調(diào)模板翻模法施工工藝流程某特大橋18#墩墩身高19m，一套可調(diào)模板共制作4層，每層高度為1．5m，翻模法施工主要由4層模板由下至上交替向上施工。

3．5質(zhì)量控制措施及注意事項(xiàng)

3．5．1安裝底層平直段模板，固定牢固開始安裝模板時(shí)，首先安裝底層平直段模板，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸、標(biāo)高、坡率安裝，采用內(nèi)加頂撐和拉桿結(jié)合的方法準(zhǔn)確定出半圓端的直徑，并采用內(nèi)加斜拉筋的方法固定在承臺(tái)上，避免平直段模板在不穩(wěn)固的情況下與可調(diào)模板連接而導(dǎo)致偏移(可調(diào)模板扭曲后存在反力)。

3．5．2以樣板為準(zhǔn)調(diào)整半徑，逐步到位可調(diào)模板現(xiàn)場安裝調(diào)整半徑時(shí)，以半圓端圓心進(jìn)行模板定位，以平直段及補(bǔ)充模板的兩端為基準(zhǔn)，使用弧度樣板進(jìn)行比照調(diào)整。調(diào)整絲杠時(shí)，要所有絲杠依次調(diào)整，控制幅度，受力均攤，逐步到位。

3．5．3模板接縫螺栓緊固時(shí)采用墊片調(diào)節(jié)可調(diào)模板與補(bǔ)充模板的接縫在圓弧處，兩端模板邊框外側(cè)存在空隙，螺栓緊固時(shí)采用墊片均勻調(diào)整，使相接模板板平直、圓順。底層模板準(zhǔn)確安裝就位后，剩余模板可緊貼下層模板快速安裝，經(jīng)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，除底層模板需花費(fèi)約1小時(shí)安裝外，剩余每層模板相比整體模板安裝僅需多花費(fèi)20分鐘進(jìn)行調(diào)整。本工程在使用翻模法施工數(shù)個(gè)橋墩后，經(jīng)量測，橋墩的幾何尺寸及表面平整度滿足驗(yàn)標(biāo)要求。

3．6可調(diào)模板翻模法施工效果以某特大橋18#單線圓端形實(shí)體橋墩為例，使用整體模板與可調(diào)模板的比較，某項(xiàng)目標(biāo)段12座橋墩包括2種不同坡率、5種不同墩頸，制作常規(guī)整體墩身模板需3套以上，而采用可調(diào)模板后，僅需常規(guī)墩身模板重量的30%，在頂帽模板不考慮優(yōu)化的前期下，僅墩身模板節(jié)省費(fèi)用約50%，少量橋墩工期的延長可以忽略。

4結(jié)束語

通過對可調(diào)半徑模板在具體工程中的應(yīng)用介紹，以及與整體模板施工效果進(jìn)行對比分析，表明該技術(shù)能夠有效解決橋墩數(shù)量少、墩身高、墩身坡率及墩頸直徑類型多等情況下模板費(fèi)用過高這一難題?？烧{(diào)模板構(gòu)造簡單，靈活性大，適用范圍廣，相比整體橋墩模板，其模板總費(fèi)用僅為整體橋墩模板費(fèi)用的1/4～1/2，橋墩越高，節(jié)省越多，具備較大的經(jīng)濟(jì)效益。是同類型橋梁施工中值得借鑒的施工方法。

參考文獻(xiàn)

［1］張建軍．矩形薄壁空心橋墩翻模施工技術(shù)［J］．山西建筑，2008(7):329－330．

［2］張海寧．薄壁空心高橋墩翻模施工技術(shù)［J］．施工技術(shù)，2012(5):102－103．

作者：黃毅 單位：中鐵七局集團(tuán)西安鐵路工程有限公司