新型柱板式超高空心墩模板施工技术

摘要：以黄韩侯铁路纵目沟特大桥5#墩身新型柱板式空心墩施工中模板工程为研究对象，介绍了柱板式超高墩液压爬模结构体系设计、工艺流程与质量控制措施，为同类工程提供借鉴。

关键词：超高墩；柱板式结构；结构设计；工艺流程；质量控制措施

中图分类号：TU74 文章编码

1 工程概况

纵目沟特大桥5#墩为1.6次抛物线新型柱板式空心墩，墩高105m，主跨采用[78+2×136+78m]连续刚构，墩身由四根变截面立柱组成，立柱顶部30m呈直线，下部75m在纵横向均按1.6次抛物线线形设置，立柱底部为5.5*5.5m到75m处渐变为3*3m立柱之间设钢筋混凝土板相互连接形成矩形薄壁结构；墩身25m以下连接板厚1m，25m以上连接板厚度变为0.8m板厚，墩身在25m、50m、75m处各设置一道高2m的系梁；墩底5m及墩顶3.5m为实体结构。墩身内埋设[20a槽钢劲性骨架，用以减小墩身的柔度，并在施工过程中作为模板支撑体系的一部分，加强墩身模板体系的空间刚度。纵桥向 横桥向

图1-15#新型柱板式空心墩

2 墩身模板方案确定

柱板式结构空心墩结构复杂，墩身截面大，墩身内倾角度11度，对模板加固、改模次数多、受力要求高。通过对钢模、木模进行安全论证及经济比选，确定外模采用QPMX-50型液压自爬木模，施工过程中自行爬升；内膜采用PJ200型悬臂木模，爬升过程利用塔吊辅助完成。

3液压爬模施工技术

3.1液压爬模施工原理

以达到一定强度（10MPa）的混凝土做为承载体，利用自身的液压顶升系统和上下两个换向分别提升导轨和支架，实现架体与导轨的互爬，能够保证稳步安全爬升；再利用后移装置实现模板的水平进退。纵目沟特大桥5#墩液压爬模系统整套模板依托32个10T液压千斤顶自行爬升。

3.2 墩身QPMX-50型液压自爬模板系统组成

纵目沟特大桥5#主墩模板沿墩身四周，由若干单元块模板组合而成，其中钢模32块，主要用于立柱圆弧及柱板连接倒角处，木模30块，用于直面，除连接板中部的模板采用定尺，其它模板在完成一个节段后，必须对其进行裁切，从而实现截面变化的要求。模板平面布置如图3-1

图3-1 模板平面布置图

木模设计面板均采用21mm进口维萨板，次楞采用双14#槽钢。次楞竖向设置，最大间距28cm；主楞水平设置最大间距135cm；对拉杆螺栓采用D20螺栓，水平间距不大于120cm，竖向间距不大于135cm。模板组合图如图3-2

图3-2 模板组合图

为了防止模板下口漏浆，每节浇注时需下包10cm，整个墩身施工过程中，墩柱模板连续爬升至墩顶；模板受墩身系梁的影响，每到一个系梁处，须待系梁混凝土浇筑完毕后，拆除连接板处所有架体，然后重新安装，注意系梁上第一节只安承重三角架体与模板，第二节混凝土浇筑完成后再安装其余架体，其余节段采用自爬《模板组合图》如图2-1 所示：

3.3 QPMX-50型液压爬模系统配置

液压爬模系统配置有四层平台，从上到下编号为4、3、2、1。平台边沿均设置1.5m钢管护栏，外侧悬挂安全网，铺设木板并连接成整体，4号平台为施工平台，3号主要是穿拆拉杆时作业平台，2号平台为液压爬模系统操作平台，一般比较宽，方便存放液压设备，1号为修饰及拆除预埋爬锥平台。各层平台之间有安全爬梯。

图3-3 爬模体系工作平台图

3.4 QPMX-50液压爬模施工工艺

外模爬升作业流程为：安装下架体安装上架体浇筑混凝土上架体后移导轨上移固定假体液压上移上架体前移浇筑下一节混凝土。按照混凝土的浇筑节段图，模板标准高度为5.25m，最大浇筑高度为5m。液压爬模施工工艺流程如图3-4所示。

图3-4 液压爬模施工工艺流程图

第一次混凝土浇筑完后，拆除模板及支架；清理模板表面杂物；吊装爬架，按设计图纸将爬架挂在相应的埋件点上；通过可调斜撑调整模板的垂直度；通过后移拉杆装置将模板下沿与上次浇筑完的混凝土结构表面顶紧，确保不漏浆，不错台。

在第一次爬升的爬架下安装吊平台以便拆除可周转的埋件，清除模板表面杂物按设计图纸把爬架吊装就位，拆除前一次可周转的预埋件，以备用。

3.5 模板体系施工措施与注意事项

3.5.1 模板体系施工措施

1）模板安装、加固与纠偏措施

墩身第3节段横桥向倾角最大约为11°，新浇筑的混凝土有一个水平分力，该分力大小为：1*25*tan11°=4.5kN/m2，模板加固时，利用墩身内部劲性骨架。劲性骨架由20#槽钢组合成“［］”形截面，有较大的空间刚度。模板加固和纠偏可充分利用该骨架。在每节段模板组装完成，在模板上口安装φ200mm通长钢管互相支撑，使整个模板体系空间刚度大大增强。

墩身模板体系中，主楞间距为1m；对拉螺栓间距1m,对拉螺栓中部与横向劲性骨架焊接。新浇筑的混凝土的水平分力通过对拉螺栓传到水平劲性骨架，再传到竖向劲性骨架上。此节段竖向劲性骨架最大间距为4m。利用结构力学求解器2.0软件根据上述参数计算。劲性骨架能够满足抗弯及挠度要求。此外，利用墩身下部已浇筑的混凝土上的模板体系预埋件，使用2t倒链进行、加固或纠偏。图3-5模板加固示意图

2）合模措施

为了保证模板的安装的精度满足规范要求，我们采用了当墩身钢筋绑扎完成后，在钢筋骨架上用全站仪将24个控制点位置进行放样，这样既能很好的控制保护层厚度（当保护层不符合设计要求时可以及时调整），模板安装按照控制点位进行安装，当模板完成安装后每次复测误差都在在5mm~10mm之间，均能满足规范要求。

图3-6墩身钢筋绑扎完成放样点示意图 图3-7 1/4矩形连接板与连接处示意图

3.5.2液压爬模系统注意事项

1）预埋爬锥组合件时高强螺杆和爬锥连接必须要拧紧。爬锥上均匀涂抹脱模剂，防止爬锥拆卸困难。 

2）混凝土强度必须达到10Mpa以上，才能进行模板爬升。

3）液压泵应设专人操作，使用时压力不得高于16Mpa，爬模爬升时除爬模操作人员外，其他人员一律离开爬模架，爬升到位后其他作业方可进行。  

4）爬模时下端四周3米范围内用警戒线维护，所有人员不得进入警戒区，以防高空物体坠落。 

 5）爬升架体或提升导轨前，操作人员必须对机械运转情况进行检查，并准备好一切爬升工具，待所有准备工作就绪后，方可进行爬升。 

3小结

通过本工程采用液压爬模施工，大大节约了人工，提高了工作效率，曲线段施工周期为10d一模，直线段施工周期为6 d一模，单次标准节段爬升仅4小时，同步性好，安全性高，同时工程完工后只需更换模板面板，其余部分可以周转使用，大大降低了施工成本。同时采取的相关措施有效的解决了大倾角模板加固问题，合模精度以及保护层厚度等。柱板式高墩液压爬模施工技术具有一定的推广价值。