整体提升式脚手架翻模施工工艺在桥梁高墩施工中的应用

【摘要】本文以湖北省宜昌至巴东高速公路第17合同段高岚河特大桥空心薄壁高墩翻模施工为例，介绍了翻模法的模板设计与施工、整体提升式脚手架工艺和施工方法等关键技术，尤其是整体提升式脚手架施工投入少、重量轻、进度快，而且具有施工安全、操作简单、经济实用等特点，取得了良好的经济效益。

【关键词】 空心薄壁墩翻模法 整体提升脚手架

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1前言

在高等级公路建设施工中，通常遇到墩身高度大于30m的高墩，墩身形式多为薄壁、空心、变截面的矩形墩。高墩桥多位于山岭重丘区，不可避免地遇到地形高差大，桥梁受路线标高控制等技术难题。目前高墩施工的主要方法有滑升模板法、提升模板法、滑升翻模法、爬升模板法等，不同结构形式与规模要求的高墩桥施工，应选择技术经济性更加合理的施工方案与方法。湖北省宜昌至巴东高速公路第十七合同段高岚河特大桥高墩翻模施工采用大块定型外钢模逐节翻升、整体式提升托架代替传统的搭设墩身外部满堂脚手架工艺相结合的新方法，该工法翻模施工进度快、质量高，提升架施工安全、操作简便，取得了良好的技术经济效益，经总结形成工法。

2方案原理

采用塔吊配合人工翻模与搭设整体提升托架相结合施工工艺。采用重心平衡法确定吊点实现块单元模板平稳吊装；采用四层竖向等节高模板循环拆装，每一循环的上节作为下一循环的固定节，完成下一循环整体三节模板浇筑。即利用下一节已浇筑混凝土的模板，作为上一节模板的支撑体系，将下一循环的三节模板通过螺栓固定在下一节模板上，内外模板采用对拉螺栓固定。依次交替翻升，直至完成整个墩身施工。

提升托架采用工字钢沿墩身四周组拼焊接成上下两层基座，在基座上搭设双排钢管脚手架，脚手架立杆底部与工字钢焊接连成整体。托架设置固定的施工平台，在平台上铺设人行走道板，施工人员在操作平台上进行模板的支立、拆卸、钢筋绑扎、浇筑混凝土及养生等。在墩身前后两面对称布设预留孔，穿钢棒，提升架坐落于钢棒上，通过已浇筑墩身砼顶部设置的四个10t倒链，拉动托架整体向上垂直提升高度。

采用塔吊垂直运输钢筋、机具和材料；在墩身底部3ｍ高位置设置进人洞，墩内腔采用扣件式钢管搭设一个井形框架结构的支架，再在支架内部搭建一个“之字形”回旋步梯，满足作业人员上下，并通过此洞口可布设混凝土泵送管道；混凝土入模采用输送泵输送砼；采用CABR拨肋滚扎直螺纹连接技术，解决墩身主钢筋竖向对接问题；采用高精度全站仪结合激光铅垂仪的测量控制方法，确保模板拼接准确定位；通过在模板企口接缝、混凝土收缩缝隙填塞密封材料后，紧固对拉内外模板消除窜漏水泥浆，确保墩身砼外观质量。

3施工操作要点

3.1模板设计与施工

3.1.1模板设计与制作

墩身外模采用拼装式大块定型钢模，模板对称布置，面板厚6mm。按高度1.5m分节，每套高度6m，分四节标准段。严格按钢结构设计规范进行模板系统加固，板缝设企口式错缝框架，法兰采用角钢，横向背肋设双[10槽钢加劲肋。

3.1.2翻模法施工

根据测量放样确定薄壁空心墩四个角点，在完成墩身底部钢筋绑扎后，将第一节模板支立于承台顶上，第二节支立于第一节上。第一节模板底部采用砂浆填充找平，然后立模调平。模板接缝处夹双面止浆带防止漏浆。

首次墩身砼浇筑高3ｍ完成后，继续安装上部钢筋。第三节模板支立于第二节上，第四节支立于第三节上。待第二次墩身砼浇注高3ｍ完成后，且第四节模板内砼强度达到3MPa以上，其余三节砼强度达到10Mpa时，拆除下部第一、二、三节模板，并将每块模板表面清理干净、涂上脱模剂，用塔吊和手动葫芦将其依次翻升至第四节模板上。

依此循环，每次预留一节模板作为下一段墩身砼浇筑的持力层，每次翻升3节，形成提升托架钢筋接长绑扎拆模、清理模板翻升模板、组拼模板中线与标高测量灌注混凝土和养生的循环作业，直至达到设计高度。

3.2提升托架设计

3.2.1托架基座布置

托架采用I30c、I25b工字钢，分两层沿墩身四周组拼焊接成一封闭的基座，I25b工钢置于I30c工钢上，并保持在同一平面。工钢交叉处采用双面焊缝连接，并设厚10㎜直角小钢板补强。临墩身I30c、I25b工钢与墩身净间距分别为50㎜、800㎜，以保证翻模。

3.2.2 双排脚手架布置

在托架基座上，沿墩身四周搭设整体式钢管双排架，高度13m，排距0.8m，钢管外径￠48mm，壁厚3.5mm，立杆间距为1.6m、1.5m、1.4m三种。立杆底部和I25b工钢之间全部焊接牢靠，并设小三角钢片焊接补强。

3.2.3提升机具、受力工钢及受力圆钢

（1）提升机具

经计算，一个墩身提升托架自重约4.66t，双排架自重约4.73t，考虑提升架需铺设人行道板、人群荷载及其他辅助材料和安全系数，提升机具宜选用四个10t手拉葫芦。

（2）受力工钢

受力工钢采用I30c工字钢，共两根。置于托架下部，直接作用于钢棒上，与墩身正面平行，保持净距离5cm，便于穿绕提升钢丝绳，受力工钢与底托架焊接牢靠，形成整体。

（3）预留孔及受力圆钢

墩身浇筑砼时，采用PVC管对称设置四个￠65㎜ 预留孔，孔的高度应位于从上而下第一道模板平缝向下70cm处。

受力圆钢采用￠60㎜钢棒，长1000mm，其中穿入墩身50cm，外露50cm。为减小预留孔最外侧墩身砼的集中应力，采用2cm厚钢板，在受力圆钢底部焊接三角托架,将集中应力释放在墩身上。

3.3托架提升工况

3.3.1施工准备

托架提升前，拆除已浇注的墩身下部三节段模板，并依次翻升至预留第四节模板的顶部。在已浇筑砼的模板顶放四根长0.5ｍ枕木，将钢丝绳放在前后面的枕木上，防止钢丝绳直接搁在模板上损坏模板。将两根φ40长12m的钢丝绳悬挂于墩身上，每根钢丝绳两头与10t手拉葫芦上部连接，手拉葫芦下部与缠绕在I30c受力工钢的φ40钢丝绳连接。两根钢丝绳4个头分别与4个10t手拉葫芦相连。初步将葫芦拉紧后，检查钢丝绳有无断丝及葫芦齿轮闭合情况，各项检查完成后方可进行提升工作。

3.3.2整体提升

提升时，操作人员站在最合适高度的脚手板上，4人同时缓慢、均匀的拉动葫芦并保持同步提升。提升时需专人监视指挥，避免托架的不平衡倾斜提升。葫芦提升高度20cm后，应暂停提升，将插入墩身的4根受力圆钢逐一取出置于脚手架上后，继续进行提升工作。

3.3.3提升就位

当托架连续提升超过上步墩身浇筑时的预留孔高度20cm后，停止提升。将4根￠60㎜受力钢棒插入新的预留孔，然后缓慢松动葫芦将托架放下，坐稳在4根受力圆钢上。注意应使受力工钢的四处着力点同时与受力圆钢接触。至此，一个提升环节工作完成，进入下道工序施工。至下次砼浇筑完成后，再进入新的提升环节循环，直到完成整个墩身砼的施工。

3.4.4托架下落

下落时操作流程与上升工作同理。即将钢棒插入预留孔洞内，将手拉葫芦通过钢丝绳与钢棒连接后，逐步循环下落托架。在下落时应完成整个桥墩的装饰装修清理工作。

3.5墩身放样与线形控制

承台施工完毕后，进行第一节墩身放样，确定墩身外边界、纵横轴线等，还需确定距离第一节墩身外边线30㎝的平行线，以方便控制较高段施工的模板偏差。

由精测小组专门负责墩身的测量工作，配备先进的测量仪器，实行换手复核制度，坚持墩身中线复测和截面尺寸的测量检查制度，确保墩身的线型控制。中心定位测量采用三维坐标控制法，高程测量采用三角高程法。用全站仪进行中心定位，在墩身四个角点外侧20cm准确放样基准点，自动安平激光铅垂仪监控垂直度。做好标记，及时向作业人员交底。

结束语：实践证明，该桥薄壁空心墩采用整体提升式脚手架系统与翻模施工工艺相结合，更显示出其技术方案的合理性和优越性，尤其是整体提升托架具有结构设计合理、安全稳定、操作简便、提升快速，工序干扰小，施工进度快，支架投入少，经济实用强的特点，受到建设单位和监理单位的一致肯定和好评，取得了良好的技术经济效益和社会效益，具有广泛的应用前景。