关于空心桥墩滑模工艺模板、混凝土施工的思考

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	关于空心桥墩滑模工艺模板、混凝土施工的思考

发布时间：2015.03.02 新闻来源： 浏览次数：

在地形起伏较大区域修建桥梁，薄壁空心桥墩已成为桥墩设计中采用的主要形式[1-2]，相应的施工工艺也越来越多，其中滑模工艺已被普遍采用。滑模工艺是将1 套特制的滑升模板、操作平台、顶杆及提升设备等组成的滑模装置安装就位，利用同步提升系统带动整套装置向上滑升，不断地在模板内分层浇筑混凝土和绑扎钢筋的连续施工方法，通常简称为“滑模”。滑模工艺具有投入少、人员安全、节省工期等突出优点，但其在不同的工程中对模板、混凝土、钢筋等有其特别要求。如湖北十堰龙潭湾大桥空心墩采用了滑模工艺施工，投入2 套滑模在将近4 个月内完成了8 个空心高墩（总高度345.132 m）的施工，施工速度很快、投入较少、工程成本得到节约。笔者对桥梁空心桥墩滑模工艺模板、混凝土施工做如下介绍。
1· 工程概况
龙潭湾大桥为跨山谷、209 国道、神定河的高墩桥梁，全长327.081 m。该桥上部结构为8×40 m预应力混凝土T 梁，先简支后连续，由2 联（5 跨1 联和3 跨1 联）构成；下部结构为桩基式轻型桥台，桥墩采用三柱式墩以及单体双室空心薄壁墩。龙潭湾大桥2～5 号墩为空心墩，共有8 个。最高空心墩为53.53 m，平均高度为43.142 m，总高度345.132 m。空心墩平面外围尺寸为9.5 m×3.0 m，壁厚0.6 m。墩身上、下分别有2.0 m 高变截面段，中间为等截面，空心墩构造见图1。

2 ·模板工程
2. 1 模板设计
由于模板要不断向上（前）滑移，故模板之间没有也不得有拉杆连接固定，模板自身必须有足够的强度和刚度，以保证成型混凝土构件的几何形状、尺寸。龙潭湾大桥空心墩属于尺寸大、单体双室、中部设有1 道隔板的结构形状复杂（内侧每室为八边形）桥墩，为保证桥墩混凝土浇筑尺寸精度，分别制作了定型钢模板（用作外模、等截面段内模）、钢木组合模板（用作变截面段内模）。钢模板厚5 mm，由50 mm×50 mm 角钢及75 mm×75 mm 角钢焊接而成。其中，75 mm×75 mm角钢焊成模板骨架，50 mm×50 mm 角钢作为加劲肋，5 mm 厚的钢板作为面板。考虑实际施工情况，同时为节省材料，选用宽度1.2 m 的钢板，并将定型钢模板加工成1.2 m 高。模板骨架是保证模板形状并将模板与提升架立柱连接起来的构件。为保证模板质量，便于运输和拼接，将外模按墩身4 个面加工成4 块，分别运到墩位处承台上精确就位，调整垂直后焊接成整体。内侧钢模板由于尺寸较小则直接加工成一个独立的整体。由于空心墩内侧变截面段形状较为复杂，考虑到实际施工速度、作业环境等实际情况，我们将墩身内侧上、下变截面段模板设计成钢木组合模板，用直径25 mm的螺纹钢筋焊接成模板骨架，用厚度为18 mm 的木板作为面板。为避免拆除内模需要停止混凝土浇筑、等待混凝土强度上升而产生混凝土施工接缝，兼之上部模板拆除难度大、施工作业人员安全风险极大，决定对内侧变截面段钢木组合模板不予拆除，作为一次性模板使用。这样虽然增加了工程成本，但可确保混凝土质量、加快施工速度、有效保障作业人员的人身安全，总体比较还是有利的。
2. 2 模板监控
模板工程的关键是控制其垂直度和平面位置，可以用全站仪、四面挂垂线的方法加以控制。简单的方法是用垂线检测、控制，只是坠球质量要大，以便确定固定的测量点。垂线控制方法的优点是简单、不受天气、时间限制。内模可以通过检测其与外模的距离、混凝土几何尺寸加以调整、控制。垂直度纠偏应缓慢进行[3]。
3· 混凝土工程
3. 1 混凝土入模
空心墩的壁厚设计较小（仅60 cm），模板又要不断爬升，故混凝土入模比较困难。为解决这一难题，经综合比较，采用塔吊将混凝土垂直运输到模板内。结合墩高、跨径大（40 m）特点及塔吊作业半径和起吊能力、每次混凝土浇筑高度等情况，专门用钢板、角钢制作了80 cm×75 cm×110 cm（平均高，矮边80 cm、高边140 cm）的混凝土料罐，每次装0.5 m3 混凝土，放料口设在高边侧下边，并设一活动钢板以控制混凝土出料数量。经实践表明，采用此方法较好地解决了混凝土不能快速、准确入模的难题。
3. 2 降低混凝土黏性
由于墩身混凝土要连续浇筑，模板在不断滑动，所以不能涂刷脱模剂，只有在开始滑移之前刷脱模剂，因此混凝土的要求很高，应尽量减小混凝土的自身黏性，以免混凝土与模板粘结而影响混凝土外观质量，更严重的是减小墩身混凝土厚度而影响结构内在质量。由于水泥、外加剂用量越大则混凝土的黏性越大，又由于墩身混凝土强度设计为C40，因此应设法在保证混凝土强度的前提下尽量降低单位体积混凝土的水泥、外加剂用量。经反复试验采用普通硅酸盐52.5 级水泥配制C40 混凝土，而不用42.5 级水泥配制，这样既可以减少水泥、外加剂用量，又可以保证混凝土强度等质量，降低工程成本[4]。尽管如此，由于施工季节气温高、墩身混凝土浇筑时间一长便有混凝土粘模现象发生，对此根据墩身结构的不同分别停止浇筑，对模板作彻底清理、打磨处理。另外，还可以采用较低的砂率改善混凝土的黏稠性。