薄壁高墩6米大块钢模翻模施工工法.docx
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薄壁高墩6米大块钢模翻模施工工法
双肢薄壁高墩大块钢模翻模施工工法
三处小关特大桥项目部 蔡维刚 建军
一、前言
随着公路交通事业的发展，桥梁向着大跨、高墩的向发展，相继出现了100m以上的高墩。
本工法是在小关水库特大桥墩身施工中形成的。
由于该桥桥型特殊且跨大、墩高，对墩的垂直度偏差有很高的要求。
为了解决高墩施工、工期紧等困难，通过对各种模板的比较分析，该桥高墩采用大块钢模6米翻模施工。
该项技术具有施工速度快、工程质量好、人员操作安全、劳动强度低、经济效益好等优点，经总结形成此工法。
该项技术QC成果获2002年度中铁五局集团QC成果一等奖、2002年度铁道部QC成果交流奖
二、工法特点
1.易控制墩身偏心、扭转，能够随时纠正墩身施工误差，保证墩身垂直度要求。
混凝土表面平整光洁，外观质量好。
2.模板和外作业平台可一次安装。
3.一次浇筑6~9米施工速度快，减少接茬筋用量，降低成本。
三、适用围
本工法适用于同类墩型公路、铁路桥梁混凝土高墩、高塔柱施工。
四、工艺原理
翻模是由三节段大块钢模板、外工作平台、塔式起重机、手动葫芦组合而成的成套模具。
施工时第一节模板支立于墩身基顶上，第二节模板支立于第一节模板上，第三节模板支立于第二节模板上。
第一次浇筑9米高墩柱底座混凝土，待混凝土浇筑完毕终凝后，绑扎第四层钢筋。
绑扎完毕后，利用塔式起重机和手动葫芦拆除第一节模板，并将其分别翻升至第四层，再绑扎第五层钢筋，拆除第二节模板，将其翻升之第五层。
以后每次浇筑6米高度混凝土，形成钢筋绑扎、拆模、翻升立模、测量定位、接长泵送管道、浇筑混凝土、养生和标高复核的循环作业，直至达到设计高度。
图1 墩身结构及模板侧
图2 墩柱模板平面布置面
图3 墩柱正面模板设计图
图4 墩柱侧面模板设计图
每一节模板高度为3m，主要由外模板、横背杠、竖背杠、拉筋、工作平台组成（见图1、图2、图3、图4）。
五、施工工艺
1.工艺流程（见图2）
浇注墩身底座
绑扎钢筋
循环
拆模、提升模板
立 模
灌注两节墩身砼
墩身施工完成
图2 工艺流程图
2.施工要点
（1）模板设计及加工
模板的设计应保证模板有足够的刚度，以保证一次浇筑6~9米高混凝土。
在设计计算时，应考虑混凝土对模板的最大侧压力、泵送混凝土时对模板的冲击力及振捣混凝土时产生的荷载。
以图1所示墩身截面模板设计为例，外模分为4块边模和2块端模；模板之间用M22螺栓连接。
边模横背杠采用[10槽钢，端模横背杠采用[18a槽钢，横背杠间距为50cm，边模竖背杠采用[10槽钢，竖背杠间距应根据空心墩尺寸确定。
外模模板面均采用5mm厚钢板。
模分为4块边模和8块倒角模，宽度分别为6.25m和2.7m；模板之间用M22螺栓连接。
模板横背杠均采用[10槽钢，横背杠间距为50cm，边模竖背杠采用[10槽钢，竖背杠间距与外模竖背杠间距对应。
模模板面均采用3mm厚钢板。
拉筋布置应配合模尺寸考虑。
每节模板均设置工作平台，利用角钢焊接在模板竖背杠上，与模板形成整体，工作平台上铺3mm厚钢板，外侧工作平台沿边设立防护栏杆并挂安全网，可供操作人员作业、行走，存放小型机具。
对于其他结构形式桥墩，可根据墩身形式调整模板尺寸构造。
（2）立模准备
对已加工好的大块钢模进行试拼，检查模板加工精度、拼装精度是否达到设计要求。
利用全站仪恢复承台纵、横中线，根据承台中心放出墩身边线。
为使施工空心墩部分时外模板对应，先沿墩身边线位置砌台座，以便在台座上立模，台座高度以便于拆除底节模板为准。
对实心墩形式，该台座尺寸可改为墩身高度减去3m的整数倍，剩下不足一节模板的高度，以便于施工。
（3）绑扎钢筋和安装模板
在基顶面设计位置开始绑扎钢筋，待第一节3m高钢筋绑扎完毕后，先安装第一节模板，并检查模板垂直度，用水准仪和全站仪检查模板边线是否与墩身设计位置吻合。
检查完毕后，继续绑扎第二、第三节钢筋，并安装二、三节模板。
在钢筋绑扎时，将墩身水平勾筋绑扎牢固，并间隔1m焊接在墩身竖向钢筋上，使墩身钢筋形成整体骨架，焊接前先检查钢筋骨架尺寸；在钢筋骨架外挂2cm厚混凝土预制垫块；立模板时，将模板贴紧垫块，穿上拉筋并拧紧，保证模板的结构尺寸。
在拉筋外套PVC管，以增加拉筋倒用次数。
（4）浇筑混凝土
混凝土采用水平分层灌注，每层厚度一般为30cm，用插入式震动器捣固，注意不要漏捣、重捣和捣固过量。
浇筑完毕后要及时养生，待混凝土强度达到2.5MPa后，人工清除浮浆，凿毛混凝土表面。
（5）模板翻升作业
在浇注完底节混凝土24h后，绑扎上节钢筋。
绑扎完3m高钢筋后，拆除第一、二节模板拉筋，将第一节模板用塔吊吊运至第三节模板上，以第三节模板为基座立模，立模完毕后继续绑扎3m高钢筋，再将第二节模板用塔吊吊运至第一节模板上。
（6）墩顶封闭
当模板翻升至墩顶封闭段底模设计起点标高时，在外侧模上安装封闭段模板。
其模支架采用焊接钢桁架，模板采用5cm厚的木板，拼缝要密。
（7）拆除模板
施工至墩顶后，墩顶仍保留3个节段模板，待墩身混凝土强度达到规要求时，拆除模板。
拆除时按先底节段，再中节段，最后顶节段的顺序进行。
六、机具设备
一个双肢薄壁高墩翻模施工所需的机械设备见表1。
七、劳动组织
翻模施工作业要求组织好工班和专业班组，一个双肢薄壁高墩所需劳力组织见表2。
表1 机具设备
序号
名 称
型 号
数量
用 途
1
塔吊
QTZ100A附着式
1台
吊运模板、机具
2
电梯
1台
人员垂直运输
3
手动葫芦
10kN、50kN
各4只
模板拆除、安装
4
全站仪
拓普康GTS-311S
1台
墩中心控制、模板放线
5
水准仪
精度1mm
1台
6
混凝土输送泵
SONYHBT-60C
1台
泵送混凝土
7
电焊机
Φ40以下
2台
钢筋焊接
8
钢筋切断机
5-40
1台
钢筋加工
9
钢筋挤压机
1台
钢筋接头
10
钢筋弯曲机
WT4-140
1台
钢筋加工
11
钢筋调直机
4~14mm
1台
钢筋加工
12
振捣棒
Φ50插入式
8台
混凝土施工
13
抽水机
扬程120m
1台
供水养护
14
吊篮
承重200kg
2个
拆除作业
15
大块翻模
6套
表2 劳动组织
序号
职 务
人数
分 工
1
工班长
1
负责本工班全面工作
2
技术人员
1
负责本工班技术工作
3
安质员
1
负责本工班安全工作和质量检查
4
组长
3
分别负责模板、钢筋、混凝土作业组
5
测量员
1
放线和各断面测量控制
6
试验员
1
材料检测、混凝土配合比选择
7
塔吊司机
2
塔吊操作与保养
8
电梯司机
2
电梯操作与保养
9
电工
1
现场电器的安装管理及维修
10
模板工
8
模板安装、拆除、吊运与维护
11
混凝土工
8
灌注混凝土捣固
12
钢筋工
10
钢筋下料、焊接、绑扎
13
普工
12
混凝土及材料运输
八、质量控制
（一）质量标准
1、符合现行《公路桥涵施工技术规》、《公路钢筋混凝土工程施工规》、《公路工程质量检验评定标准》要求。
2、每节段立模前和混凝土灌注后在无太阳强光照射、无大风、无振动干扰的条件下测定墩身纵向、横向中心线，偏差不大于10mm。
3、每节段混凝土灌注完后及时抄平，墩身总高度误差不大于20mm。
4、混凝土强度合格率100％，表面平整，无蜂窝、麻面，外观美观。
5、模板质量控制
（1）模板加工安装按表3规定标准进行质量控制。
（2）按表4规定标准进行模板组装质量控制。
表3 模板加工质量标准
序号
项 目
容偏差/mm
检查部位
1
长度
+0 -1.0
中间及两边
2
宽度
+0 -1.0
中间及两端
3
高度
+0 -1.0
中间及两端
4
模板挠曲
<2.0
长、宽向
5
边肋距
±1.0
任意两间距
6
端肋距
±1.0
任意两间距
7
焊缝长
+5.0-0
所有焊缝
8
焊缝高
+1.0-0
所有焊缝
9
倒角模角度
<1.0º
模倒角
表4 模板组装质量标准
序号
项目
容偏差/mm
检查法
1
模板间拼接缝隙
<1.5
1.5塞尺不通过
2
相邻模板面错台
<2.0
检查拼接缝
3
相邻模板上口高差
<2.0
检查拼接缝
4
轴线偏位
<10.0
全站仪检查
（二）质量保证措施
1、墩中心和扭转控制。
先用全站仪测设每节墩身立模中心，再分别测设纵、横向中心线，进行校核，每次校核在一个向上进行多测回测量和换人测量，通过比较选择正确结果。
2、坚持对原材料进行进货检验和进场后试验，确保使用优质材料。
3、如在雨天浇筑混凝土，应在墩身钢筋上搭设彩条布防雨。
混凝土浇筑应在仓无水的情况下进行。
4、编制完善的模板制作、安装拆除和钢筋、混凝土作业的工序作业指导书，格按作业指导书要求操作，保证工序操作质量。
5、认真细致地做好工程预检、隐检和不定期质量检查、评定工作，发现问题后与责任人一起制定纠正措施，报项目部总工程师批准后，组织实施。
6、对全部上岗人员进行岗前质量培训，做好工前技术交底。
九、安全措施
除遵守建设部、全国总工会、劳动人事部联合发布的《建筑安装工人安全技术操作规程》外，还要抓好以下几面工作。
1、进行安全教育。
建立健全各项规章制度，加强岗位责任制。
格施工纪律，格按照操作规程作业。
2、高空作业人员作业时必须配戴安全帽、穿施工鞋、系安全绳。
3、工作面挂安全网，墩下便道应搭设防护棚。
应定期检查工作平台栏杆是否牢固，发现问题及时整改。
4、遇到暴雨、雷电及6级以上大风时，应停止施工并切断电源，保护好各种设备。
5、未经工班长批准，任人不得顶岗、跨岗作业。
禁从高空向下抛掷杂物。
6、塔式起重机和电梯的司机要经培训考核，持证上岗。
定期检查各种限位开关、起重钢丝绳、卡环、附着杆，如有损坏及时更换。
7、塔式起重机作业要有专人指挥。
禁止超负荷起吊。
起重机顶部、大臂前部要设置信号灯。
十、效益分析
采用6米大块钢模翻模施工安全，质量可靠，进度快，成本低，经济效益显著。
与一般2~3米翻模施工相比，可减少接茬筋50%，降低了成本，缩短工期20%。
混凝土实外美，表面平整光洁。
十一、应用实例
小关水库特大桥主桥2#、3#、4#、5#墩墩身为双肢薄壁空心构造，每肢宽12.5m，厚2.5m，底部20~40m为实心段，上部为空心段，空心段壁厚0.75m，墩身混凝土为C40混凝土。
墩高分别为58m、100m、87m、48m。
小关水库特大桥4个主墩对该工法的应用均取得成功。
墩身施工最快1m/天，减少接茬筋5t，约1.8万元，减少施工缝凿毛工人工费1.2万元。
经质量检测，中心偏差15mm，标高误差10mm，均小于规容偏差值，节段间接头平顺，无错台，混凝土表面平顺光洁，颜色一致，优良率100%。
2.9.8高桥墩翻模施工（塔吊提升）
编制说明：
1）适用围：
双（多）柱（薄壁空心）高桥墩
2）检索容：
双（多）柱墩
正文：
1）概述
2）施工案
墩身垂直运输使用墩旁塔吊，人员作业上下使用施工电梯。
塔吊和施工电梯均支承在混凝土基础上。
墩身采用翻模施工。
墩身混凝土均用混凝土输送泵泵送入模，插入式振捣器捣固。
为了保证双薄壁桥墩的单肢在施工过程中的稳定性，在桥墩两肢间竖向每隔20～30m设一道钢桁梁作为联系梁支撑。
3）人员、料具、设备配备及工期定额
（1）人员劳动力组织
根据桥墩的圬工量及难易程度合理组织人员劳动力进行施工。
（2）料具、设备配备
主要料具、设备配备表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
砼拌合楼
120m3/h
座
1
2
塔吊
台
1
3
施工电梯
台
1
4
电焊机
ZLD21
台
10
5
钢筋切割机
GT-40
台
6
6
钢筋弯曲机
GW-40
台
2
7
砼捣固器
插入式
台
20
8
汽车吊
辆
2
9
砼输送泵
HBT60C
台
1
10
输送管
m
1000～1500
11
砼输送车
ND855
台
4
12
翻模
套
6
（3）工期定额
根据施工进度总体计划安排和具体实际情况，科学组织，精心安排，确保各分项工程工期和总体工期的实施。
4）施工布置
配重
塔吊及电梯
A
梁部
地面线
承台
塔吊及电梯基础
提升设备布置示意图
A-A截面图
A
承台
墩身
墩身
施工电梯
塔吊
空心墩
立面图
桥墩模板图
侧面模板（B型）
正面模板（A型）
L/2m
L/2m
bm
空心墩
护栏
模板侧面图
（A、B）模板背面大样图
操作平台
模板
5）施工工艺流程框图
空心墩翻模施工工艺框图
施工准备
模板组装
立内模
钢筋绑扎
立外模
浇筑第一层砼
养护
浇筑第二层砼
拆除第一层模板
翻升立模
循环上升至墩顶，拆除翻模
拆除平台
6）施工法及工艺措施（包括质量和安全措施）
墩身空心段采用翻模施工。
墩身施工用料及砼的垂直运输由墩旁塔吊完成。
施工人员上下作业使用施工电梯。
砼施工由砼拌合楼搅拌，泵送入模，插入式振捣器振捣。
外模采用专门设计的大块钢模板，模板高300cm，宽350～400cm，模采用组合钢模加以木模调节，模板衬酚醛胶木板。
施工时，按模板翻升、绑扎钢筋、浇注混凝土、中间混凝土养生及埋设预埋件等工序循环进行，直至墩顶。
（1）施工准备
施工前充分密细致地作好各项准备工作，包括劳力组织，场地布置，预埋件加工及其它准备工作。
①人员准备
按施工作业要求组织好专业工班，并进行技术培训，尤其是对液压控制台的操作人员，要选择责任心强的工人承担，以保证平台提升和施工顺利进行。
②机具设备及材料准备
A、按图清点、检查平台及模板各零部件的规格数量是否符合图纸要求。
B、给水设备、高墩养生设备等提前备好。
C、混凝土拌合、运输、提升、振捣用的机具备足，且性能良好。
D、有备用发电站（发电机组），保证施工用电不中断。
E、场地照明、墩上用电设备如配电盘、灯具、电线、电缆，液压设备检修作业使用的工具及材料提前制备齐全，并务必安设漏电保护器，防止漏电伤人。
③准备预埋件
A、各种预埋件和预埋模具按桥墩设计与施工要求提前加工。
B、预埋件挂牌存放，牌上标明安装顺序、部位与数量，以便使用。
④其它准备工作
A、根据大桥工地实际情况，制定详细的模板组拼案。
B、测设好桥墩中心点，放好墩身底部尺寸大样。
C、按桥墩与翻模节高计算编排好模板表，并调整好基顶标高。
D、根据墩身混凝土设计强度要求，选定配合比与外加剂掺量。
（2）墩底第一段（节）及调平段施工
①根据设计的墩身第一段高度，用与翻模施工的同一种模板立模，以保证整个墩身外表模板缝一致，平整度、光洁度统一。
②墩身钢筋从承台接长时注意调整钢筋的长度，以便使同一个接面的钢筋焊接接头不超过50%，同一个截面的长度确定为≥30d（d为钢筋直径），但不得小于50cm。
③第一段及调平段浇注的砼，预留接缝钢筋以便与上段砼牢固粘结。
表面做拉毛处理。
④计算每段的砼高度，以便使留下的墩上部长度正好为翻模长度的整倍数。
⑤灌注空心段的砼。
（3）浇筑砼
浇注混凝土要分层对称进行，一般每层厚不超过30cm，并做好灌注记录。
捣固定人、定位、定责，不得漏捣、重捣和捣固过深，捣固棒不要接触模板和预埋件。
混凝土对准模板口入模，防止外洒砸伤人。
（4）模板翻升
①解体
根据上节模板的调整情况，可将每块模板（3～4m）分成一个单元。
解体前先用倒链滑车吊住模板，然后抽出拉筋，拆下竖带和水平围带。
②翻升
将拆下的模板吊升到相邻的上节模板位置，及时将模板清理干净，用塔吊将下层模板提升上层、已浇注的混凝土面凿毛后，再吊升到安装位置。
③装配
根据预先排好的节段表，及时抽动模板。
④检查调整
检查模板组装质量，不合适的加以调整，使之达到墩身设计尺寸要求。
经检查调整合格后，上紧竖带、围带、拉筋、支撑，紧固好各部连接螺栓。
（5）停工处理
施工中因大风、大雨或其它原因必须停工时，须作停工处理，处理法如下：
①停工前要将混凝土面摊平，振捣完毕；
②插入接缝钢筋；
③复工时要加强中线水平观测，做好新旧混凝土的接缝处理。
（6）技术要求
①墩身砼尺寸技术要求
墩身砼技术要求表
序号
项目
允偏差（mm）
1
断面尺寸
±20
2
垂直度
≤0.2%H且不大于20
3
顶面高程
±10
4
轴线偏位
10
5
预埋件位置
10
6
跨度
≤±L0/3000
7
扭转角度
≤2°
②墩身钢筋安装技术要求
墩身钢筋安装技术要求表
序号
项目
允偏差（mm）
1
两排钢筋间排距
±5
2
钢筋间距
±20
3
钢筋弯起点位置
±20
4
箍筋、横向筋间距
±20
5
预埋件中心位置
5
预埋件水平高差
±3
6
保护层厚度
±3
③翻模拼装技术要求
翻模拼装技术要求表
序号
项目
允偏差（mm）
1
中心误差
±2
2
水平误差
≤4/1000
3
截面尺寸
D外＜D+5，D＜D-5
4
水平接缝
＜1
5
竖向接缝
＜1
（7）技术质量措施
①测量
A、在墩中心上设置激光铅直仪，仪器高出混凝土面25～30cm，并设牢固的保护罩。
B、墩身每施工一个循环，用全站仪测设中心点与铅直仪校核一次，防止因仪器误差导致墩身偏斜。
②模板接缝密，不漏浆。
③墩模板安装后测量其跨度、中线、标高，确认无误后再进行混凝土施工。
④灌注混凝土时，经常检查模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸，确保其位置正确不发生变形。
⑤其施工接缝处理成一条线，边预埋直径不小于16mm的钢筋或其它铁件，埋入与露出长度不小于钢筋直径的30倍，间距不大于钢筋直径的20倍。
⑥墩混凝土的灌注，在整个截面进行。
⑦墩身混凝土未达到终凝前，不得泡水。
⑧墩顶帽施工前后均复测其跨度及顶面标高。
⑨墩施工完毕后，对全桥进行中线、水平及跨度贯通测量。
（8）技术安全措施
①经常检查电路，防止发生漏电事故。
②保持工作平台、吊架踏板面上的整洁，及时清除多余材料和杂物。
③安全网挂设要牢固，在吊架上作业人员要系好安全带，禁随意从高空向下抛掷物品，所有墩上墩下作业人员都要戴安全帽。
④遇大风、大雨及雷电而停工时，注意切断电源，保护好各种设备。
⑤经常检查各连接件紧固情况，若有异常及时处理。
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