含坡率圓端形橋墩可調模板翻模施工技術論文
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構，本文結合工程實例，闡述了含坡率圓端形鐵路橋墩使用可調半徑模板翻模法施工技術的工藝原理及施工流程，分析了該施工技術的質量控制重點及措施，并與整體模板施工效果進行對比分析，發掘類似工程應用該技術的優勢及前景。
關鍵詞:含坡率 圓端形橋墩 可調模板 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構，通常采用整體墩身模板施工技術，施工工藝已非常成熟，但在橋墩數量少、墩身高、墩身坡率及墩頸尺寸種類多的情況下，常規整體模板存在模板一次投入量大、周轉次數少的問題。而可調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。可調半徑翻模模板構造簡單，靈活性大，適用范圍廣，其模板總費用僅為整體橋墩模板費用的1/4～1/2，能夠較大幅度的節約成本。本文結合某橋梁工程實例，對含坡率圓端形橋墩翻模施工技術進行論述，分析該技術在工程實例中的施工流程、注意事項及施工效果，以期為該技術在類似工程中的應用提供借鑒。
1工程概況
某項目標段共有7座單線鐵路橋梁，其中實體圓端形橋墩共78個，根據結構需要的不同，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個橋墩坡率、墩頸尺寸相同外，其余12個橋墩包括了2種不同坡率、5種不同墩頸。以某特大橋18#單線圓端形實體橋墩為例，墩高19m，橋墩頂帽設計為矩形，尺寸為:縱向長度2．5m，橫向寬度6m，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
按照常規施工技術，含坡率圓端形實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。單個橋墩根據高度的不同施工周期在3～6天，施工速度快，本工程66個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個橋墩坡率、墩頸類型較多，同類型橋墩數量很少，如采用整體模板，則需要3套以上整體模板，且需增加多節異型模板，導致模板投入費用增大。同時，在進行不同高度的橋墩施工時，采用整體模板需在整節模板底部增設相應直徑的調高節模板以達到所需的橋墩高度，本工程墩身設計高度以0．5m為基數，以每層模板1．5m高為例，調高節模板的高度為0．5m和1m。本工程墩身高度由4m至22．5m不等，墩身高度達22種，如采用整體模板施工，則需在制作整體模板的同時額外制作22種不同直徑的調高節模板以滿足施工需要，僅調高節模板累計高度就達11m，相當于半套整體墩身模板。針對本工程模板費用超高的情況，本工程技術人員積極探索新的施工技術，在參照空心高墩翻模法施工的技術特點上，通過市場調查及方案比選，最終采用了可調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，并于本工程進行了實踐。
3含坡率圓端形橋墩可調模板翻模法施工技術
3．1常規翻模法施工技術翻模法施工技術常用于薄壁空心高墩的`施工，利用已經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，從而完成鋼筋、模板及混凝土施工。待澆筑混凝土達到一定強度后，拆除下層模板，通過垂直吊裝設備翻至上部繼續進行鋼筋、模板及混凝土施工，循環施工至頂。
3．2可調半徑模板結構及設計原理以某特大橋18#單線圓端形實體橋墩為例，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。常規整體模板兩側半圓端分別由2塊1/4圓模板組成，模板規格為:面板為－5#鋼板，邊框為－12#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。可調半徑模板的兩側半圓端由3塊模板組成，分別為2塊可調模板及1塊補充模板。可調模板的規格為:面板為－5#鋼板，邊框為－12#鋼板，縱肋為［8#槽鋼，背楞為［12#槽鋼，邊框用M20X60螺栓連結。可調模板的設計原理:將面板后橫肋舍棄，以縱肋、背肋及短節邊框形成多個小框體，框體間面板不設邊框，并于每兩個框體間設置可調絲杠。可調模板采用墩身中部高度半圓端半徑為基準尺寸加工，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，以達到在每層墩高均可使用的目的，在降低縱肋規格、增加小框體數量的措施下，面板弧度的改變引起的面板受力分散在整個面板，使半圓模板盡可能的圓順。
3．3可調半徑模板特點可調模板根據所施工墩身的高度采用絲杠調整模板的半徑，在達到設計半徑后，于兩塊可調模板中間設置補充模板，補充模板為固定模板，根據每層墩身半徑的不同需每層單獨加工，因為整體墩身坡率一致，墩頸處補充模板較窄，而越往下，補充模板越寬，補充模板的連續變化性使得墩身側面形成“八”字型上下模板通縫，不影響墩身外部整體觀感。這一點與常規模板施工的墩身側面“Ⅰ”字型通縫有所不同。可調模板由于平直段模板及半圓段可調模板均可在每層1．5m高模板中通用，僅需增加少量的補充模板，每套可調模板僅需制作4層模板及相應高度的補充模板后即可采用翻模法施工，可達到任意的高度，最大程度的壓縮了成本，而付出的僅僅是工期的延長，這在面對數量較少、墩身高、橋墩坡率及墩頸直徑類型多的橋墩時，可忽略不計。
3．4可調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質量控制措施及注意事項
3．5．1安裝底層平直段模板，固定牢固開始安裝模板時，首先安裝底層平直段模板，嚴格按照設計尺寸、標高、坡率安裝，采用內加頂撐和拉桿結合的方法準確定出半圓端的直徑，并采用內加斜拉筋的方法固定在承臺上，避免平直段模板在不穩固的情況下與可調模板連接而導致偏移(可調模板扭曲后存在反力)。
3．5．2以樣板為準調整半徑，逐步到位可調模板現場安裝調整半徑時，以半圓端圓心進行模板定位，以平直段及補充模板的兩端為基準，使用弧度樣板進行比照調整。調整絲杠時，要所有絲杠依次調整，控制幅度，受力均攤，逐步到位。
3．5．3模板接縫螺栓緊固時采用墊片調節可調模板與補充模板的接縫在圓弧處，兩端模板邊框外側存在空隙，螺栓緊固時采用墊片均勻調整，使相接模板板平直、圓順。底層模板準確安裝就位后，剩余模板可緊貼下層模板快速安裝，經現場統計，除底層模板需花費約1小時安裝外，剩余每層模板相比整體模板安裝僅需多花費20分鐘進行調整。本工程在使用翻模法施工數個橋墩后，經量測，橋墩的幾何尺寸及表面平整度滿足驗標要求。
3．6可調模板翻模法施工效果以某特大橋18#單線圓端形實體橋墩為例，使用整體模板與可調模板的比較，某項目標段12座橋墩包括2種不同坡率、5種不同墩頸，制作常規整體墩身模板需3套以上，而采用可調模板后，僅需常規墩身模板重量的30%，在頂帽模板不考慮優化的前期下，僅墩身模板節省費用約50%，少量橋墩工期的延長可以忽略。
4結束語
通過對可調半徑模板在具體工程中的應用介紹，以及與整體模板施工效果進行對比分析，表明該技術能夠有效解決橋墩數量少、墩身高、墩身坡率及墩頸直徑類型多等情況下模板費用過高這一難題。可調模板構造簡單，靈活性大，適用范圍廣，相比整體橋墩模板，其模板總費用僅為整體橋墩模板費用的1/4～1/2，橋墩越高，節省越多，具備較大的經濟效益。是同類型橋梁施工中值得借鑒的施工方法。
參考文獻
［1］張建軍．矩形薄壁空心橋墩翻模施工技術［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［J］．施工技術，2012(5):102－103．
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