空心墩翻模施工工法

空心墩翻模施工工法

1 前言

随着桥梁建设的快速发展，在高墩桥梁施工中，施工效率、线形控制、安全施工及可操作性等成为急需解决的施工难题。在多年的高墩施工过程中，施工技术不断进步、完善，形成了滑模、翻模、内爬式翻升钢模板等不同的施工方法，提高了高墩施工的效率，翻模在铁路双线空心桥墩施工中得到了广泛运用。

2 特点

翻模由滑模演变而来,它由3节段大块组合模板、支架和内外工作平台组成。随着各节段混凝土的灌注,早期通过液压千斤顶为动力提升平台并带动支架,目前多采用塔式起重机配合手动千斤顶使模板不断翻升直至墩顶。翻模施工时,模板可在施工现场制作,成本相对较低;模板和内外作业平台可一次安装,并且适用于多种混凝土运输和提升方式,施工速度快;对泵送混凝土施工,能够随模板上翻同步接长泵送管道,提高了混凝土灌注速度;能够随时纠正墩身施工误差,便于模板及时清理、修整、刷油,混凝土表面平整光洁;采用塔吊提升模板及工作平台,设备不复杂,经济合理;拆模后的混凝土表面平整光洁,能克服滑模施工的不足。

3 适用范围

本工法适用于30m以上各种截面形状的空心高墩施工，可用于铁路单双线桥和公路桥梁空心墩，经改装后也可用于水塔、烟囱等高耸构造物的施工。

4 工艺原理

翻模工作原理是随着各个节段混凝土的灌注，通过塔吊为动力提升平台并带动吊架，进而模板不断上翻，直至墩顶。其基本结构包括平台、提升收坡机构、吊架和模板部分，总重量一般不超过25t。

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5 工艺流程及操作要点

5.1高墩墩身翻模施工工艺框图，如下：

高墩墩身翻模工艺流程图

铅垂仪检查模板轴线 拆除i-3节模板 钢 筋 加 工 测 量 放 线 施工准备、承台处理 绑扎1-4节钢筋 钢 筋 加 工 安装1-4节模板 浇注1-4节混凝土 铅垂仪检查模板轴线 i=2~n 绑扎i+3节钢筋 安装i+3节模板 浇注i+3节混凝土 循环施工 墩 身 封 顶 5.2施工操作要点

5.2.1施工准备

根据基顶中心测量放样出立模边线，根据翻模设计要求，首先施工墩身基础以上6m高度部分。

5.2.2提升接料平台

(1)松开接料平台和支腿的联结，以缆索吊机将平台提升大于一节模板的高度。

(2)分两批将支腿相应提高一节模板高度。 (3)接料平台落于第一次提升后的支腿上。

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(4)提升其余支腿，并使之与平台联结牢固。 5.2.3拆除模板

(1)将悬挂于第N节支架上的吊蓝和步板、安全网提升挂于N+1节吊环上，使安全网与吊篮立筋和三角支架护栏联结。

(2)分4组人员于墩身对称位置，同时分别向相反方向拆除对拉螺栓、三角支架和内外模板， 由上层工人将拆下部件提升到N+2层，对模板进行清洗整修。

(3)堵塞对拉螺栓孔，喷养护液。

(4)混凝土达到1.2MPa时进行接灌面凿毛，绑扎焊接钢筋。 5.2.4模板安装

(1)测设中线，以垂球控制中心，检查调整内外模板位置。 (2)根据灌注段内壁周长计算内壁块数和模板搭接量，并于已成混凝土上做出标记据以支立内模，并使外模与内模相对应。

(3)以对拉螺栓将内外模板和三角支架联结紧固，并以斜拉索具调整中线和桥墩截面尺寸。 5.2.5模板安装灌注混凝土

缆索吊机运送混凝土，卸于平台上，以人工或小车将混凝土倒运至模内，用插入式震捣器捣固。 6.材料与设备：

30m以上空心墩采用翻模进行施工，翻模由施工系统由提升机构、模板系统、工作平台和安全设施组成。

如图2翻模法示意图，主要施工机械设备配置表见下表。

主要施工机械设备配置表

序号 1 2 3 4 5 6

机械名称 交流电焊机 吊车 混凝土拌合站 混凝土运输车 混凝土泵车 附着式振动器 3

型号 BX-350 QY25 2HZS90 8m3 单位 台 台 套 辆 台 台 数量 5 2 1 4 2 8

7 8 塔吊 空压机 M80 0.5 m3 台 台 1 1

图2翻模法示意图

7 质量控制

7.1所使用的规范、标准：《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213—2005） 、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设〔2005〕160号、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设〔2005〕160号、《铁路工程施工安全技术规则》(TB10401.1—2003) 。

7.2根据墩身的具体外形，掌握翻模收坡情况，做好模板的收分工作，确保墩身的几何尺寸。

7.3在工作平台提升过程中，随时检查平台的偏移情况，发现偏移，及时纠偏，防止因工作平台的偏移而影响模板的正常支立。

7.4在模板的组装及浇混凝土前后随时掌握墩身的中线偏移情况，使用激光铅垂仪加强对墩身的线形进行控制。

7.5在整体墩身的施工过程中，应有专人对工作平台的稳定性加以监测，避免各种事故发生。

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7.6模板组拼允许偏差：

前后、左右距中心线尺寸：±10mm； 表面平整度：3mm； 相邻模板错台：1mm； 空心墩壁厚：±3mm； 同一梁端两垫石高差：2mm； 墩身支撑垫石顶面高程：0，-5mm； 预埋件和预留孔位置：5mm。 7.7 墩身允许偏差：

墩身前后、左右边缘距中心线尺寸：±20mm； 空心墩壁厚：±5mm； 桥墩平面扭角：2º； 表面平整度：5

每孔混凝土梁一端两支承垫石顶面高差：4 mm； 支承垫石顶面高差：0，-5 mm； 预埋件和预留孔位置：5mm。

8.安全措施：

8.1对于横向收坡的高桥墩，当施工到墩身上部时，工作平台横梁外悬部分太长，因此将采用活动栏杆，栏杆随吊架内移，以减小平台的工作面积。为增强平台的稳定性，栏杆严禁堆放料具。

8.2平台的中线、水平应勤观测，勤纠偏。 8.3加强试验和施工控制，确保混凝土的质量。 8.4液压设备因故漏油至混凝土上时，应及时清理干净。 8.5起重设备的绳索及滑轮等零件应经常检查并涂油保养。 8.6经常检查电路，防止发生事故。

8.7翻模结构各部件应连接牢固，螺栓、螺帽应涂油，以防影响使用。纵、横辐射梁梁顶面应保持清洁。

8.8翻模结构拆除应严格按拆除顺序和注意事项进行，确保人员和设备安全。

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8.9划定危险区，埋设标志；起重设备顶部应设置信号灯。 8.10进出场地人员均需戴安全帽，禁止无关人员出入。 8.11因各种原因停工时，注意切断电源，保护设备。 8.12严禁从高空向下抛掷杂物。

8.13要设专人负责起重指挥,专人负责安全检查，并加强通讯联络。

8.14加强岗位责任制，建立健全各项规章制度。 9.环保措施 9 环保措施

9.1执行《环境管理手册》及程序文件的要求，建立环境管理体系，严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章。

9.2在施工和作业场地内，合理布置，做到标牌齐全、清楚，各种标识醒目，施工场地整洁文明。

9.3施工废水需沉淀处理，达到排放标准后才可排放。 9.4施工场地、道路要硬化，并做到经常洒水，防止扬尘。 9.5固体废料集中回收、堆放和处置。

11 应用实例

11.0.1工程概况

陈山坞特大桥中心里程DK440+269.905（起屹里程为DK439+900.27～DK440+693.53），桥梁全长793.27米,该桥为陆地桥,为跨越山间低洼处而设，桥址处地势起伏很大，植补稀疏，两桥台均位于坡度较小的山坡上，本跨越的区域无河流,有良田、林地、房屋,无其他的特殊或重要建筑物。结构组成为6-32m简支梁+1-（60m+100m+100 m +60 m）连续梁+8-32m简支梁，共有17个墩、2个台，桥台采用挖方桥台(0#及18#)， 桥墩采用圆端形实体墩(1#及17#)和圆端形空心墩（2#～16#），最高桥墩为67米，普遍墩高40～60m不等,两个实心墩为墩身高为11.35米和17.35米。

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11.0.2施工情况 1.施工系统

30m以上空心墩采用翻模进行施工，翻模由施工系统由提升机构、模板系统、工作平台和安全设施组成。

①提升机构为每个施工墩位处设置塔吊一台，塔吊中心位于路线墩身侧边，采用50型以上塔吊，可同时施工前后3个墩身且减少塔吊周转次数。塔吊与墩身之间必须使用撑拉构件进行连接，以确保塔吊的稳定性。具体位置根据地形情况确定。

②模板系统采用墩身外模采用大块整体钢模，选用6mm厚钢板面板，框架采用∠100角钢，加劲肋采用10mm钢板，背带采用16#槽钢。模板制作精度如下：尺寸误差小于2mm，倾斜角偏差小于1.5mm，孔位误差小于1mm。为确保工程质量，在工厂内统一加工。

翻升模板采用6层布置，每层高2.0m。待混凝土达到拆模强度后，以底节模板作为支承主体，采用塔吊（承台施工时预埋塔吊基础）提升6m—10m。上层模板支承在下层模板上，循环交替上升，完成墩柱的浇筑。

内模采用组合钢模拼装，内外模间设带内纹的对拉螺栓，以利于拆模和避免墩身混凝土内形成孔洞。墩身内腔每隔一定高度预埋型钢作支撑梁，上面搭设门式脚手架作为装拆内模和浇筑混凝土工作平台之用。安装和拆卸模板，施工用材料的垂直运输均由塔吊完成。模板完成后在加工厂进行试拼，试拼分水平方向的试拼和垂直方向的试拼，尤其要注意模板第一次翻升后垂直方向的试拼，见下图：

③工作平台分为模板工作平台和钢筋工作平台两种。其中，模板工作平台设置在翻模外侧，采用φ48mm钢管制成可拆卸骨架及栏杆，上部搭设木板，主要提供人员工作和小型机具的操作平台。每节模板均设工作平台，并用螺栓与模板连接，随模板一起向上翻升，为模板组装、拆模提供作业空间，见下页模板工作平台示意图。

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模板试拼示意图

钢筋工作平台采用φ89mm钢管及角钢地面制作，高度为3m。每次绑扎钢筋前由塔吊提升至已浇筑段顶面，并由螺栓将四脚固定在模板上，钢筋绑扎完成后吊至地面，以备下次使用，见下图“钢筋工作平台示意图”。

模板工作平台示意图 钢筋工作平台示意图

B A 接缝1 A 接缝2 B ④安全设施由上部平台围栏、横向安全网、围栏密目网等组成，见图4所示。墩身施工时，在墩位之间搭设支架，上设“之”字形爬梯，宽度为1.2m，仰角为45°。每升高6米设一处休息平台，平台宽1m，供人员休息，保证施工和检查人员上下安全便捷。详见下图： 2. 施工工艺步骤

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① 下部实心段施工

外模的支立好坏直接关系到以后的施工，要求尺寸正确，外模顶水平，否则在空心段施工时，造成模板不平整。

② 模板位置调整

当外模组拼成形后，所有螺栓不必拧紧，留出少量松动余地。模板前后方向偏斜的调整通过手拉葫芦拉至正确位置，左右偏斜的调整则在模板底边靠倾斜方向的一端塞加垫片实现。模板之间的缝隙塞有橡胶条，防止漏浆。由于模板制作及起始第一节模板调整的精度都很高，以后每次调整幅度很小。调整完毕后，拧紧全部螺栓，即可浇筑混凝土。 ③ 绑扎钢筋

钢筋绑扎严格按照设计图进行绑扎，钢筋接头采用双面搭接焊。 ④ 模板翻升

在安装钢筋的同时，可以开始拆下面一节外模工作。拆模时用手拉葫芦将下面一节模板与上面一节模板上下挂紧，同时另设两条钢丝绳栓在上下节模板之间。拆除左右和上面的连接螺栓，然后通过两个设在模板上的简易脱模器使下节模板脱落。脱模后放松葫芦，使拆下的模板由钢丝绳挂在上节的模板上。然后逐个将四周各模板拆卸并悬挂于上节模板上。这样将拆模工作和钢筋安装工作同时进行，节约至少半天时间，同时最大限度地减少了对塔吊工作时间的占用。

检查模板组装质量，符合桥墩设计要求。检查合格后安放撑木，拧紧拉筋。 ⑤ 灌注混凝土

混凝土由拌和站集中拌制，混凝土搅拌运输车运至墩下，混凝土输送泵泵送入模，对称均匀浇筑。

混凝土灌注到模板顶时，要低于模板口1～2cm，为下一板方便组

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装翻模，防止有错台。当混凝土的强度大于3MPa时清除浮浆，凿毛混凝土表面，进行下一节段施工。

在灌筑过程中用测量仪器随时观测预埋件的位置及模板、支架等支撑情况，如有变形和沉陷立即校正并加固。 ⑥ 墩顶实心段施工

墩顶实心段施工时，先拆除内模及内吊架，然后安装实心段的过梁和底模，再安装实心段外模，安装通长拉杆，绑扎上实体段钢筋，浇筑混凝土。 ⑦ 翻模拆除

墩身下实体段、空心段、上实体段混凝土施工时，特别注意实体段与空心墩身连接处的混凝土质量和外观。特别在实体段，由于一次浇筑混凝土体积过大，采取和承台相同措施降低水化热。 ⑧ 高墩施工线性控制

高墩的线形控制主要采用墩外平面控制网，墩内激光铅直仪的综合措施, 排除日照、雾天、夜间等校模对测量工作的影响。

控制要点为:

a、按“测规”要求设置桥轴线及高程控制网, 并精确设置十字护桩。

b、实心段施工后, 在墩内布置激光铅直仪辅助配套设施。 c、实施中,在墩身外模，直面模四个角点设置观测点，若模板检查在白天, 则以全站仪测量为主, 激光铅直仪作校核, 两者误差控制在±3mm以内; 若在雾天、夜间, 则以激光铅直仪为主, 并利用在已成型的墩身外壁上所做的方向点拉线与铅直仪校核。 d、检查模板时间若在晴天, 应在上午9: 30以前或下午4: 00以后, 防止日照对墩身的影响。

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