薄壁高墩米大块钢模翻模施工工法

1、双肢薄壁咼墩大块钢模翻模施工工法三处小关特大桥工程部蔡维刚 吴建军一、前言随着公路交通事业的开展，桥梁向着大跨、高墩的方向开展，相继出现了100 m以上的高墩。本工法是在贵阳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、工期紧张等困 难，通过对各种模板的比拟分析，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、人员操作平安、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

2、够随时纠正墩身施工误差，保证墩身垂直度要 求。混凝土外表平整光洁，外观质量好。2. 模板和内外作业平台可一次安装。3. 次浇筑69米施工速度快，减少接茬筋用量，降低本钱。三、适用范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、内外工作平台、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 动葫芦撤除第一节模板，并将其分别翻升至第四层，再绑扎第五层钢筋，撤

3、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、说明：1本图尺寸均以cm计。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，直至到达设计高度。625250f q墩身平面图图1墩身结构及模板侧一 |_k图2墩模柱模板平面布置面图3墩柱正面模板设计图I 1 IF 1 : rri鼻于 i I FI 1 1 I rL r nB U L ri i = L-£匚-=i面板-JE黄背杠模板连接螺栓LJrt-W. J J fafc.wWr-4r» 一 A u.图4墩柱侧面模板设计图每一节模板高度为3m,主要由内外模板、横背杠、竖背杠

4、、拉筋、工作平 台组成见图1、图2、图3、图4。1.工艺流程(见图2)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69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。内模分为4块边模和 8块倒角模，宽度分别为6.25m和2.7m;模板

5、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。内模模板面均采用 3mm厚钢板。拉筋布置应配合内模 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，外侧工作平台沿周边设立防护栏杆并挂平安网，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、拼装精度是否到达设 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 工空心墩局部时内外模

6、板对应，先沿墩身边线位置砌台座，以便在台座上立模， 台座高度以便于撤除底节模板为准。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，剩下缺乏一节模板的高度，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

7、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，待混凝土强度到达 2.5MPa后，人工去除浮浆，凿毛混凝土外表。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，撤除第 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，在内外侧模上安装封闭段模 板。其内

8、模支架采用焊接钢桁架，模板采用5cm厚的木板，拼缝要严密。7撤除模板施工至墩顶后，墩顶仍保存3个节段模板，待墩身混凝土强度到达标准要求时，撤除模板。撤除时按先底节段，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、劳动组织序号职务人数分工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。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只模板撤除、安装4全站仪拓普康 GTS-311S1台墩中心控制、模板放线5水准仪精度1mm1台6混凝土输送泵SONY

9、 HBT-60C1台泵送混凝土7电焊机40以下2台钢筋焊接8钢筋切断机5-401台钢筋加工9:钢筋挤压机1台钢筋接头10钢筋弯曲机WT4-1 401台钢筋加工11钢筋调直机414mm1台钢筋加工12振捣棒50插入式8台混凝土施工13抽水机扬程120m1台供水养护14吊篮承重200kg2个撤除作业15大块翻模6套表1机具设备表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技术人贝1负责本工班技术工作3安质员1负责本工班平安工作和质量检查4组长P 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

10、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、撤除、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?公路桥涵施工技术标准?、?公路钢筋混凝土工程施工标准?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%，外表平整，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

11、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工程容许偏差/mm检杳部位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、宽方向5边肋孔距± 1.0任意两孔间距6端肋孔距± 1.0任意两孔间距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<1.0 o内模倒角表4模板组装质量标准序号工程容许偏差/mm检查方法1模板间拼接缝隙<1.51.5塞尺不通过2相邻模板面错台<2.0检查拼接缝3相邻模板上口咼差<2.0检查拼接缝4轴

12、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， 每次校核在一个方向上进行多测回测量和换人测量， 通 过比拟选择正确结果。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 在仓内无水的情况下进行。4、编制完善的模板制作、安装撤除和钢筋、混凝土作业的工序作业指导书， 严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，报工程部总工程师批准

13、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、平安措施除遵守建设部、 中华全国总工会、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，还要抓好以下几方面工作。1、进行平安教育。建立健全各项规章制度，加强岗位责任制。严格施工纪 律，严格按照操作规程作业。2、高空作业人员作业时必须配戴平安帽、穿施工鞋、系平安绳。3、工作面挂平安网，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，任何人不得顶岗、跨岗作业。严禁从高空向下抛掷杂 物。6、塔式

14、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平安，质量可靠，进度快，本钱低，经济效益显 著。与一般 23 米翻模施工相比， 可减少接茬筋 50%，降低了本钱，缩短工期 20%。 混凝土内实外美，外表平整光洁。十一、应用实例贵阳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2040 m为实心段，上部为空心段，空心段壁厚0.75m, 墩身混凝土为C4

15、0混凝土。墩高分别为58m 100m 87m 48m贵阳小关水库特 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均小于标准容许偏差值，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适用范围：双多柱薄壁空心高桥墩2) 检索内容：双(多)柱墩正文：1)概述2) 施工方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 均支承在混凝土根底上。墩身采用翻模施工。墩身混凝土均

16、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2030m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120m/h座12塔吊台13施工电梯台14电焊机ZLD21台105钢筋切割机GT-40台66钢筋弯曲机GW-40台27砼捣固器插入式台208汽车吊辆29砼输送泵HBT60C台110输送管m1000150011砼输送车ND855台412翻模套6(3)工期定额

17、根据施工进度总体方案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A地面线V配重立面图侧面模板bmrn模板侧面图桥墩模板图A、B模板反面大样图墩身临时连接方案5施工工艺流程框图空心墩翻模施工工艺框图6施工方法及工艺措施包括质量和平安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350400cm，内模采用组合钢模加以木模调节，模板内衬酚醛胶木板。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

18、设预埋件等工序循环进行，直至墩顶。 1 施工准备 施工前充分周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。 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当，以保证平台提升和施工顺利进行。 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

19、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。 准备预埋件A、各种预埋件和预埋孔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，以方便使用。 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方案。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 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。 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

20、接面内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。 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。 外表做拉毛处理。 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。 灌注空心段的砼。3 浇筑砼定位、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 解体根据上节模板的调整情况，可将每块模板34m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。 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

21、上层、已浇注的混凝土面凿毛后，再吊升到安装位置。 装配根据预先排好的节段表，及时抽动模板。 检查调整检查模板组装质量，不适宜的加以调整，使之到达墩身设计尺寸要求。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，处理方法如下： 停工前要将混凝土面摊平，振捣完毕； 插入接缝钢筋； 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 墩身砼尺寸技术要求墩身砼技术要求表序号项目允许偏差mm1断面尺寸± 202垂直度< 0.2%H且不大于203顶面咼程± 104轴线偏位105预埋件位置106跨度<± Lo/30007扭转角度< 2°墩身内钢筋安装技术要求墩身钢筋安装技术要求表序号项目允许偏差mm