高墩身滑模施工技术

张洪富 范万祥 李述宝

摘 要: 本文主要介绍了在公路桥梁工程中，高墩身采用液压滑升模板施工的工艺原理和施工过程。

关键词: 桥梁工程；高墩身；液压滑升模板；施工工艺

1 工程概况

江西京福高速公路桃木岭高架桥位于崇山峻岭中，为全线的控制性重难点工程，大桥全长808m，设21个墩台，左右幅分离式设计，桥面宽24.5m。大桥下部结构为挖孔灌注桩基础，实体或空心薄壁墩身，上构为7×40m+13×40m单箱单室直腹板双向预应力砼刚构--连续梁组合体系。

大桥墩身共有38座，其中高度大于30m的就有23座，最高为83m，号称“江西第一墩”。9#～17#墩为钢筋砼等截面空心墩，总延米1033.2m，平均高度57.4m，C40砼10431m3 ，钢筋2725t，墩身截面尺寸为6×3m或6×3.5m，薄壁厚度50㎝。综合考虑经济、安全、技术等各项指标，为满足工期要求，高墩身采用液压滑升模板（以下简称“滑模”）施工。

2 工艺原理及结构体系组成

2.1 工艺原理

滑模施工就是将滑升模板的全部施工荷载转至墩身钢筋（称之为支承杆）上，砼浇注至一定强度后，通过自身液压提升系统将整个装置沿支承杆上滑，调整后又继续浇注砼并不断循环的一个过程。由于其施工具有工业化程度较高、施工进度快、结构整体性好、安全系数高、操作方便等特点，将它从烟囱、水塔、高层民用建筑等应用领域移植到桥梁高墩施工。 2.2 结构体系组成

滑模装置由模板系统、操作平台系统、液压提升系统和垂直运输系统四大部分组成，其主要结构部件如下图1所示。 2.2.1 模板系统

模板系统由模板、围圈、提升架及其他附属配件组成。在施工中主要承受砼的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻力及模板滑空、纠偏等产生的附加荷载，单块最大截面为1.0×1.25m。模板通过围圈与提升架连成一体。提升架是安装千斤顶，并与围圈、模板连接成整体的主要部件，其主要作用是控制模板、围圈因砼的侧压力和冲击力而产生的侧向变位，将模板系统和操作平台系统连成一体，并将全部荷载传递给千斤顶和支承杆。整套滑模装置设提升架14榀。

2.2.2 操作平台系统

操作平台系统主要包括操作平台和吊脚手架，是供材料、工具、设备堆放和施工人员进行操作的场所。主操作平台分内外两部分，外侧设置安全防护栏杆，由于承受的荷载基本上是动荷载，且变化幅度较大，应安放平稳、牢靠。吊脚手架主要用于检查砼质量和表面修饰，调整和拆除模板，引测轴线、高程等到工作。 2.2.3 液压提升系统

液压提升系统由支承杆、千斤顶、液压控制系统和油路等组成，它承担全部滑升模板系统的施工荷载。该系统的工作原理是：由电动机带动高压油泵，将油液通过换向阀，分油器、截止阀及管路，输送到各千斤顶。在不断供油，回油的过程中，使千斤顶活塞不断地压缩、复位，将全部滑升模板装置向上提升到需要高度。支承杆是千斤顶向上爬升的轨道，又是滑升模板装置的承重支柱，承受着施工过程中的全部荷载。本滑模装置采用Φ28钢筋作为支承杆，其长度一般为4～6m，支承杆接长时相邻的接头应相互错开，在同一标高上的接头数量不超过25%，以防上接点过分集中而削弱滑模结构的支承能力。

液压滑升模板施工用千斤顶属单向作用楔块式千斤顶，具有加工简单、卡头下滑小、用四瓣楔块卡紧支承杆，为多条线接触，不致使接触处出现应力集中，锁紧能力强，无“回降”现象等优点。施工时，最大竖向荷载约31t，每榀提升架上设二个千斤顶，整套装置设置28台额定起重量为1.5t的千斤顶。 2.2.4 垂直运输系统

垂直运输系统是人员、材料上下的通道，它由卷扬系统、吊笼、井字架、独脚扒杆等组成。每套滑模装置设置四套卷扬系统，于墩前后方向各设一吊笼，供人员、砼上下，于墩横向设独脚扒杆，用于钢筋吊装。

3 滑模工艺施工

3.1 滑模拼装

滑模拼装较为简单，由于各组成构件重量较轻，安装时由人工或其自身简易提吊设备配合，在已竣工的承台在进行即可。其安装顺序一般先行成骨架后完善细部，当模板滑升到一定高度时（一般为3m左右），安装内外吊脚手架。 3.2 初滑

初滑在滑模拼装验收合格后首次灌注砼时进行，按普通砼要求依次浇筑至模板平齐，这期间根据灌注时间、速度和砼强度等情况，考虑是否提升1～2次，每次提升1～2行程（每行程3cm），以免造成出模强并偏大，造成滑升困难。

如何控制好砼的出模强度是滑模施工的关键技术之一，也是确保结构砼质量的必要

条件。出模的强度过小时，会使结构砼流坠、跑浆、坍塌；出模的砼强度过高时，会使结构砼出现拉裂、划痕、疏松、不密实、不美观等现象。除做好砼配合比、施工坍落度等工作外，还应重点控制砼出模强度。根据《液压滑动模板施工技术规范》要求，砼出模强度宜控制在0.2～0.4MPa。根据对现场砼拌合物成型后1、2、3、4、6h的强度测试，正常气温（20℃±2℃）下，3～4h后可达到0.25～0.41MPa的抗压强度，此时，砼表面若用大拇指去摁，表面有轻微痕迹但不下陷，砼表面砂浆不沾手，滑升时有“沙沙”的摩擦声，故在现场施工时，均采用后者的经验方法来确定砼出模强度。

3.3 滑升

完成初滑后，即可进入正常滑升。正常滑升阶段，每次浇筑砼高度30㎝，每次提升高度不大于30㎝，并严格控制滑升速度。正常滑升程序为：浇筑砼→砼达出模强度→松柔道→提升操作平台→校正→紧柔道→浇筑砼→绑扎钢筋。

滑模装置通过支承杆上的千斤顶不断向上滑升，滑升过程中，内外模与已浇筑砼表面摩擦，势必会造成砼表面粗糙不光滑，有的地方甚至会有划痕，故在模板提升后，出模部分砼表面必须再次收浆压光，压光时需要的浆液采用上面砼振捣漏流下的砼浆体。

墩身主筋一般每节高为6m，钢接连接采用A级等强度钢筋机械直螺纹套筒接头。 3.4 横隔板施工处理

为保证墩身整体稳定性，空心墩身每隔10m设置一道1m厚的横隔板。故施工至横隔板时，需将内模、内吊脚手架等拆除，安装底模，浇筑横隔板，然后重新安装内模、内吊脚手架。 3.5 滑模拆除

通过不断的滑升循环施工，至墩顶后，即可拆除滑模。因桥墩不设爬梯，滑模拆除后，无上下通道，故滑模拆除前必须慎重，尤其是最后一批人员如何返回地面，尤为重要。

滑模装置拆除顺序正好同安装顺序相反，原则上先装后拆，后装先拆。为便于最后一批人员返回地面，最后采用外挂吊笼的方法进行拆除。事先已在墩顶预留钢管作滑轮，最后结束时，解除吊笼，钢丝绳通过卷扬机收回，如图2。

3.6 线型控制

高墩身滑模施工，如何控制墩身垂直度、轴线偏位和高程是很关键的。高程测量用水准仪将基准标高引测到支承杆上，以后每次用直尺向上引测标高，同时用长钢尺在已完成的墩身上引测，利用全站仪引测，三种方法相互校核，确保墩顶高程。轴线测量用重22㎏的线锤测中法和激光垂度仪测定法相结合，以滑升平台水平为基准，在提升架

的两条轴线上引一点作为线锤校对点，每次提升30㎝时，将限位器调至该装置，提升完后，观测线锤情况，结合水平来处理。每10m用激光垂度仪校核纵横轴线，确保墩身垂直度和中线偏差不积累。

4 小结

4.1 高墩身采用滑模施工技术，节省了大量的墩旁支架、模板投入和起吊设备的投入，整个滑模装置简单，投入小，可大大节约成本。

4.2 较其它高墩施工方法，滑模施工技术最大特点就是安全。因其减少了高空安装和拆除模板作业，整个滑模装置荷载由提升架、支承杆等传至已浇筑墩身砼，安全稳固。 4.3 简化了立模、拆模等工序，能使砼连续作业，加快了施工进度，缩短了工期。根据我们对两种墩身施工比较，墩高大于30m的空心墩，采用滑模施工尤为方便，速度大大快于其它现浇方法。

4.4 因滑模是连续作业，减少了结构施工接缝，加强了砼的整体性，提高了砼质量。 4.5 按平均墩高57.4m计算，若采用翻模施工，一个墩需投入钢模板15t，脚手架约70t，仅此两顶就需30万元；而每套滑模设备投入约20万，同时滑模施工无需提升设备，拼装和拆除速度快，耗时短，耗工少。经初步测算，桃木岭大桥9#～17#墩共1033.2延米，采用滑模施工较翻模施工可节约成本230万元左右，提前工期3个月。