重慶云陽長江大橋墩身、索塔翻模施工
2017-07-31
0.引言
由于斜拉橋結構輕巧，造型美觀，跨越能力大，近年來在大江大河的的橋梁設計中經常采用。經過多年的施工實踐表明，翻模法運用在斜拉橋施工中有其獨特的優(yōu)點：有效的解決了高空模板的就位，提高了高空作業(yè)的安全性；構造簡單，靈活性大，適合用于折線型斜拉橋索塔施工；避免了滿堂支架搭設的繁瑣工藝，簡化了施工，加快了施工速度。
1.工程概況
重慶云陽長江公路大橋橋型布置為9×30米+132+318+187米+7×50米，全橋長1278.6米。主橋結構形式為高低塔、雙索面、對稱扇形布置的預應力混凝土支承體系斜拉橋。我部承建的11#主墩采用單箱雙室空心截面墩身和“H”型空心薄壁箱型截面索塔。承臺以上墩塔總高度為167.626米。其中墩身高78.4米，截面尺寸為19.2×8.0米。索塔下、中、上塔柱高度分別為：18.588米、24.3米和46.338米，截面尺寸由7.0×3.5米漸變到5.6×3.0米。
2.主墩墩身、索塔翻模法施工
2.1模板形式的選擇
翻模和爬模都是斜拉橋高墩身中常用的施工方法，各有其優(yōu)、缺點和適用范圍。爬模一般由模板、爬架和提升系統(tǒng)三大部分組成，模板多采用鋼模板，沿豎向將模板分為3-4節(jié)，分節(jié)高度為1.5-4.5米。爬架可用萬能桿件組拼，也可采用型鋼加工制成，主要由網架和聯(lián)結導向滑輪提升結構組成。爬架總高度及構造形式根據塔柱構造特點、擬配模板組拼高度和施工現場條件綜合確定，常用高度一般為15-20米。提升系統(tǒng)由爬架提升設備和模板拆翻提升設備兩部分組成，一般采用倒鏈葫蘆，液壓千斤頂或卷揚機，要求提升速度不可過快，以確保平穩(wěn)。根據爬模的施工特點，在直線型索塔施工中應用較為廣泛，鑒于云陽長江公路大橋為折線型索塔，故采用翻模施工。墩身、索塔施工節(jié)段高度示意圖及腳手架轉換平臺示意圖如附圖一所示。
圖一墩身、索塔施工節(jié)段高度示意圖及腳手架轉換平臺示意圖
2.2模板結構及加工制作
翻模體系一般由內、外模板、對拉螺桿及工作平臺組成。考慮施工節(jié)段自身的抗傾能力及國產9米長鋼筋，施工節(jié)段一般定為4.5米高較為合適。這樣每節(jié)模板高度定為2.25米。主墩墩身為等截面，因此模板為定型大模板；主墩索塔下塔柱順橋向尺寸不斷變化，下大上小，由7米漸變?yōu)?.6米，因此中間采用定型大模板，兩側為收分模板。模板四角用L80×8的角鋼作為角模。內模以大模板為主，部分采用組合鋼模，人孔則采用木模。墩身和索塔內腔截面倒角部分模板單獨進行加工制作，以確保墩身線條順直，外形尺寸正確。
模板的結構形式主要由橫肋、縱肋、筋板和面板組成，橫肋采用[14槽鋼，每塊模板設置三道橫肋，由兩根[14槽鋼背向焊接在豎肋上，兩根槽鋼中間每隔1.1米設對拉螺栓孔，縱肋采用[6.3槽鋼，間隔30cm布設一道，再用δ6×63扁鋼做筋板將縱肋相互連接成網格狀。面板采用δ6鋼板 (見圖二) 。經過力學驗算，面板撓度為0.36mm；橫肋撓度為0.15mm；縱肋撓度為0.075mm；對拉桿拉力為34.5KN，表明大鋼模有足夠的剛度，能滿足墩身施工要求。對拉桿由Φ25Ⅱ級鋼筋自行加工的螺桿制成，并用直徑相當的PVC管套裝，拆模后拔出，循環(huán)使用。腳手架平臺即為施工人員行走操作平臺，墩身外側腳手架每次搭設高度為9米，以利于勁性骨架的安裝和鋼筋的接長，內壁腳手架每次搭設高度為4.5米，以便澆筑混凝土時人員行走。腳手架寬1米，距墩身外側0.7米，每1.8米搭設一層平臺，其上鋪設鋼筋網，側面掛設安全網，以保證施工人員在上面操作安全。
圖二 墩身模板一般構造圖（單位：mm）
2.3勁性骨架的設置
勁性骨架作為施工時測量放樣、主筋安裝、立模、拉索管道安裝就位的依托受力構件，在斜塔柱施工中作用很大。云陽長江公路大橋索塔勁性骨架利用定型靠模在工地制作加工，現場分段拼接的方法施工。勁性骨架安裝就位后，自由懸臂長度較大，主筋安裝、拉索管道安裝及立模工作完成后，在傾斜塔柱內受水平分力的作用，可能會發(fā)生水平位移，造成模板安裝困難。為確保勁性骨架受力后順應塔肢傾斜度，采取骨架安裝預偏法來保證勁性骨架受力后滿足塔柱施工線形要求。預偏法就是根據側面主筋的水平力來確定預偏角度，根據塔肢傾斜度采取大于塔肢坡度0.5°角來消除受力后引起的誤差。實踐證明，此種方法比增大骨架剛度經濟，且操作方便，不存在返工現象，有利于提高工效。
2.4翻模施工工藝
2.4.1翻模
翻模體系一般由三節(jié)模板組成，在墩身剛開始施工時，先搭設9米高的腳手架平臺，安裝勁性骨架，然后吊裝內、外側主筋，綁扎水平鋼筋再安裝內、外模板，調整定位。第一節(jié)段混凝土澆筑完成后，連續(xù)綁扎第二節(jié)段鋼筋，混凝土強度達到拆模期限時，進行翻模。保留上部模板在墩身中作為基準模板，拆除第二節(jié)模板，用塔吊吊裝至基準模板上口。最后吊裝第三節(jié)模板就位，如此由下至上依次交替上升，直至達到設計標高為止。
2.4.2模板的固定
圖三 墩身模板對拉桿布置圖（單位：mm）
模板就位后的關鍵在于模板的穩(wěn)定支撐。模板縱向及模板間采用栓接的方法，依次將模板底部用對接螺栓與基準模板相連接。緊固于塔體上的基準模板是依靠模板自身與塔柱的粘接力和摩擦力支撐其上的兩節(jié)模板重量和其他施工荷載。內外模用對拉桿進行對拉（見圖三），并用來調整塔壁的厚度，模板上口處采用腳手架鋼管與勁性骨架焊接牢固，通過勁性骨架將模板荷載傳遞到已澆筑的混凝土上。
2.4.3翻模的提升
云陽長江公路大橋的翻模是用施工塔吊進行提升的，外模拆除從側面開始，逐塊提升到下節(jié)段。內模受內壁制約，安裝、拆除較困難，所以內模制作與外模略有不同，將用于內模豎向接縫的扁鋼與內模面板焊接成80°(100°)斜角，以利拆模。
2.4.4模板測量誤差的校準
在模板的施工過程中始終會存在一定的誤差，但誤差必須嚴格控制以滿足索塔平面位置準確，線形流暢，整體美觀的要求。具體的調整方法是：四面軸線控制、八角坐標高程控制、壁厚對拉桿控制，塔柱內凈空尺寸可調節(jié)撐桿控制。若誤差過大不能一次性調整到位，以防止線形突變，應分次分級有序的進行糾正，所以每安裝一次模板都必須進行合理調模，將誤差控制到最小限度，為下一施工周期創(chuàng)造條件。
2.5模板安裝注意事項
?。?）模板之間用橡膠條填充，防止漏漿。
?。?）模板面板上要及時涂刷脫模劑，防止粘模影響混凝土表面外觀質量。
?。?）基準模板只設在外模板處，內模拆除后將適合尺寸的三角撐與基準模板對拉固定桿固定，形成一個簡易牛腿用來放置內模，內模下口應比上節(jié)段混凝土鑿毛后的砼表面低，以防止內壁產生明顯接縫或者漏漿。
3.結束語
重慶云陽長江公路大橋中翻模法的應用，靈活的解決了折線型索塔對施工造成的難度，并充分利用塔吊進行模板安裝、拆卸，翻模快捷，定位準確，施工平臺便于操作，提高了施工的速度，為斜拉橋的施工帶來了便利，是同類型橋梁施工中值得借鑒的施工方法。
