甄志超

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

為減輕自重荷載、節(jié)約建造材料、提高抗震性能，各類大型橋梁施工過(guò)程中常使用空心墩柱作為主要結(jié)構(gòu)形式。在空心墩柱施工過(guò)程中，應(yīng)用滑模技術(shù)不僅施工效率較高、經(jīng)濟(jì)性能良好，同時(shí)施工局限性較小，完工質(zhì)量有保證，因此滑模技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景，并在業(yè)內(nèi)得到了大量的工程應(yīng)用與理論研究。

在工程實(shí)踐方面，楊小晶[1]結(jié)合某地公路橋梁工程施工實(shí)踐，在確定周圍地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，應(yīng)用液壓滑模施工法試驗(yàn)性施工，明確了滑模技術(shù)在工程實(shí)踐中應(yīng)用的工藝特點(diǎn)。汪強(qiáng)[2]結(jié)合某地工程案例，分析了薄壁空心墩柱在工程實(shí)踐中應(yīng)用的注意要點(diǎn)，并探究了不同環(huán)境下的具體施工措施。熊明祥[3]分析了空心墩柱施工過(guò)程中，滑模技術(shù)的應(yīng)用對(duì)施工效率、工程質(zhì)量的提升效果，并結(jié)合工程實(shí)例，分析了加快工程進(jìn)度、確保工程質(zhì)量的主要措施。朱旭波[4]介紹了空心墩柱施工過(guò)程中應(yīng)用的施工技術(shù)，并提出了定型鋼模板分段組立、分段施工的施工原則。林建川[5]結(jié)合復(fù)雜條件下的工程實(shí)例，分析了空心墩柱技術(shù)在大落差、大坡度條件下的施工措施。楊生虎[6]分析了空心墩柱液壓爬模施工技術(shù)的應(yīng)用效果，并結(jié)合貴州荔榕高速公路水蒙大橋工程實(shí)例，分析了該技術(shù)的具體應(yīng)用措施。由此可知，滑模技術(shù)在施工方式與質(zhì)量控制方面的研究已較為成熟。

在理論研究方面，楊光[7]分析了薄壁空心墩技術(shù)用于北方低溫條件下鐵路施工的主要應(yīng)用特點(diǎn)，并分析了滑模技術(shù)在極端氣候條件下的應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)果顯示，滑模技術(shù)在晝夜溫差極大、溫度極低條件下依舊具有良好的應(yīng)用效益。郝江松[8]分析了常規(guī)公路橋梁工程中液壓滑模技術(shù)在薄壁空心墩施工中的應(yīng)用效果，并基于理論模型，分析了滑模技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)果顯示，滑模技術(shù)相較于常規(guī)施工方式而言具有更為優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)效益，推廣應(yīng)用價(jià)值顯著。劉恒輝[9]結(jié)合墨臨高速公路工程案例，分析了空心薄壁高墩施工所用關(guān)鍵技術(shù)，理論對(duì)比分析了各種技術(shù)的應(yīng)用效果，結(jié)果顯示，滑模技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果良好、施工效率較高，同時(shí)適用性較強(qiáng)，具有良好的工程推廣應(yīng)用價(jià)值。溫仁斌[10]分析了公路橋梁工程薄壁空心樁施工過(guò)程中，滑模技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，并結(jié)合工程具體的建模參數(shù)，分析了滑模技術(shù)的主要應(yīng)用特點(diǎn)，列舉了相關(guān)的各項(xiàng)基本工藝參數(shù)及其確定原則。

綜上所述，目前學(xué)界、工程界已圍繞空心墩柱滑模施工技術(shù)開展了大量探討，但內(nèi)容大多集中于施工方式、工藝過(guò)程控制等方面，對(duì)于空心墩滑模的應(yīng)用特點(diǎn)、設(shè)計(jì)過(guò)程等研究報(bào)道較少。隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)水平進(jìn)一步提升，規(guī)模不斷擴(kuò)張，大規(guī)?？招亩罩鶚蛄汗こ逃l(fā)常見，有必要進(jìn)一步深入研究空心墩柱施工技術(shù)。本文由此出發(fā)，結(jié)合某地公路橋梁工程實(shí)例，全面分析了空心墩滑模的應(yīng)用特點(diǎn)和設(shè)計(jì)過(guò)程，以期為類似工程開展提供參考。

1 工程概況

本文以某地公路特大橋?yàn)槔M(jìn)行分析，該橋梁左線和右線分別為966m、1006m，橋梁結(jié)構(gòu)下部設(shè)置空心墩和柱式墩用于承擔(dān)橋梁荷載，設(shè)置柱式臺(tái)分擔(dān)橋面荷載，工程中所用空心墩均采用滑模工藝施工，各墩體高度均在52m以下。

2 滑模設(shè)計(jì)

2.1 模板

首先，根據(jù)橋梁受力狀態(tài)設(shè)置墩身模板，模板均為鋼制材料的鋼板，其尺寸為1.5m長(zhǎng)、6mm厚，寬度則根據(jù)墩體各面尺寸具體確定，鋼板加勁肋之間距離控制在0.4m左右。其次，除墩體模板以外在桁架上方焊接一圈模板，以確保桁架結(jié)構(gòu)固定。桁架外邊緣與模板結(jié)構(gòu)之間保持大約5cm間距，桁架結(jié)構(gòu)滑升過(guò)程中可安排工作人員直接操作支架調(diào)節(jié)桿，以便快速調(diào)整結(jié)構(gòu)外模尺寸。

2.2 提升系統(tǒng)

為確?；＝Y(jié)構(gòu)提升時(shí)的施工安全性，須設(shè)置提升系統(tǒng)。該提升系統(tǒng)主要由鋼管焊接制作的爬架組成，要求能夠支撐數(shù)名工作人員在結(jié)構(gòu)上安全施工。設(shè)置該系統(tǒng)時(shí)，可直接使用千斤頂安裝，具體安裝位置在爬桿上方。因?yàn)榛^(guò)程中提升系統(tǒng)傳遞荷載，最終由爬架承擔(dān)荷載，所以爬架自身質(zhì)量水平、剛度會(huì)直接影響工程施工安全性，因此須采用剛度大且質(zhì)量可靠性極高的鋼管制作爬架整體結(jié)構(gòu)，且過(guò)程中應(yīng)確保焊縫飽滿以避免承受荷載時(shí)焊接位置開裂等情況。設(shè)置完成后測(cè)試爬架結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用性能，后續(xù)施工過(guò)程中千斤頂爬升時(shí)能夠直接通過(guò)焊縫處。所配備支撐桿直徑需契合千斤頂規(guī)格，長(zhǎng)度在3m～6m之間。

2.3 操作系統(tǒng)

滑模施工平臺(tái)如圖1所示。

圖1 滑模施工平臺(tái)

結(jié)合工程需求具體規(guī)劃操作系統(tǒng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用途不同可將操作平臺(tái)劃分為輔助平臺(tái)和主平臺(tái)，主平臺(tái)具有相對(duì)更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，要求其在承受作業(yè)荷載、操作荷載的基礎(chǔ)上還能夠承擔(dān)部分物料堆積，平臺(tái)面積也須滿足上述內(nèi)容要求，以確保施工安全性。輔助操作平臺(tái)懸吊于空心墩周圍，主要功能為養(yǎng)護(hù)混凝土并適當(dāng)修面。兩類操作平臺(tái)底部均鋪設(shè)腳手板，為確保施工安全性，單塊腳手板寬度應(yīng)當(dāng)不少于5cm，同時(shí)周邊設(shè)置密目網(wǎng)和防護(hù)欄。

2.4 液壓系統(tǒng)

結(jié)合工程需求，該工程對(duì)千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)要求為10t以上，為確保安全冗余度，液壓系統(tǒng)中配置動(dòng)力系統(tǒng)采用帶有控制閥的15t液壓千斤頂，確保千斤頂提供液壓強(qiáng)度滿足工程規(guī)范要求同時(shí)，也能夠通過(guò)調(diào)整進(jìn)油速度、控制閥門等方式，靈活調(diào)整千斤頂頂升速度和頂升壓力等參數(shù)。

2.5 輔助系統(tǒng)

在模板系統(tǒng)上安裝中心測(cè)量系統(tǒng)、水平測(cè)量系統(tǒng)、灑水系統(tǒng)。其中，中心測(cè)量系統(tǒng)主要由重垂線組成，水平測(cè)量系統(tǒng)由水準(zhǔn)線組成，灑水系統(tǒng)由膠質(zhì)軟管組成。

3 滑模施工

3.1 施工準(zhǔn)備

施工開始之前，首先檢查運(yùn)送入施工現(xiàn)場(chǎng)的模板、滑模桁架，確定各構(gòu)件質(zhì)量符合工程設(shè)計(jì)要求并驗(yàn)收。其次，學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)圖紙，確保充分理解、掌握設(shè)計(jì)內(nèi)容。最后，根據(jù)施工內(nèi)容不同，分組開展技術(shù)交底，對(duì)全體施工人員開展安全教育。

3.2 施工工藝

采用滑模工藝并分節(jié)設(shè)置各個(gè)空心橋墩結(jié)構(gòu)，施工過(guò)程中可通過(guò)液壓千斤頂提供壓力并采用桁架模板結(jié)構(gòu)保證安全，實(shí)現(xiàn)高效率安全爬升。因而施工開始之前須調(diào)整千斤頂參數(shù)并設(shè)置滑模內(nèi)模結(jié)構(gòu)以確保結(jié)構(gòu)安全性。首先設(shè)置液壓結(jié)構(gòu)，調(diào)整千斤頂抬升壓力，澆筑混凝土至內(nèi)模中1.5m高并開展標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，定時(shí)測(cè)定混凝土早期強(qiáng)度，達(dá)到0.3MPa以上后驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)并將內(nèi)模結(jié)構(gòu)整體頂升0.3m并澆筑下方空心墩實(shí)心結(jié)構(gòu)，澆筑完成且養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后設(shè)置滑模內(nèi)模，設(shè)置完成后即可抬升高度。

3.3 滑模制作

3.3.1 勁性骨架

使用角鋼、節(jié)點(diǎn)板等材料焊接組合制作滑模勁性骨架，焊接過(guò)程中需要同時(shí)考慮起重機(jī)性能、鋼筋綁扎要求和滑模立模高度。安裝骨架時(shí)，使用起重機(jī)將其吊裝至指定位置后，調(diào)整骨架位置并快速焊接固定。吊裝開始之前，應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)計(jì)算吊點(diǎn)位置以確保勁性骨架安裝質(zhì)量，避免后續(xù)吊裝施工過(guò)程中出現(xiàn)可能觸碰墩身鋼筋導(dǎo)致變形等問(wèn)題。

3.3.2 施工標(biāo)準(zhǔn)

為確保施工質(zhì)量符合工程設(shè)計(jì)要求，加工勁性骨架時(shí)應(yīng)嚴(yán)格把握各參數(shù)精準(zhǔn)性，其中軸線偏位應(yīng)控制在2mm以內(nèi)，對(duì)角線長(zhǎng)度誤差應(yīng)控制在6mm以內(nèi)，寬度和長(zhǎng)度誤差均應(yīng)在5mm以內(nèi)。安裝勁性骨架時(shí)，應(yīng)確保軸線傾斜率在1/3000以內(nèi)，外形尺寸、平面誤差均控制在5mm以內(nèi)。

3.3.3 施工調(diào)試

滑模施工前，首先應(yīng)調(diào)試并驗(yàn)收滑模各項(xiàng)參數(shù)性能，確保符合工程規(guī)范后再開展后續(xù)施工。調(diào)試性能參數(shù)時(shí)，須先安裝液壓千斤頂配套設(shè)施，結(jié)合工程設(shè)計(jì)3個(gè)～5個(gè)滑升行程方案，滑升過(guò)程中收集運(yùn)行參數(shù)，滑升完成后檢驗(yàn)?zāi)０濉⒉僮髌脚_(tái)變形情況，判斷滑模是否能夠正常運(yùn)行，如果存在問(wèn)題，則應(yīng)及時(shí)采取有效措施加以處理，確保后續(xù)施工順利開展。

4 混凝土澆筑、拆除滑模

4.1 澆筑

綁扎墩身鋼筋時(shí)，各項(xiàng)措施應(yīng)嚴(yán)格結(jié)合工程施工規(guī)范、設(shè)計(jì)要求開展，其中必須使用直螺紋連接φ28mm縱向主筋，完成鋼筋綁扎后驗(yàn)收，檢測(cè)各項(xiàng)性能參數(shù)，滿足工程規(guī)范要求后澆筑墩身混凝土，混凝土在攪拌站拌和后運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑，強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)至少為C40。開展3次澆筑時(shí)，澆筑高度分別為0.2m、0.2m和0.3m，完成澆筑后養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度等級(jí)以滿足工程規(guī)范，再開展滑升施工。首次滑升應(yīng)當(dāng)注意施工均勻性，避免結(jié)塊等問(wèn)題，如果發(fā)現(xiàn)凝固效果不佳則立刻記錄凝固特征并聯(lián)系有關(guān)部門處理。完成首次爬升施工后進(jìn)行第四次澆筑，澆筑厚度為0.3m，養(yǎng)護(hù)達(dá)標(biāo)后滑升10cm～15cm，而后進(jìn)行第五次澆筑，澆筑厚度為0.3m，而后再次滑升。

若上述流程施工結(jié)束后未出現(xiàn)問(wèn)題，即可根據(jù)前期規(guī)劃內(nèi)容逐步開展后續(xù)灌注施工，具體流程如圖2所示。

圖2 澆筑及滑升施工流程

4.2 拆模

完成前期施工并將滑?；林付ǜ叨群?，清空滑模并拆除滑模配套組件，隨后結(jié)合塔吊拆除滑模全部配件。拆除滑模設(shè)施前，全體施工人員應(yīng)結(jié)合安全施工規(guī)范佩戴全套安全設(shè)施，拆除施工過(guò)程中需要專人全程指揮，檢查拆卸的所有組件，確定組件合格后統(tǒng)一擺放以供后續(xù)運(yùn)返，不合格組件需要開展針對(duì)性補(bǔ)充、修理，拆除模板的順序應(yīng)結(jié)合工程規(guī)范開展。

5 結(jié)束語(yǔ)

公路橋梁空心墩施工過(guò)程中，如果全部使用常規(guī)立模澆筑，則工程進(jìn)度緩慢，若壓縮工期則質(zhì)量難以保障，滑模施工技術(shù)能夠提高工程效率，施工適用性較強(qiáng)，同時(shí)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了橋梁工程空心墩施工過(guò)程中滑模技術(shù)的應(yīng)用，介紹了工程中施工工藝的選擇、參數(shù)的確定，并簡(jiǎn)述了施工要求、拆除施工的關(guān)鍵點(diǎn)，以期為類似工程的開展提供經(jīng)驗(yàn)參考。