含坡率圆端形桥墩可调模板翻模施工技术论文
摘要:
含坡率圆端形桥墩是铁路桥梁工程中最常用的桥墩结构，本文结合工程实例，阐述了含坡率圆端形铁路桥墩使用可调半径模板翻模法施工技术的工艺原理及施工流程，分析了该施工技术的质量控制重点及措施，并与整体模板施工效果进行对比分析，发掘类似工程应用该技术的优势及前景。
关键词:含坡率 圆端形桥墩 可调模板 翻模
铁路桥梁工程中含坡率圆端形桥墩作为最常用的桥墩结构，通常采用整体墩身模板施工技术，施工工艺已非常成熟，但在桥墩数量少、墩身高、墩身坡率及墩颈尺寸种类多的情况下，常规整体模板存在模板一次投入量大、周转次数少的问题。而可调半径翻模模板在含坡率圆端形桥墩施工中有效解决了这些问题。可调半径翻模模板构造简单，灵活性大，适用范围广，其模板总费用仅为整体桥墩模板费用的1/4～1/2，能够较大幅度的节约成本。本文结合某桥梁工程实例，对含坡率圆端形桥墩翻模施工技术进行论述，分析该技术在工程实例中的施工流程、注意事项及施工效果，以期为该技术在类似工程中的应用提供借鉴。
1工程概况
某项目标段共有7座单线铁路桥梁，其中实体圆端形桥墩共78个，根据结构需要的不同，墩身坡率采用42:1和30:1两种，墩颈直径又分为2．1m、2．2m、2．4m、2．8m及3．0m五种;除66个桥墩坡率、墩颈尺寸相同外，其余12个桥墩包括了2种不同坡率、5种不同墩颈。以某特大桥18#单线圆端形实体桥墩为例，墩高19m，桥墩顶帽设计为矩形，尺寸为:纵向长度2．5m，横向宽度6m，厚度0．5m。托盘及墩身截面均采用圆端形，墩颈直径为2．8m，墩身坡率42:1。
2含坡率圆端形桥墩模板方案的比选
按照常规施工技术，含坡率圆端形实体桥墩主要采用整体模板施工，施工中模板由底至顶整体支立，一次性浇注混凝土成型。单个桥墩根据高度的不同施工周期在3～6天，施工速度快，本工程66个相同坡率及墩颈尺寸的桥墩均采用整体模板施工。而其余12个桥墩坡率、墩颈类型较多，同类型桥墩数量很少，如采用整体模板，则需要3套以上整体模板，且需增加多节异型模板，导致模板投入费用增大。同时，在进行不同高度的桥墩施工时，采用整体模板需在整节模板底部增设相应直径的调高节模板以达到所需的桥墩高度，本工程墩身设计高度以0．5m为基数，以每层模板1．5m高为例，调高节模板的高度为0．5m和1m。本工程墩身高度由4m至22．5m不等，墩身高度达22种，如采用整体模板施工，则需在制作整体模板的同时额外制作22种不同直径的调高节模板以满足施工需要，仅调高节模板累计高度就达11m，相当于半套整体墩身模板。针对本工程模板费用超高的情况，本工程技术人员积极探索新的施工技术，在参照空心高墩翻模法施工的技术特点上，通过市场调查及方案比选，最终采用了可调半径模板翻模法施工方案，成功解决了含坡率圆端形桥墩采用翻模法施工的难题，并于本工程进行了实践。
3含坡率圆端形桥墩可调模板翻模法施工技术
3．1常规翻模法施工技术翻模法施工技术常用于薄壁空心高墩的`施工，利用已经凝固的混凝土墩体作为支承主体，通过附着于已凝固的混凝土墩身上的模板支撑上层模板及平台，从而完成钢筋、模板及混凝土施工。待浇筑混凝土达到一定强度后，拆除下层模板，通过垂直吊装设备翻至上部继续进行钢筋、模板及混凝土施工，循环施工至顶。
3．2可调半径模板结构及设计原理以某特大桥18#单线圆端形实体桥墩为例，桥墩模板每层高度1．5m，除两块1．7m宽平直段模板外，两侧均为半圆形模板，墩身坡率42:1，墩颈直径为2．8m，半圆直径由墩颈处向下逐渐增大。常规整体模板两侧半圆端分别由2块1/4圆模板组成，模板规格为:面板为－5#钢板，边框为－12#钢板，纵肋为［10#槽钢，横肋为［10#槽钢，背楞为［20#槽钢，边框用M20X60螺栓连结。可调半径模板的两侧半圆端由3块模板组成，分别为2块可调模板及1块补充模板。可调模板的规格为:面板为－5#钢板，边框为－12#钢板，纵肋为［8#槽钢，背楞为［12#槽钢，边框用M20X60螺栓连结。可调模板的设计原理:将面板后横肋舍弃，以纵肋、背肋及短节边框形成多个小框体，框体间面板不设边框，并于每两个框体间设置可调丝杠。可调模板采用墩身中部高度半圆端半径为基准尺寸加工，模板安装前，通过面板后多排丝杠的顶、拉力，将面板弯曲，使其改变圆弧半径，以达到在每层墩高均可使用的目的，在降低纵肋规格、增加小框体数量的措施下，面板弧度的改变引起的面板受力分散在整个面板，使半圆模板尽可能的圆顺。
3．3可调半径模板特点可调模板根据所施工墩身的高度采用丝杠调整模板的半径，在达到设计半径后，于两块可调模板中间设置补充模板，补充模板为固定模板，根据每层墩身半径的不同需每层单独加工，因为整体墩身坡率一致，墩颈处补充模板较窄，而越往下，补充模板越宽，补充模板的连续变化性使得墩身侧面形成“八”字型上下模板通缝，不影响墩身外部整体观感。这一点与常规模板施工的墩身侧面“Ⅰ”字型通缝有所不同。可调模板由于平直段模板及半圆段可调模板均可在每层1．5m高模板中通用，仅需增加少量的补充模板，每套可调模板仅需制作4层模板及相应高度的补充模板后即可采用翻模法施工，可达到任意的高度，最大程度的压缩了成本，而付出的仅仅是工期的延长，这在面对数量较少、墩身高、桥墩坡率及墩颈直径类型多的桥墩时，可忽略不计。
3．4可调模板翻模法施工工艺流程某特大桥18#墩墩身高19m，一套可调模板共制作4层，每层高度为1．5m，翻模法施工主要由4层模板由下至上交替向上施工。
3．5质量控制措施及注意事项
3．5．1安装底层平直段模板，固定牢固开始安装模板时，首先安装底层平直段模板，严格按照设计尺寸、标高、坡率安装，采用内加顶撑和拉杆结合的方法准确定出半圆端的直径，并采用内加斜拉筋的方法固定在承台上，避免平直段模板在不稳固的情况下与可调模板连接而导致偏移(可调模板扭曲后存在反力)。
3．5．2以样板为准调整半径，逐步到位可调模板现场安装调整半径时，以半圆端圆心进行模板定位，以平直段及补充模板的两端为基准，使用弧度样板进行比照调整。调整丝杠时，要所有丝杠依次调整，控制幅度，受力均摊，逐步到位。
3．5．3模板接缝螺栓紧固时采用垫片调节可调模板与补充模板的接缝在圆弧处，两端模板边框外侧存在空隙，螺栓紧固时采用垫片均匀调整，使相接模板板平直、圆顺。底层模板准确安装就位后，剩余模板可紧贴下层模板快速安装，经现场统计，除底层模板需花费约1小时安装外，剩余每层模板相比整体模板安装仅需多花费20分钟进行调整。本工程在使用翻模法施工数个桥墩后，经量测，桥墩的几何尺寸及表面平整度满足验标要求。
3．6可调模板翻模法施工效果以某特大桥18#单线圆端形实体桥墩为例，使用整体模板与可调模板的比较，某项目标段12座桥墩包括2种不同坡率、5种不同墩颈，制作常规整体墩身模板需3套以上，而采用可调模板后，仅需常规墩身模板重量的30%，在顶帽模板不考虑优化的前期下，仅墩身模板节省费用约50%，少量桥墩工期的延长可以忽略。
4结束语
通过对可调半径模板在具体工程中的应用介绍，以及与整体模板施工效果进行对比分析，表明该技术能够有效解决桥墩数量少、墩身高、墩身坡率及墩颈直径类型多等情况下模板费用过高这一难题。可调模板构造简单，灵活性大，适用范围广，相比整体桥墩模板，其模板总费用仅为整体桥墩模板费用的1/4～1/2，桥墩越高，节省越多，具备较大的经济效益。是同类型桥梁施工中值得借鉴的施工方法。
参考文献
［1］张建军．矩形薄壁空心桥墩翻模施工技术［J］．山西建筑，2008(7):329－330．
［2］张海宁．薄壁空心高桥墩翻模施工技术［J］．施工技术，2012(5):102－103．
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