2、墩身翻模施工工艺工法

墩身翻模施工工艺工法

（QB/ZTYJGYGF-QL-0402-2011）

桥梁工程有限公司陈慧罗孝德

1 前言

1.1 工艺工法概况

翻模施工工艺是一种常规施工方法，随着墩高不断增加，特别是采用塔吊配合翻模施工工艺，在高墩及斜拉桥、悬索桥桥塔施工中已得到广泛应用。

1.2 工艺原理

将墩身分成等高的节段，由下向上分段浇注。即利用下面已浇筑成型的钢筋混凝土为支撑主体，模板通过拉杆与混凝土密贴，并利用下层模板与混凝土之间的粘结力和摩擦力支撑上层模板及操作平台。随着墩身钢筋骨架的接高，通过起重设备逐节提升模板及操作平台，实现模板不断上翻，完成每节墩身混凝土的浇筑，如此反复循环直至墩顶。

2 工艺工法特点

2.1使用塔吊配合翻模施工，具有速度快、成本低、人员操作安全、劳动强度低、经济效益好等优点。

2.2 模板和支架结构行成一体，受力明确、结构简单；模板上下端设置定位销，使模板的翻转安装快捷、准确，施工工效较高。

2.3翻模施工工艺对混凝土损伤小，新老节段混凝土接缝平顺。

2.4不需要增加特殊设备，工艺可操作性强，经济合理，易于推广。

3 适用范围

本工法适用于50m以上的空心薄壁桥墩或实心墩。墩身高度超过80m时此方法优势明显，且对结构物截面尺寸可不受限制。

4 主要技术标准

《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50）

《公路桥涵设计规范》（JTJ 021）

《公路桥涵养护规范》（JTG H11）

《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1）

《铁路桥涵施工规范》（TB 10203）

5 施工方法

翻模是由两节段大块钢模板，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承台顶面，第二节模板支立于第一节模板上。浇筑墩身底部第一、二节混凝土，待混凝土浇筑完毕终凝后，绑扎第三层钢筋。绑扎完毕后，利用塔式起重机和手动葫芦拆除第一节模板，并将其翻升至第三层，并与第二节模板连接固定，浇筑第三节混凝土，待混凝土浇筑完毕终凝后，利用塔式起重机和手动葫芦拆除第二节模板，并将其分别翻升至第四层，并与第三节模板连接固定，再绑扎第四层钢筋……，形成钢筋绑扎、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，直至完成墩身施工。

6 工艺流程及操作要点

6.1 施工工艺流程

工艺流程见图1。

图1 墩身翻模施工工艺流程图6.2 操作要点

6.2.1 准备工作

1 模板、支架设计和加工

每节模板高度3.0 m～4.5 m之间。为与9 m长的定尺钢筋相适应，一般将模板设计成3 m或4.5 m高。为充分利用塔吊的提升能力，将每一面模板组成一整块。拉杆的设置与模板的强度及刚度相适应。操作平台设置在模板外侧的肋上，一般设2 层，上平台1m宽，距离模板上沿30cm～60cm；下平台0.6 m宽，距离下沿1.0 m。

1）外模设计

采用大板模设计，根据墩身高度、墩身断面尺寸和起重设备的的起吊能力，以及施工时钢筋长度综合考虑来确定模板尺寸。从节约成本、加快施工进度方面考虑，多采用2～3节模板，每次向上翻升1～2节，保留一节作为接头模。同时设计也需考虑上部结构的尺寸，以便模板的倒用。

2）内模设计

采用定型钢模板和木模组拼，用枋木或钢管作为内撑杆加固模板。竖向倒角连接处应有一侧设计为锐角，以便脱模。

根据内部空间大小，设计钢管支架结构。采用普通的脚手架钢管。钢管架结构设计应符合相关要求。按照隔板施工工况下的荷载标准，对支架进行验算，保证支架的强度、刚度和稳定性。

2 塔吊、电梯的安装

使用最大起重5～15t 的自升式塔吊，一般要结合桥梁上部施工要求而定。如果考虑相邻墩墩身施工使用，则相应加大塔吊起重能力。使用1～2t 载重的电梯。电梯、塔吊基础要根据设备使用要求和结构设置。

电梯、塔吊升高时，要根据设备使用要求，设置附臂，将立柱固定于墩身上。

3 混凝土搅拌、运输设备

混凝土采用集中拌合,水平运输采用混凝土搅拌运输车，垂直运输采用混凝土输送泵,并根据墩身高度选择混凝土输送泵的型号。

4 其他

场内道路、水路、电路畅通，配置对讲机。

6.2.2 空心墩内支架的安装与翻拆

1 初次搭设空心墩内支架

落地搭设，高度以能支撑接高的竖向钢筋不倾倒为宜，一般超过接头以上的定尺钢筋高度（9 m）的2/3。支架四周与墩身内壁间留50cm 间隙，用于拆除、提升内模。顶层的水平钢管向四周挑出，并沿墩身的内外层竖向钢筋增加两排横向钢管，精确定位后固定钢筋的位置和间距。钢筋绑扎后拆除挑出的钢管。钢管架的水平杆上铺设木板形成平台，供作业人员在平台上操作。

2 支架接高

每节墩身浇注混凝土后，及时将支架接高。在内模提升后及时增加支撑与墩身内壁混凝土面顶紧，以减小支架自由高度，增加支架稳定性。支架接高后，作业平台随之升高，以满足作业需要。

3 调整支架成为隔板（或封顶）的支撑

混凝土浇筑到隔板（或封顶混凝土）位置时，拆除墩身内模，在支架上铺设隔板的底模，并安装钢筋浇筑混凝土。如果钢筋不能自行直立，也可在钢管架的立杆上加套管隔离混凝土。

4 支架拆除

隔板混凝土达到设计强度后，即可拆除隔板下的钢管支架，用于钢管架的接长升高。如此重复，直到墩顶。墩身封顶后，拆除全部钢管支架。

6.2.3 安装第一节模板，浇注混凝土

在承台上沿模板的底面用砂浆做3～5cm 厚找平层。对墩身角点放样，弹墨线，沿墨线立模板。模板安装前，应清理干净，并涂脱模剂。安装模板时注意接缝平整、严密，防止漏浆。紧固拉杆的螺栓，在模板内加内撑，保证混凝土尺寸。固定好模板后，安装混凝土泵管，一般竖向管道沿塔吊设置。先设置水平管10～20 m，然后沿塔吊设置铺设竖向管道。到达模板顶面后水平铺设到墩中心位置，然后接软管，引向落灰点。落灰点处设串筒。随着浇筑点的不同，应及时拆装更换泵管，调节泵管长度。浇筑初期混凝土处于较深位置，需仔细振捣才能防止漏振。浇注混凝土时，按照施工规范要求作业。

6.2.4 第二节模板的安装、混凝土浇注

底节混凝土浇筑完成后，待混凝土达到一定强度，即安装上一节墩身的钢筋。钢筋安装完毕后，进行第二节模板安装。将另外一节外模置于首节模板之上，安

装定位销，用螺栓将上下模板连接在一起。将内模提升至顶面与外模平齐，用预设的拉杆初步固定在首节混凝土上。调整模板至准确位置，安装、紧固对穿拉杆。其余工作同首节墩身施工。一般使用塔吊提升内模，特殊情况下，利用内支架使用葫芦提升。

6.2.5 外模的翻转安装

待上节混凝土达到15MPa 时，即可拆除下节外模。先抽出拉杆，然后卸除模板的连接螺栓，将模板向外拉出。高空作业时，要预先用倒链将模板吊在上面的模板上，并拉紧，防止模板突然脱落。待外模完全与混凝土脱开后，用塔吊微微吊起外模，将倒链解下，然后将模板吊到模板修整处进行修整，待用。待钢筋安装完毕，用塔吊将模板吊起，进行安装。安装方法同前述。

6.2.6 钢筋的安装

竖向钢筋采用直螺纹套管机械连接方式。利用墩内钢管支架，定位、固定钢筋。在设置钢劲性骨架的墩身施工时，可利用劲性骨架定位、固定钢筋；也可以加工可提升的钢支架，置于内外层竖向钢筋之间，用以固定、定位钢筋。宜使用9 m定尺钢筋，因3 m、4.5 m高的模板与之配合比较合理。水平箍筋和拉筋按照常规工艺施工。如果设计有钢筋网片，可以采用定型的钢筋网片产品，也可预先在现场加工成片，待主钢筋安装完毕后整体安装、固定。

6.2.7 泵送混凝土

按照相关规范、规程设计和试验确定混凝土配合比。混凝土缓凝时间3～5h。一小时坍落度损失不超过30mm。按照泵送混凝土规程设置混凝土泵和泵管，进行泵送施工。配备混凝土提升斗作为备用。

混凝土配合比设计：空心墩翻模施工工艺所采用的混凝土，要求和易性能好，不易产生离析、泌水现象，并且墩身内、外侧钢筋密集，因此骨料比例稍大，粗骨料的粒径应小一些，塌落度控制在120～160mm。

管道设置：泵管附着在塔吊的塔身上，用钢丝绳吊住。墩底设20 m长水平管连接泵的出口。墩顶泵管随着墩高不断提升，每次浇筑混凝土时，在浇筑平台中部布设水平管，用软管接到落灰点。在落灰点设置串筒。开始泵送前，先搅拌同水灰比砂浆，打入泵中，再紧接着泵送混凝土。砂浆数量根据泵管长度而定，一般为0.5～2.0m3。

沿墩身四周均匀灌注混凝土，施工人员在平台上振捣混凝土。

6.2.8 垂直度控制

采用全站仪进行施工放样和检测，控制每节混凝土浇筑前测量模板四角的平面坐标。墩身随高度的增加，混凝土浇筑前的模板检验与精确定位均在日照影响最小时进行。模板初步定位时，由测量人员根据测量时日照情况预估偏位值进行预偏定位。

6.2.9 混凝土养生

采用洒水和喷养生剂对混凝土养生。

6.2.10 塔吊和电梯拆除。

塔吊、电梯拆除时，按照与安装、升高相反的顺序进行。

7 劳动力组织

墩身翻模施工工艺所需人员40人，具体分工明细见表1。

表1 墩身翻模施工劳动力组织

8 主要机具设备

墩身翻模施工主要机具设备见表2，根据墩高选择能力匹配的混凝土泵。

表2 墩身翻模施工主要机具设备表

9 质量控制

9.1 易出现的质量问题

墩身翻模施工质量问题主要有墩身中心和扭转的测量控制，跑模、施工缝、错台等质量问题。

9.2 保证措施

9.2.1 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，通过比较选择正确结果。

9.2.2 在浇筑混凝土前，对模板加固情况进行检查验收，使模板能够满足承载力要求。

9.2.3 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。

9.2.4 编制完善的模板制作、安装拆除和钢筋、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。

9.2.5 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，报项目部总工程师批准后，组织实施。

10 安全措施

10.1 主要安全风险分析

墩身施工属于高空作业，在施工过程中，主要防止高空作业安全风险的发生，高空坠物、高空作业人员安全以及高空作业遇大风、暴雨和雷电天气预防措施。

10.2 保证措施

10.2.1 进行安全教育。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。

10.2.2 高空作业人员作业时必须配戴安全帽、穿施工鞋、系安全绳。

10.2.3 工作面挂安全网，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。

10.2.4 遇到暴雨、雷电及6级以上大风天气时，应停止施工并切断电源，保护好各种设备。

10.2.5 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。

10.2.6 塔式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。

10.2.7 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。

11 环保措施

11.1 采取有关预防措施，防止其所占有的土地或临时使用的土地以及任何河流、水道、灌溉或排水系统的床底、沟底及堤岸、沟坡的土壤受到冲刷。

11.2 采取有关预防措施，防止从本工程施工中开挖的或冲刷产生的材料，在任何河流、水道灌溉或排水系统中产生淤积。

11.3 施工中的临时排水系统，最大程度地减少水土流失及水文状态的改变。

12 应用实例

12.1 工程简介

重庆外环高速公路北段施家梁互通立交主线桥分左右两线桥，两线桥均为预应力混凝土连续箱梁桥，其中左线桥为八联共33跨桥，箱梁总长917.6m，右线桥为七联共32跨桥，箱梁总长942.56m。左右两线桥的最大分联长度158.45m，基本跨径为30m，最大跨度34.45m，最小跨径为20.92m，3～5跨一联，各种梁根据实际情况采用多种跨径组合形式布置。左右两线桥的桥墩除C匝道口的C0墩及E 匝道口的E0墩为直径2.5m的单圆柱墩处，其余各墩均为直径2.2m的双柱墩，异形桥部分的桥墩为三柱墩，桥墩最大高度50m，为典型高墩高架现浇梁桥。

12.2 施工情况

主桥水土嘉陵江桥4#及5#主墩为矩形薄壁空心墩，断面3×8.5m，采用翻模法施工混凝土。外模为两节，每节4.5m高，交替翻转提升，内模为一节，每次提

升。墩内设钢管满堂支架，用于钢筋定位、操作平台和浇筑隔板混凝土的支撑。

根据施工作业的特点和工作量，将工人分为模板拆装、钢筋安装、钢筋加工三个班组，现场作业分配的作业时间和人员数量为：钢筋安装15 人，24h；模板安装8 人，6h；浇筑混凝土12 人，8h；混凝土等强10h；支架搭设8 人，6h（人员安排有交叉）。左右幅交替施工，等截面墩身每级混凝土浇筑周期为3 天。钢筋加工班8 人，加工供应钢筋、预埋件。

12.3 工程结果评价

墩身施工安全、稳定、快速完成。平均速度达到 1.2 m/d。3 号墩施工平均速度达到1.4 m/d，等截面段达到1.7 m/d。该工程的工期得到提前完成。混凝土和结构尺寸质量优良，墩身垂直度符合施工规范要求。未出现安全事故。在内支架设计施工和模板设计加工上节约了钢材消耗，通过缩短工期，节约了管理费，取得很好的经济效益。用于高墩施工工期的缩短，产生了很好的社会经济效益，受到建设单位和监理单位的好评。

12.4 建设效果及施工图片

图2模板加工

图3翻模施工墩身图4 钢筋绑扎