重庆云阳长江大桥墩身、索塔翻模施工
2017-07-31
0.引言
由于斜拉桥结构轻巧，造型美观，跨越能力大，近年来在大江大河的的桥梁设计中经常采用。经过多年的施工实践表明，翻模法运用在斜拉桥施工中有其独特的优点：有效的解决了高空模板的就位，提高了高空作业的安全性；构造简单，灵活性大，适合用于折线型斜拉桥索塔施工；避免了满堂支架搭设的繁琐工艺，简化了施工，加快了施工速度。
1.工程概况
重庆云阳长江公路大桥桥型布置为9×30米+132+318+187米+7×50米，全桥长1278.6米。主桥结构形式为高低塔、双索面、对称扇形布置的预应力混凝土支承体系斜拉桥。我部承建的11#主墩采用单箱双室空心截面墩身和“H”型空心薄壁箱型截面索塔。承台以上墩塔总高度为167.626米。其中墩身高78.4米，截面尺寸为19.2×8.0米。索塔下、中、上塔柱高度分别为：18.588米、24.3米和46.338米，截面尺寸由7.0×3.5米渐变到5.6×3.0米。
2.主墩墩身、索塔翻模法施工
2.1模板形式的选择
翻模和爬模都是斜拉桥高墩身中常用的施工方法，各有其优、缺点和适用范围。爬模一般由模板、爬架和提升系统三大部分组成，模板多采用钢模板，沿竖向将模板分为3-4节，分节高度为1.5-4.5米。爬架可用万能杆件组拼，也可采用型钢加工制成，主要由网架和联结导向滑轮提升结构组成。爬架总高度及构造形式根据塔柱构造特点、拟配模板组拼高度和施工现场条件综合确定，常用高度一般为15-20米。提升系统由爬架提升设备和模板拆翻提升设备两部分组成，一般采用倒链葫芦，液压千斤顶或卷扬机，要求提升速度不可过快，以确保平稳。根据爬模的施工特点，在直线型索塔施工中应用较为广泛，鉴于云阳长江公路大桥为折线型索塔，故采用翻模施工。墩身、索塔施工节段高度示意图及脚手架转换平台示意图如附图一所示。
图一墩身、索塔施工节段高度示意图及脚手架转换平台示意图
2.2模板结构及加工制作
翻模体系一般由内、外模板、对拉螺杆及工作平台组成。考虑施工节段自身的抗倾能力及国产9米长钢筋，施工节段一般定为4.5米高较为合适。这样每节模板高度定为2.25米。主墩墩身为等截面，因此模板为定型大模板；主墩索塔下塔柱顺桥向尺寸不断变化，下大上小，由7米渐变为5.6米，因此中间采用定型大模板，两侧为收分模板。模板四角用L80×8的角钢作为角模。内模以大模板为主，部分采用组合钢模，人孔则采用木模。墩身和索塔内腔截面倒角部分模板单独进行加工制作，以确保墩身线条顺直，外形尺寸正确。
模板的结构形式主要由横肋、纵肋、筋板和面板组成，横肋采用[14槽钢，每块模板设置三道横肋，由两根[14槽钢背向焊接在竖肋上，两根槽钢中间每隔1.1米设对拉螺栓孔，纵肋采用[6.3槽钢，间隔30cm布设一道，再用δ6×63扁钢做筋板将纵肋相互连接成网格状。面板采用δ6钢板 (见图二) 。经过力学验算，面板挠度为0.36mm；横肋挠度为0.15mm；纵肋挠度为0.075mm；对拉杆拉力为34.5KN，表明大钢模有足够的刚度，能满足墩身施工要求。对拉杆由Φ25Ⅱ级钢筋自行加工的螺杆制成，并用直径相当的PVC管套装，拆模后拔出，循环使用。脚手架平台即为施工人员行走操作平台，墩身外侧脚手架每次搭设高度为9米，以利于劲性骨架的安装和钢筋的接长，内壁脚手架每次搭设高度为4.5米，以便浇筑混凝土时人员行走。脚手架宽1米，距墩身外侧0.7米，每1.8米搭设一层平台，其上铺设钢筋网，侧面挂设安全网，以保证施工人员在上面操作安全。
图二 墩身模板一般构造图（单位：mm）
2.3劲性骨架的设置
劲性骨架作为施工时测量放样、主筋安装、立模、拉索管道安装就位的依托受力构件，在斜塔柱施工中作用很大。云阳长江公路大桥索塔劲性骨架利用定型靠模在工地制作加工，现场分段拼接的方法施工。劲性骨架安装就位后，自由悬臂长度较大，主筋安装、拉索管道安装及立模工作完成后，在倾斜塔柱内受水平分力的作用，可能会发生水平位移，造成模板安装困难。为确保劲性骨架受力后顺应塔肢倾斜度，采取骨架安装预偏法来保证劲性骨架受力后满足塔柱施工线形要求。预偏法就是根据侧面主筋的水平力来确定预偏角度，根据塔肢倾斜度采取大于塔肢坡度0.5°角来消除受力后引起的误差。实践证明，此种方法比增大骨架刚度经济，且操作方便，不存在返工现象，有利于提高工效。
2.4翻模施工工艺
2.4.1翻模
翻模体系一般由三节模板组成，在墩身刚开始施工时，先搭设9米高的脚手架平台，安装劲性骨架，然后吊装内、外侧主筋，绑扎水平钢筋再安装内、外模板，调整定位。第一节段混凝土浇筑完成后，连续绑扎第二节段钢筋，混凝土强度达到拆模期限时，进行翻模。保留上部模板在墩身中作为基准模板，拆除第二节模板，用塔吊吊装至基准模板上口。最后吊装第三节模板就位，如此由下至上依次交替上升，直至达到设计标高为止。
2.4.2模板的固定
图三 墩身模板对拉杆布置图（单位：mm）
模板就位后的关键在于模板的稳定支撑。模板纵向及模板间采用栓接的方法，依次将模板底部用对接螺栓与基准模板相连接。紧固于塔体上的基准模板是依靠模板自身与塔柱的粘接力和摩擦力支撑其上的两节模板重量和其他施工荷载。内外模用对拉杆进行对拉（见图三），并用来调整塔壁的厚度，模板上口处采用脚手架钢管与劲性骨架焊接牢固，通过劲性骨架将模板荷载传递到已浇筑的混凝土上。
2.4.3翻模的提升
云阳长江公路大桥的翻模是用施工塔吊进行提升的，外模拆除从侧面开始，逐块提升到下节段。内模受内壁制约，安装、拆除较困难，所以内模制作与外模略有不同，将用于内模竖向接缝的扁钢与内模面板焊接成80°(100°)斜角，以利拆模。
2.4.4模板测量误差的校准
在模板的施工过程中始终会存在一定的误差，但误差必须严格控制以满足索塔平面位置准确，线形流畅，整体美观的要求。具体的调整方法是：四面轴线控制、八角坐标高程控制、壁厚对拉杆控制，塔柱内净空尺寸可调节撑杆控制。若误差过大不能一次性调整到位，以防止线形突变，应分次分级有序的进行纠正，所以每安装一次模板都必须进行合理调模，将误差控制到最小限度，为下一施工周期创造条件。
2.5模板安装注意事项
（1）模板之间用橡胶条填充，防止漏浆。
（2）模板面板上要及时涂刷脱模剂，防止粘模影响混凝土表面外观质量。
（3）基准模板只设在外模板处，内模拆除后将适合尺寸的三角撑与基准模板对拉固定杆固定，形成一个简易牛腿用来放置内模，内模下口应比上节段混凝土凿毛后的砼表面低，以防止内壁产生明显接缝或者漏浆。
3.结束语
重庆云阳长江公路大桥中翻模法的应用，灵活的解决了折线型索塔对施工造成的难度，并充分利用塔吊进行模板安装、拆卸，翻模快捷，定位准确，施工平台便于操作，提高了施工的速度，为斜拉桥的施工带来了便利，是同类型桥梁施工中值得借鉴的施工方法。
