蒋 晓 磊
(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)
滑模法在桥梁墩柱建设中的应用及施工要点
蒋 晓 磊
(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)
介绍了桥梁墩柱建设中滑模施工的原理及特点，论述了滑模系统的构成部分，结合工程实例，从滑模加工、钢筋绑扎、滑模滑升、模板拆除等方面，探讨了滑模的施工要点，并提出了施工质控措施，促进了该工法的推广应用。
滑模，桥梁，墩柱，质量控制
0 引言
近年来，我国公路和铁路建设逐渐向中西部推进。在中西部地区，山区地势陡峭，高差较大，传统依山建路的方式是极其不适用的。参照国内外先进经验，进行高桥墩桥梁建设是道路跨越深沟宽谷的最有效措施，不仅可以缩短线路，节省造价，使桥梁建设更为经济合理，还能够减少日常维护工作，有效提高工程运营效益。
在公、铁路高桥墩建设中，很多桥梁墩高超过100 m，传统的搭设支架方式是不可取的，一般采用无支架墩身施工法。常用的施工类型主要有翻模、滑模、爬模、滑翻结合等几种。在工程应用中，应根据墩柱结构、施工环境、工期等多方面要素进行经济合理性分析，确定合理的工艺类型。
与常规施工方法相比，滑模工法施工中的机械化程度高，模板拆散组装的灵活度很高，且无需进行支模和脚手架搭设施工，可显著缩短工期及有效降低成本。在本文中，以采用滑模工法为例，介绍了桥梁墩柱的施工工艺，以期借鉴。
1 概述
滑模工法是现浇混凝土结构工程中机械化程度较高、施工连续性好、现场场地占用少、结构整体性强、抗震性能好的施工技术。在施工过程中，没有对拉螺杆，没有横向施工缝，表面平整度高。
滑模是滑动模板的简称，该工法是通过使用千斤顶、电动提升机等带动模板逐段沿成型混凝土表面进行滑动提升，同步进行混凝土现浇作业，直至设计标高的施工方法。
滑模施工原理：在墩身结构施工中，将支承杆预先埋置后，通过千斤顶及提升架使其承担模板的全部荷载。现浇后的混凝土达到设计强度后，启动提升机将滑模装置沿支承杆滑动到设计位置后定位(见图1)，再进行混凝土浇筑作业，然后不断循环直至设计标高(见图2)。
滑模工法适宜于浇筑低流动度或半干硬性混凝土。要求结构物结构形式单一、断面变化少、无局部凸出物及其他预埋件等物体。特别适用于高桥墩施工建设，可有效提高施工质量，还可降低施工成本，加快工程进度。
采用滑模法进行桥梁墩柱的施工中，由于绑扎钢筋、浇筑混凝土和滑升滑模平行作业连续循环进行，可有效缩短工期，使得工效显著提高。研究表明，与传统的结构施工法比较，采用滑模施工可缩短工期50%以上，提高工效60%左右，具有显著的经济效益和社会效益。
近年来在我国桥梁建设中，滑模工法具有的显著优势，使得该工法越来越被重视，代表了高墩桥梁墩柱施工的方向和水平，具有极大的应用前景。
2 滑模系统构成
滑模系统主要包括提升系统、模板系统及配套设备三部分。
1)提升系统。主要由提升架、支撑杆、千斤顶、控制台及附属设施构成。提升架的作用在于将模板全部荷载传递给液压千斤顶,并将模板和操作平台联接成为一个整体。支撑杆是滑模系统爬升的轨道，其被浇筑在墩壁内，采用一定规格的无缝钢管制成，施工结束后成为桥墩结构的一部分。控制台是施工中进行液压千斤顶控制的操作系统。附属设施主要是油泵、高压油管等设备及其控制系统。
2)模板系统。主要是模板及桁架、工作台及吊栏。滑动模板采用6 mm热轧Q235钢板制作，高度为1.26 m，其外侧必须设置纵向加劲肋和横向桁架。桁架是具有固定模板、保证其刚度的构件，起着将模板与提升架立柱联接的作用，采用角钢焊接于模板外围。工作台通过在桁架上搭设脚手板而成，其作用是供施工人员操作、存放原材料和工具。辅助盘设在桁架下面，用于混凝土外观质量的检修和养生等工作的需要。
3)配套设备。主要是混凝土、钢筋等原材料提升设备等。在施工中，模板、工作台和提升架是联接在一起的整体,应实现同步滑升。
3 施工要点
在本文中，以某大桥桥墩工程为例，介绍采用滑模工法的墩柱建设的施工工艺，工艺流程：施工准备→模板安装→钢筋绑扎→混凝土放料→振捣→模体滑升→钢筋绑扎……模体滑升(循环连续进行至标高)→模体拆除。
1)滑模加工及安装。按设计要求在工厂进行模板各组件的加工(见图3)。采用定型组合钢模板，高度为1.26 m，面板采用δ6 mm钢板制作，使用63×6角钢作筋肋。模板下口必须比上口小1 cm～2 cm，以减少混凝土的摩阻力，方便滑升。模板设计中，须考虑组装及拆卸的方便。
将验收合格的模板组件在施工现场进行安装，可分为整体安装和分体安装。装好的模板可使用吊具吊装到位，吊具应经设计。设置吊点应保证模板起吊时各吊点受力相等且模板不发生塑性变形。安装及吊装场地应坚实平整，组装前应打扫干净。
2)钢筋加工及绑扎(见图4)。在加工棚中，应按设计要求进行钢筋构件的加工。将加工完成后的半成品分类摆放和标识，并采取必要的防潮措施。
在钢筋绑扎的前期，应从模板底部一直绑扎至提升架横梁的下部。起滑后，绑扎钢筋和滑升滑模平行作业，应确保钢筋绑扎超过混凝土一定高度，一般控制在30 cm～50 cm。在钢筋焊接中，为确保焊接效果，应采用电渣压力焊。
3)滑模滑升。在施工中，混凝土的初次浇筑和模体的初次滑升是非常关键的一环，须严格按以下步骤进行分层浇筑和提升。第一层先浇筑厚度控制在10 cm的半骨料混凝土或砂浆后，连续进行第二层和第三层浇筑，这两层厚度都按30 cm进行控制，随后模体滑升3 cm～6 cm。连续进行第四层浇筑完毕后模体滑升6 cm，继续进行第五层浇筑完毕后模体又滑升12 cm～15 cm，浇筑第六层完毕后模体再继续滑升20 cm，若无异常现象，方可按设计要求进行正常浇筑和滑升。
在混凝土浇筑过程中，应采用分层对称的方式，且每层厚度不得超过30 cm。应合理确定模体的滑升速度，确保实现其连续、缓慢、匀速提升。模体滑升后，应设置专人进行脱模后的墩体表面质量检测和外观检查。脱模后的混凝土表面不应存在流淌和拉裂现象，对确实需要修补的部位，应采用抹子将原浆压平。
4)测量控制。模体的偏移及扭转检测可通过悬挂重垂线的方式进行，一般是在四周外模上口各设2根重垂线。为确保模体在滑升过程中的垂直度，可通过千斤顶同步器进行模体的水平控制。同时，模体的微调纠偏可通过千斤顶的高差调节来实现。当旋转或偏移较大时，则应通过施加外力与局部千斤顶高差调整共同实施来进行纠偏。
连续循环进行模板滑升、浇筑、振捣直至设计标高即可。
5)模板拆除。浇筑至设计标高后，将滑模滑空后进行拆除作业。拆除工作应由专人统一指挥和调度，以确保人员安全和设备完整。拆卸并打包好的部件应严格检查，必须确保捆绑牢固后方可下放，再将其运至下一施工点继续使用。
4 施工质量控制要点
1)混凝土的配合比设计控制。根据不同的浇筑环境设计不同的配合比，测定混凝土坍落度、凝固时间等，确保混凝土出模强度控制在0.05 MPa～0.20 MPa的范围内，坍落度控制在30 mm～50 mm，出模时间控制在2 h～3.5 h，初凝时间控制在4 h～4.5 h。宜选用泌水率小的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。
2)垂直度控制好坏取决于千斤顶是否同步顶升，否则容易发生墩身扭转或不规则错台。滑模工法纠偏比较困难，必须从滑模组装到浇筑施工中严格进行垂直度控制，滑升一次进行一次垂直度测量。
3)混凝土严格分层对称浇筑是确保密实度的关键，应要求模体每次滑升的时间间隔控制在2 h以内，每次的滑升高度控制在30 cm以内。
4)施工中，即开始施工后，应昼夜连续作业，不得无故中断。遇6级以上大风时，应停止作业。
5)对施工中必须停止浇筑时间超过2 h时，应采取“紧急停滑措施”，并认真处理形成的施工缝。当决定复工时，应先将其表面的残渣清除，使用压力水冲净后铺设一层10 cm厚的水泥砂浆，方可继续浇筑原配比混合料。
5 常见问题及处理
在施工中，模体出现的较常见的有倾斜、平移、扭转、变形等现象，其他的如混凝土出现的表面外观缺陷和支撑杆弯曲也比较常见。大量的工程实践表明，千斤顶工作不同步、荷载不均匀、浇筑不对称、纠编过急等是产生此类问题的最主要原因。
在进行问题处理的过程中，应注意以下问题：1)在纠偏过程中，操之过急特别容易造成混凝土表面拉裂，死弯，模体变形，支撑杆弯曲等事故，必须禁止操之过急。2)对支撑杆出现的小幅度弯曲，通过加焊钢筋或斜支撑来解决。对出现的严重弯曲，应将弯曲以上部位切除，将支撑杆重新接长后与下部焊接，并加焊“人”字形斜支撑。3)对出现的模板变形部分较小时，可使用撑杆加压将其复原。对模板变形严重的，则必须将模板拆除后进行修复。
在施工中，应根据问题产生的原因采取合理有效的处理措施。
在施工过程中，重视垂直度测量控制，坚持把好施工质量关，做到对发现的问题及时做出处理。
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The application and construction key points of sliding mode method in bridge pier column construction
Jiang Xiaolei
(Shanxi Jinzhong Road and Bridge Construction Group Limited Company, Jinzhong 030600, China)
This paper introduced the principle and characteristics of bridge pier column construction in sliding mode construction, discussed the composition of sliding mode system, combining with the engineering examples, from the sliding mode processing, steel binding, sliding slippery rise, template removal and other aspects, discussed the construction key points of sliding mode, and put forward the construction quality control measures, promoted the application of the method.
sliding mode, bridge, pier column, quality control
1009-6825(2016)12-0173-02
2016-02-17
蒋晓磊(1988- )，男，助理工程师
U445
A
