高聳橋墩倒模提架施工工法

《高聳橋墩倒模提架施工工法》是通州建總集團有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是瞿啟忠、丁春穎、丁海峰、黃曉松、劉萍；適用範圍是高聳全現澆鋼筋混凝土構築物施工。

《高聳橋墩倒模提架施工工法》主要的工法特點是採用全鋼大模板，整體性強，剛度好，變形小；倒模提架的架體由各獨立的剛架片通過水平桿件連線而成，拆、裝、吊、運方便快捷；架體由鋼管剛性架片通過桿件連線組成，整體穩定性好，施工安全；模板與架體採用操作簡便的起重機交替提升。

2008年1月31日，《高聳橋墩倒模提架施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：高聳橋墩倒模提架施工工法
• 工法編號： YJGF201-2006
• 完成單位：通州建總集團有限公司
• 主要完成人：瞿啟忠、丁春穎、丁海峰、黃曉松、劉萍
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2005-2006年度）

形成原因

《高聳橋墩倒模提架施工工法》的形成原因是：

高聳橋墩倒模提架施工成套技術，是通州市建築安裝工程總公司為三門峽至靈寶段高速公路棗鄉河特大橋橋墩施工於2000年設計並製作使用的成套施工技術。

棗鄉河特大橋全長1159.4米，分上行橋與下行橋，共有40個空心墩，均為矩形截面，橫橋向雙面收坡（坡度為2%）薄壁空心墩，空心增高度40米以下有2個，40~50米有12個，50~60米有26個，最高空心墩達59米，空心墩墩身截面規格：橫橋向6米，順橋向頂為2.8米，墩底最大尺寸為5.16米，墩身壁厚0.6米，蓋梁橫橋向懸挑3米，見圖1。為解決墩身施工難題，制訂了一套較為完整的高聳橋墩倒模提架施工成套技術，經過工程施工實踐，證明行之有效，具有廣闊的推廣套用前景。

圖1 空心墩平面、立面示意圖

工法特點

《高聳橋墩倒模提架施工工法》的工法特點是：

1.倒模提架的模板採用全鋼大模板，整體性強，剛度好，變形小。模板採用三節模板施工法，比2005年前的單節支模可減少接槎和漏漿等質量通病，使墩身外觀更美觀。

2.倒模提架的架體由各獨立的剛架片通過水平桿件連線而成，拆、裝、吊、運方便快捷，是集操作平台、普通腳手架功能於一體的多層功能架體，能滿足施工全過程各工序施工的需要。

3.架體由鋼管剛性架片通過桿件連線組成，整體穩定性好，施工安全。

4.模板與架體採用操作簡便的起重機交替提升，從而可達到逐段澆搗混凝土的目的。

5.倒模提架與滑模比較，施工操作簡便，在技術人員的指導下，普通工人即可操作；且無需處於動態的連續施工，減輕了工人勞動強度。

6.倒模比滑模施工的墩壁表面更光滑平整，無搓動痕跡，無扭曲現象，並易確保以預留洞及墩身幾何尺寸。

操作原理

適用範圍

《高聳橋墩倒模提架施工工法》適用於高聳全現澆鋼筋混凝土構築物施工。

工藝原理

《高聳橋墩倒模提架施工工法》的工藝原理敘述如下：

一、模板與腳手架各成結構體系。墩身模板施工採用接口模板跳躍提升的施工工藝，模板在高度方向由2塊接口模（一般各1.5米高）和一塊翻轉模（一般4.5米高）組成即模板提升時，下部接口模與翻轉模一起用起重機先行拆除，在地面上，將下部接口模拼接在翻轉模上部，然後再用起重機一起提升至原上部接口模上用螺栓固定，而原上部接口模仍固定在墩身混凝土分層處不動，作為翻轉模板就位時的支承基準位置。

二、架體是以單片平面豎向剛架為基本受力單位，通過水平聯桿組合而成。當模板提升一個澆築高度（可定為6米）時，由起重機分別將四周架體逐個整體提升一個澆築高度，從而達到逐節澆搗墩身混凝土的目的。

三、橋墩蓋梁模板與支撐系統組成一個整體整體吊裝與拆除。蓋梁模板支設時，順橋向懸挑模板先行安裝，此側面的提升腳手架先下降，然後將整體式的蓋梁模板支撐系統用起重機進行安裝固定，待兩懸挑側模板安裝完後，再安裝橫橋向模板並用螺栓固定四個轉角處模板。

四、基本構造

（一）墩身架體系統（圖2）

圖2 架體系統示意圖 （a）平面；（b）剖面

1.外架體是以單片平面豎向剛架為基本受力單位，通過水平聯桿組合而成。

2.外架體從高度方向上分為上、中、下三大部分，上部為工作架，高9米，中部為附牆固定架（高3.6米），下部為懸掛架（高為1.8米）工作架寬度為650毫米，固定架寬度為工作架寬度加操作面寬度，操作面寬度主要為清理、鋼筋綁紮和焊接、提升與安裝模板、緊固螺栓等工作需要，寬度為400毫米。

3.內架體以井架為基本受力單位，內架體支承於由槽鋼與工字鋼組成的托架上，各部分尺寸應根據施工需要計算確定。

4.內架體整體製作大小是按墩頂洞口截面（最小截面）設計的。因此，墩身施工中內架體與墩壁間的空隙應隨時用普通鋼管和鋪腳手板組成操作平台。平台下同時掛安全網利於安全。

5.內架體與外架體一樣，也隨著模板的提升而逐漸提升，直到施工至墩頂，內外架體支承螺栓使用模板留下的穿牆螺栓孔。

（二）墩身模板系統

1.內外模板均採用大模板，在現場拼裝台上組裝。面板採用5毫米厚鐵板，背面主豎楞分別採用槽鋼，間距1200毫米，次豎楞採用5毫米厚鐵板條，其兩端焊接在橫楞上。鋼楞規格大小間距應計算確定。

2.順橋向（變截面側）大模板中間布置收分模板，隨著每一節澆築段模板的提升，拆換上相應寬度的收分模板，而兩側直角梯形模板保持不變。收分模板通過側面的螺栓與兩側直角梯形模板固定。

（三）蓋梁模板支撐系統

1.蓋梁模板面板橫橋向、順橋向均採用5毫米厚鐵板，主豎楞與橫楞均採用槽鋼製作，規格與間距通過計算確定，次豎楞採用5毫米厚鐵板條製作，間距也應計算確定。

2.順橋向模板上焊接三角支撐作為一個整體，三角支撐採用雙肢槽鋼製作，三角支撐的數由計算確定。

3.蓋梁模板根部焊有一定間距的圓形耳板耳板中間開孔，此孔起銷鍵作用，即待模板吊到相應位置，耳板插入到墩壁預埋件中時用鋼棍銷入耳板孔中，即可實現模板的支承。

4.橫橋向模板分成對稱兩塊製作，在中間用螺栓連線利於拆模。

（四）動力裝置

架體模板安裝與拆除應配備一定規格和型號的起重機，懸掛於架體下的封閉式鋼筋爬梯供施工人員上下。

施工工藝

• 工藝流程

《高聳橋墩倒模提架施工工法》的施工工藝流程是：

架體吊裝就位、整體固定→鋼筋綁紮→支內、外模→墩身混凝土澆築→下部接口模與翻轉模拆除、吊運到地面→架體提升→鋼筋綁紮→提升模板至上部接口模固定→墩身混凝土澆築→養護循環至墩頂→蓋梁懸挑側架體下降→蓋梁模板安裝→蓋梁鋼筋吊裝入模→蓋梁混凝土澆築→模板拆除→架體拆除。

• 操作要點

《高聳橋墩倒模提架施工工法》的操作要點如下：

一、倒模提架前的準備工作

1.架體拼裝後，技術、質監、安全各部門按規定質量要求，對焊縫、外形尺寸、配件等逐一檢查驗收。

2.按大模板要求對模板驗收，同時校核螺栓孔尺寸、位置是否正確，吊點是否符合要求。檢查提升設備、節點板、拼接螺栓等配件是否配齊。

3.檢查混凝土內預留螺栓孔位置是否與架體孔位一致。

二、架體組裝

1.在地面上將附牆架與工作架組裝成整體用起重機一次安裝就位。

2.架體安裝順序為先遠後近。

3.架體安裝就位後，用螺栓使之固定附牆架緊貼牆面。穿牆螺栓緊固扭矩保證符合40~50牛·米，螺栓安裝應對稱進行。

4.四周架體安裝後，用腳手鋼管把架體四角連線固定成一整體。

三、模板組裝

1.翻轉片模、接口模等模板均在地面拼裝台上組裝。

2.經驗收合格的模板吊入架體內就位。

四、架體提升

1.提升前的準備工作

1）檢查吊點是否安全可靠，覆核混凝土面預留螺栓孔位置是否準確。

2）清除架體上不必要的荷載（包括剩餘施工原材料）。

3）按規定配齊勞動力，並作好安全操作措施交底。

2.架體提升與固定

1）在拆除外架體附牆架固定螺栓前，用I16工字鋼作挑架與內外架體同時鎖緊並擱置在模板上。挑架數量按每片剛架一根，作為內外架體臨時保險裝置。同時用起重機吊著外架體。

2）拆除附牆螺栓，解除型鋼挑架與內外架體間的連線，用起重機將各側架體分別整體吊至上一工作段，再次用型鋼挑架將內外架體鎖緊，隨即將外架體固定於墩身上，解除型鋼挑架。

3）當墩身四周外架體安裝完畢，按同樣方法，將內架體提升至相應工作段。

五、模板提升

1.檢查提升用吊點，配齊勞動力，準備好清理、整修模板的工具和脫模劑等材料。

2.啟動起重機動力，拉緊模板。

3.鬆開下部接口模與翻轉模部位的穿牆螺栓，吊離出架體，吊運到地面上。

4.在地面上，下部接口模拼接在翻轉模上部，然後再用起重機一起提升至原上部接口模處用螺栓固定，而原上部接口模固定在墩身混凝土分層處不動。

六、架體與模板拆除

1.架體與模板拆除由起重機完成。

2.先拆除模板，後拆除架體，架體拆除時要將架體上的設備、多餘材料及垃圾清理乾淨。

材料設備

《高聳橋墩倒模提架施工工法》所用的材料及設備明細如下：

1.系統所用材料見表1。

表1 材料表

序號	材料規格	數量	長度 米
1	Φ48鋼管 L=1200	24根	28.8
2	Φ48鋼管 L=2700	48根	129.6
3	Φ48鋼管 L=6000	600根	3600
4	千斤頂	24隻	╱
5	[12 L=1200	48根	57.6
6	[12 幅射粱	╱	╱
7	∟75×6角鐵 L=200	48根	9.6
8	Φ48鋼管 L=105	192根	20.16
9	調徑裝置Φ32方牙螺絲	24根	12
10	-6鋼板	10平方米	╱
11	-12鋼板	5平方米	╱
12	9.3鋼絲繩	27米	╱

2.系統所用設備主要為塔式起重機一台。

質量控制

《高聳橋墩倒模提架施工工法》的模板與架體製作和組裝質量要求見表2。

表2 質量檢查表

╱	項目		質量標準	檢測方法
製作質量	架體	截面尺寸	±5毫米	鋼尺測量
		全高彎曲	±5毫米	掛線測量
		端面平行度	±5毫米	掛線、鋼尺測量
		附牆架螺栓孔徑	+2毫米	量規檢驗
		附牆架螺栓中心孔位	±2毫米	鋼尺測量
	模板	焊縫	按設計圖	焊縫量尺
		外形尺寸	±3毫米	鋼尺測量
		對角線	±3毫米	鋼尺測量
		板面平整度	<2毫米	2米靠尺、塞尺
		板邊平直度	±2毫米	2米靠尺、塞尺
		螺栓孔直徑	±1毫米	量規檢驗
		螺栓孔中心位置	±2毫米	鋼尺測量
組裝質量	架體	架體平直度	±5毫米或1%	鋼尺測量
		固定架與混凝土面平行度	±5毫米	鋼尺測量
		螺栓孔位	±5毫米	鋼尺測量
	模板	拼縫縫隙	<3毫米	鋼尺測量
		平縫處平整度	<2毫米	2米靠尺、塞尺

安全措施

採用《高聳橋墩倒模提架施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.施工前必須認真把倒模提架施工操作工藝和安全技術措施落實交底，落實到指揮人員、班組操作人員。

2.操作平台上各種材料和設備必須嚴格按設計規定的位置和數量進行布置，不得隨意變動，以防超載發生事故。

3.整個架體外側周邊用密目安全網進行兜底全封閉，架體外側用竹笆封閉。

4.施工作業必須配置專業組，做到定人、定崗、定責。

5.每次提升前，均需由安全質監、技術部門專人對固定螺栓、吊點、動力設施等一些重要部位逐一檢查，提升到位固定後，應對固定螺栓進行驗收。

6.架體與模板提升前應清除每層操作平台上的臨時堆場，隨架體上升的物體必須有牢靠的固定措施。

7.風力大於六級時，停止提升作業。

8.架體固定螺栓用扭力扳手測其扭矩，必須保證符合40~50牛·米。

9.每次提升前應全面檢查固定螺栓是否擰緊，在提升過程中，出現架體間的碰撞，嚴禁硬拉提升。

10.按防火要求配備一定數量的消防器材。

環保措施

採用《高聳橋墩倒模提架施工工法》施工時，遵守有關環境保護規定，採取措施控制施工現場各種揚塵、廢氣、廢水、固體廢棄物以及噪聲、振動對環境的污染和危害。

1.施工現場設定沉澱池處理混凝土施工保養時的泥漿，經過處理後排入城市排水系統。

2.嚴禁施工現場焚燒油類，產生有毒有害煙塵。

3.對於高空廢棄物使用密封式容器裝好後運下，並運出指定位置。

4.對提升設備進行維護保養，防止廢油散落污染。

5.定型模板安裝拆除時，合理安排計畫，降低施工中噪聲對環境的影響。

效益分析

針對工程施工的情況，以四座高59米的墩身與滑模工藝測算比較《高聳橋墩倒模提架施工工法》的效益如下：

1.工期

倒模提架需60天（5天安裝，53天倒模提架，2天拆除），滑模需65天（3天安裝，60天滑模，2天拆除），40個墩身共提前50天。

2.材料節約

倒模提架比滑模平均每個墩身節約鋼材2噸，40個空心墩可節約鋼材80噸，折合人民幣28萬元。

3.倒模提架有效克服滑模施工中易出現混凝土裂縫的問題，倒模提架施工要求比滑模低，施工可中斷，不受氣候條件影響。

4.使用倒模提架技術，在棗鄉河大橋橋墩工程上取得直接經濟效益240萬元。

註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算

套用實例

《高聳橋墩倒模提架施工工法》的套用實例如下：

• 實例1

棗鄉河特大橋位於河南省靈寶市西約50千米處，橋全長1159.54米，共有40個空心墩，空心墩最大高度達59米，施工該橋墩採用倒模提架施工工藝，共設計製作了4套模板與腳手架體系，施工操作簡便，施工速度快、質量好，各項指標均達到設計要求行。

• 實例2

京杭運河特大橋是連雲港徐州高速公路中的一座特大型橋樑，位於江蘇邳州市南側2千米處，橋樑東西全長為2577米，由主橋和引橋組成，主橋全長為350米，引橋全長為2227米。引橋結構體系為混凝土空心高支墩、預應力混凝土組合連續箱梁結構，共有72個空心墩，空心墩最大高度達23.5米，施工中該橋墩採用了倒模提架施工工藝，該工藝施工操作簡便，施工速度快、施工質量好，各項指標均達到設計要求。

• 實例3

新長鐵路南通通呂運河鐵路大橋位於南通市3號橋東4千米處，橋樑南北全長為1235米，主橋全長為251米，引橋全長為984米，其中引橋採用混凝土空心高支墩結構，共有34個空心墩，空心墩最大高度達19.6米，工程於2006年3月15日開工。施工中該橋墩採用了倒模提架施工工藝，該工藝施工操作簡便，施工速度快、質量效果好，各項指標均達到設計要求。

榮譽表彰

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《高聳橋墩倒模提架施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。