游秋波

（汕头市达濠市政建设有限公司，广东汕头515041）

1 工程概况

荷叶塘高架桥为永蓝高速公路唯一的一座特大桥，其起讫桩号为K52+382.4～K53+419.9，全长1 037.5 m。特大桥的上部结构为两联11跨预应力混凝土变截面连续刚构组合梁桥，桥梁跨度两联为（66 m+3×110 m+66 m）+（66 m+4×110 m+66 m），组合梁为单箱单室截面，三向预应力混凝土结构，桥面净宽11.75 m。特大桥下部构造为：1#、10#桥墩为实心矩形墩，5#过渡墩为单肢薄壁空心矩形墩，2#～4#、6#～9#桥墩为双肢薄壁空心矩形墩，0#桥台采用柱式台，11#桥台采用重力式桥台，桥墩高度高，其中2#、3#墩身高度81m，4#、9#墩身高度80m，5#墩身高度 83.5 m，6#墩身高度 80.5 m，7#、8#墩身高度81.5 m,超过80 m高桥墩左右幅共30根计2 429 m。空心墩底部实心段高度3 m，顶部实心段高度2m，5#过渡墩截面7×5m，其余墩身截面7×3m，薄壁空心高墩中部设置两道横隔梁，内导角50 cm×50 cm，该特大桥具有多墩、高墩的特点。

2 施工方案的选定

荷叶塘特大桥施工方案是经过详细方案对比，结合现场实际情况择优确定的。桥施工现场通过在桥的左幅红线边修筑施工便道，解决地面水平运输问题，并在各个墩台位置平整出满足施工的场地。对于高墩施工的垂直运输问题，在每个主墩的轴线中间设置一台塔式起重机，并在靠便道一侧的左幅墩身上附着一台工业电梯作为施工作业通道。采用的QTZ80F型塔式起重机，回转半径为55 m，起重重量8 t；施工升降机SC200D型，起升高度100 m；混凝土泵送采用FHM5120THB95型高压混凝土车载泵车，最大泵送出口压力13 MPa，最大理论输送高度270 m，混凝土泵管为内径125 mm高压管，泵管沿着塔吊塔身引升。高墩墩身施工采用RIM-240木工字梁悬臂模板体系15套，每双肢墩两套，5#过度墩一套，每套模板体系交替施工左右幅两个桥墩，所有墩身模板系统安装一次后反复使用一直爬升到墩顶。该大桥由于采用了木工字梁悬臂模板体系，取得了很好的效果，利用1 a时间圆满地完成下部结构高墩的施工。

3 木工字梁悬臂模板体系高墩施工

悬臂模板体系施工技术是近几年发展起来的一种新型施工技术，特别适用于空心或实心矩形高墩桥梁。其关键技术是采用轻型三角悬臂支撑架，通过框形结构的模板支架和三角结构的悬臂支架，栓接于已浇筑段的预埋爬锥挂座上，模板支架与悬臂支架以销接方式连接；通过后部的微调螺栓调整并固定板面位置，利用支撑架上水平后移装置顶紧模板与混凝土形成密贴，模板顶部和底部设有作业平台。支架、模板及施工荷载全部由对拉螺杆、预埋件及承重三脚架承担，不需另搭脚手架，适于高空作业。施工过程中通过起重塔机提升悬臂模板系统，交替完成桥墩混凝土浇筑。

3.1 悬臂模板体系的设计

悬臂模板体系由模板系统、悬臂支撑架系统、悬吊平台及预埋爬锥挂件组成。

3.1.1 模板系统

外侧模板由进口维萨板、H20木工字梁、横竖肋、连接件、芯带及插销组成。单块模板中面板与木工字梁自攻螺丝连接，竖肋与双槽钢背楞连接爪连接，两块模板之间采用芯带连接，芯带销固定。内侧模板由普通胶合板及木工字梁肋组成，墩身悬臂模板设计高度4.65 m，长度沿桥墩方向，允许最大弯矩M=5kN·m，允许最大剪力Q=11 kN，截面惯性矩I=4 500 cm4，其最大间距300 mm；双[14槽钢作横肋，最大间距为1 200 mm。为防止混凝土错台、漏浆现象的发生，模板的下沿与混凝土墙体之间的间距控制在最小值，设置加强型槽钢，配合使用φ20高强螺杆与蝶形螺母强行使模板与上次已浇筑的混凝土之间密贴。面板选用21 mm厚的进口Wisa木胶合板，在拼装时，模板与模板间的接缝处，应留0.5～1 mm的空隙。每隔5块板，接缝可以用海绵胶带或硅胶过渡，使模板在浇筑混凝土并吸收水分后有变形的余地。高强对拉螺栓横向间距不大于1.5 m，纵向间距与模板背楞间距一致，不超过1.3 m，螺栓外侧穿PVC套管，退模时取出螺杆循环周转使用（见图1）。

图1 木工字梁模板示意图

3.1.2 悬臂支撑架系统

悬臂支撑架系统由工字钢组成的悬臂三角桁架、模板后移装置、预埋螺纹爬锥、螺栓连接挂件支座组成，爬锥、受力螺栓、高强螺杆、预埋件共同组成一个类似可活动的牛腿系统。悬臂支架在桥墩单面方向横桥向设置三榀，纵桥向两榀，沿墩身四周总共十榀悬臂支架形成围檩形状，各榀悬臂支架支承在沿桥纵、横向对称的预埋爬锥支座上，通过可移动式挂件支撑受力，挂件的上部呈斜开放，有利于平台横梁与牛腿的准确就位。三角支架斜撑设计成可调螺栓，可使模板前后倾斜，方便调整模板的垂直度。模板采用三角支架后移装置整体后移，满足钢筋绑扎，模板清理及刷脱模剂等宽阔的工作面。

悬臂支撑架主要部件结构如图2、图3所示。

图2 悬臂支撑架示意图

图3 预埋板及爬锥示意图

3.1.3 悬吊平台的设置

在悬臂支撑架上设置三层平台，第一层是物料平台，提供施工人员绑扎钢筋、安装劲型骨架，浇筑混凝土等工序操作，在允许重量范围内可简单地堆放一些施工机具，平台宽度3 m。第二层是主平台，模板系统的拆安、后移前行，墩身垂直度的调整等重要工作都在此平台上进行，安装的主要装置为悬臂模板系统的后移装置，提供施工人员的模板安拆，刷脱模剂，清理模板等工作，平台宽度4 m。

第三层提供施工人员拆除下层支座、爬锥之用，以及修补爬锥孔等混凝土工后表面修饰，平台宽度2 m。搭设的平台可以沿墩身四周延伸，双肢墩中间平台整体连通，各平台转角处搭跳板可以通向左右幅前后任意一个墩，平台四周设置安全防护栏，悬挂安全网形成全封闭施工工作平台。

3.2 悬臂模板安装步骤

（1）在地面平地上将胶合面板与木工字梁拼装，拼装吊钩，立起后组装主背楞三角架，连接件安装紧固，形成整体模板系统。

（2）先安装爬锥预埋锥板，将组装好的模板就地安装于第一节墩身位置，外模板安装时，各面模板阳角连接采用斜向高强螺纹钢筋与蝶形扣件紧固，牢固后浇筑第一次混凝土。

（3）拆除第一节墩身模板，安装预埋件支座挂件，安装外墙三角支撑架及平台操作系统，提升模板，利用后移装置调整、顶紧模板，并与第一节混凝土密贴，第二次浇筑混凝土。对于空心墩内模板安装时，在空心墩内部安装可拆卸挂件形成牛腿，安装工字钢组成工作平台，工作平台上安装模板系统，先安装阴角模板，后安装直墙模板，通过高强丝扣螺纹钢作水平拉杆连接内外模板系统。

（4）第二模墩身混凝土浇筑完成后，卸下螺栓，模板后移，用受力螺栓将支座安装在爬锥上，将悬臂支架吊装提升就位，支架卡在受力螺栓上，插上销子，在悬吊平台上用套筒扳手和爬锥取出器将第一节受力螺栓和爬锥取出，以便重复利用，同时用砂浆修补好由爬锥留下的孔。

（5）安装支座挂件，采用塔吊整体提升模板及支架，循环以上步骤浇筑后续节段混凝土，同一墩柱双肢墩采用左右肢逐节交替循环提升的方法进行，一直施工至左右幅墩封顶。

3.3 墩身混凝土浇筑

悬臂模板每提升一节浇筑墩身混凝土4.5 m，每个墩左右幅交替约10 d完成一节。墩身第一节混凝土浇筑至实心段以上内倒角上端，作为悬臂模板的导向墙，为以后各循环浇筑墩身安装模板系统提供工作台。在浇筑各节墩身时，如是空心墩，可在空心内部吊放钢板制成的四方流槽，流槽沿墩身内部四角各一道，短边中间加一道，长边平均间距加两道，流槽上端是方型下料斗，下料斗四周开口与各流槽相接，确保混凝土下料时四周墙体均匀，分层合理。为控制混凝土浇筑时不漏振，应在墩身四面各安排四台振动棒，每位操作人员有序地参照主筋间距依次从一头往另外一头振捣，直到两面混凝土振捣会合，混凝土面不再下沉，泛浆。混凝土浇筑时要求对称浇筑，对称振捣，确保模板不受偏压而影响竖直度。

悬臂模板施工流程见图4所示。

4 高墩施工的关键控制措施

4.1 高墩模板的定位测量与线型控制

4.1.1 高墩模板的定位测量

图4 悬臂模板施工流程图

高墩模板的控制测量与施工监测主要从墩身定位测量、墩高程测量、垂直度测量三个方面加以考虑。

（1）高墩测点与测站的高差较大，为了避免仰角过大造成的测量误差，同时不被模板工作平台遮挡保证通视，需要拉长测距，导线控制点布设在距桥100 m左右的位置。模板定位测量若用普通方法坐标放样测量根本达不到墩身偏位控制的要求，规范要求纵横差分别为10 mm，因此需要用方向观测的方法增加测回来达到测量精度，若按放样点位中误差±2 mm控制，测角容许误差大致为1.5″，采用高精度索佳SEP1X全站仪标称1″，一测回即可满足要求。

（2）荷叶塘特大桥地处山区，气象条件复杂，考虑到光线折射的因素，只靠长距控制并不合适，施工中采用了DZJ2激光垂准仪配合全站仪进行高墩劲性骨架、模板平面控制与垂直度控制，并在墩外四等水准测量的基础上加设水准基准点，利用钢尺、水准仪配合全站仪进行墩身标高控制。

a.该墩身模板加模肋尺寸大于10 cm，两板相交的外角正好有利于垂准仪将点投影上来且不被遮挡，相交模板可以用于胶带固定，故计算将墩身四边沿路线纵横等距平移10 cm，平移后四个角点作为控制点测量放样到现场并用水泥混凝土固定。

b.在每节立模后，在这些控制点上依次架设激光垂准仪，将点投影到模板外缘固定好的透明胶带上，由投影点组成的矩形拉线检查墩身模板，单肢墩四边都能被检查，双肢墩墩间两块模板拉尺检查前后间距就可以了，外移边扣除10 cm后即为模板应调整到的位置。综合考虑投影点间距、模板尺寸、日光照射后的墩身偏移，交底用于模板的平面位置的调整与控制。

c.悬臂模板可用三角支架斜撑旋转调节螺栓，可使模板前后倾斜，调整模板的垂直度，确保模板平面位置准确到位，然后通过斜拉杆锁紧墩身四个阳角处模板，锁完后再次复测确保无误。

d.利用全站仪三角高程配合悬挂钢尺法精确测定墩柱模板顶标高,将标高垂直向上传递至向外挑出的物体上，利用水准仪将标高引至劲性骨架顶，依此定位墩身模板标高。

e.模板浇筑前用全站仪再次复测一次，符合设计规范要求后即可浇筑。

4.1.2 墩身施工线型控制

高敦墩身柔度大，在施工中受到日照引起的影响，墩身的轴线就会发生弯曲和摆动，模板准确定位难度较大。荷叶塘特大桥路线走向东南向，纬度在北回归线以上，日光照射全天由正前方开始，下午三点左右转至路线正右侧，墩身缓慢向后向左偏转，且偏转数据与日照时间、早中晚温差、墩身高度、墩身结构、地形条件都有关系，墩身处于一种动态之中。所以墩身在立模测量控制中需针对不同的情况采用以下方法进行控制：

（1）喷水降温法：通过安装在内外模板结构上的环形喷水养生管，不断地向墩身喷水，降低阴阳面温差，从而使日照温差引起的墩身轴线偏位减少到最小，模板位置在调整好后到混凝土浇筑完成时基本一致。

（2）墩身模板定位放样时选择在无风或微风时刻，以减小因风载引起的轴线偏差，并选择在日照强度低的时刻如在早晨太阳升起之前，傍晚日落后墩身温差比较小的时刻，避开日照温差效应引起的墩身平面位置偏移和墩身高度的不均匀变化等弯曲变形。在测量控制中确定一个基准温度和基准时间测量墩身模板的高度和平面位置，以消除温度变形对墩身成型精度的影响。

（3）为了防止仪器误差导致墩身偏斜，每一模必须用全站仪测设墩身四个角点与垂直仪校核一次，并对墩身尺寸进行一次复测以确保墩身线形控制。

4.2 高墩外观质量控制

高墩施工由于多次立模，多次浇注，容易引起外观质量下降。为了提高外观质量，经多次探索，施工中采取了以下措施：

（1）采用同一厂家的水泥、砂石、外加剂、掺和料，确保外观的一致性。

（2）采用掺加减水剂，优化混凝土配合比，使得混凝土的颜色更均匀，和易性更好。

（3）为确保墩身外观质量，模板翻升到位后，必须对模板进行彻底的清理、调直、修补和加固，并用优质的脱模剂均匀地涂刷在模板表面。

（4）浇筑混凝土前，提高立模精度，模板下包100 mm，模板的下部应利用三脚架上的后移装置将模板调到紧紧地与已浇好的混凝土接触上，模板间和下部嵌贴海绵胶带，保证接缝严密，锁紧对拉杆和斜拉杆，防止再次浇筑混凝土时不胀模、不漏浆及错台。

（5）混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇注，每层30 cm，采用插入式振捣棒星型振捣，要求移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍；与侧模应保持5～10 cm的距离；插入下层混凝土5～10 cm，操作严格遵守快插慢拔要求，避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。

（6）每节墙体浇筑完成后，在混凝土上弹线找平，沿线切割多余混凝土，对施工缝表面混凝土琢毛并冲洗干净后安装劲性骨架、钢筋、合模。

（7）混凝土浇筑完成后，未拆模前，应在养护期间经常使模板保持湿润，拆模后立即进行薄膜覆盖，每3～6 h洒水一次，有条件可以不间断喷水养护，以保持混凝土表面湿润不开裂，养护期不少于7 d。混凝土强度达到2.5 MPa前，不得拆模。

（8）拆模后及时修复表面缺陷，保证墩身颜色一致、棱角分明。

5 结语

荷叶塘特大桥高墩施工除了进行严密的劳务组织外，在施工工艺上进行了突破，采用悬臂模板体系在技术上先进、方案上可行、成本上节约，安全可靠地提前完成了所有桥墩施工。通过有针对性、有效性的现场关键质量控制，该桥10个薄壁高墩偏位均控制在1 cm以内，符合设计及施工规范要求，做到了墩身四个菱角顺直无拐点，错台微小不明显，大面平整无扭曲，混凝土桥墩线型优美，外观漂亮，在该工程施工过程中，进度和质量均达到了很好的效果。

[1]JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范[S].