无拉杆模板技术在桥梁桥墩施工中的应用
摘要：武广客运专线要求桥梁桥墩采用无拉杆模板施工，针对其标准高、起点高、施工难度大、任务工期紧等特点，经过多方面经济技术比选，施工中抛开传统的满堂支架法，采用轻便型无拉杆模板技术，该施工方法能满足工程技术要求，经过现场实践，加快了施工进度，达到了预期效果。
关键词：无拉杆模板 外模板 内模板 混凝土浇注
1 工程概况
武广客运专线为京广客运专线的南段，位于湖北、湖南和广东境内，全长约1068.8公里，投资总额1166亿元。客运专线设计列车最高时速可达394km/h，线路类型为无缝钢轨，专线内桥梁桥墩设计为双线实心桥墩和空心桥墩。按照武广公司技术要求，桥墩墩身外模板全部采用可调式无拉杆高精度模板，内模板由平面刚模板整体拼装而成。本文主要论述矩型桥墩无拉杆模板施工技术。
2 模板施工工艺
2.1 外模板施工工艺 外模板使用整体定型模板，该模板采用可调无拉杆式设计，具有设计承载力大、挠度可调、无拉杆、精度高、拆装快捷、使用安全方便、无脚手架施工等特点和优点。
2.1.1 外模板设计思路 外模板由面板、可调桁架、纵檩、调整丝杠等构成，根据实际墩身的高度和预埋件位置要求，模板节高分为以下几种规格： 2.45m（顶层）、2.0m（标准节）、1.5m（调整节）、1.0m（调整节），进行配置，分外圆弧和直线段模板，模板由钢板和型钢定型加工制作，面板设竖肋和环肋，大块模板整体线形采用桁架式结构和型钢结合进行加固，通过外部的桁架和型钢形成一个封闭的箍圈，从而使自身达到设计刚度，满足施工要求，模板拼装图示意图和三维效果图分别如图2.1、图2.2所示：
2.1.2 外模板桁架设计 外模板桁架由方钢和调节丝杠组成，丝杠的作用主要为调整模板的大面平整度，起到微调的功能。外模的刚度主要取决于可调桁架的宽度，施工中对2.5米高度的模板桁架宽度取值1.2米，满足不大于L/1000的变形要求。
2.1.3 外模板拼装和拆除 外模板吊装高度视吊装能力并结合墩身施工分段而定，分节或大块板扇用吊车吊装。安装底节模板前，检查承台顶高程及外轮廓线，不符合要求时凿除或用砂浆找平处理，以确保墩身模板位置、标高准确就位。承台顶面与模板联结面平整，无缝隙，防止水泥浆流失，必要时在承台与模板接缝处采取砂浆填补空隙（或者采用双面胶固定1cm厚聚苯乙烯泡沫板预铺在钢模板与承台之间）。模板吊装组拼时，不得发生碰撞，由专人指挥，按模板编号逐块起吊拼接。板缝的处理采用在接缝处夹海绵条或胶带的方法，保证接缝严密、不漏浆，外观平滑顺直。将模板组装好以后，用竖向钢管和桁架用铁丝捆绑连接做成简易围篮，在桁架上面铺设木板，在模板四周搭设成简易工作平台。拆模时严禁使用撬棍猛烈锤击，防止损坏砼表面和造成模板变形。拆模时用吊车将模板用钢丝绳牢固连接，松动可调桁架丝杆，拆除螺丝和斜拉杆。模板拆除后，将模板清理干净、上油和分层堆码整齐，层间用方木支垫，避免损伤模板板面。施工中发现变形的钢模板，调校符合要求后方可投入使用[1]。图2.3为现场施工人员对外模板进行加固。
2.2 内模板施工工艺
2.2.1 内模板设计思路 墩身内模板采用20cm、30cm平面模板和圆角模板拼装组成，模板高度分1500mm、1000mm、500mm三种形式，通过三种高度的组合可拼装成符合设计要求高度，模板采用竖向支立，拼装时模板间需要采用双面胶填塞。
2.2.2 内模板加固方案 内模板加固采用80×60cm间距布置，采用扣件式钢管脚手架，顶部及肋角模板全部采用钢模板加固，为保证钢模板整体受力均匀，特在钢模板下支垫5×10cm方木，方木配置方向和模板配置方向按90°布置。
为保证墩身施工的外观质量，施工缝保证在同一条直线上，所以在进行内模板拼装时，内模板高度根据外膜高度进行控制调节。
2.3 模板位置调整 模板吊装拼接完成后，模板的校正和固定是施工的关键。施工中使用全站仪对模板进行投点校正, 测量检查模板的中线、模板各部位尺寸、顶面高程、模板表面平整度和板缝间的错台等，同时按报检程序请现场监理工程师检校。当模板拼装成形后，所有螺栓不必拧紧，留出少量松紧余地。测量后若发现某一模板前后方向出现偏斜，可以通过松紧螺栓调整其至正确位置。
2.4 墩身预埋件 预埋件是墩身施工中非常重要的内容之一，所以预埋件位置和数量的准确控制也是墩身施工的关键工序之一。为解决预埋件准确性问题，施工中采用内外上螺母的方法解决。
2.5 混凝土施工工艺
2.5.1 混凝土浇注 实心墩采用一次浇筑成型工艺，空心墩采用3次浇筑成型工艺。第一次浇注混凝土的高度具体情况根据外模高度确定，但不低于实体段高度。
混凝土使用掺加高效减水剂和粉煤灰的耐久性混凝土，坍落度控制在14～16cm（输送泵）。在浇筑现场每隔一段时间都要对混凝土的均匀性和坍落度进行检查。混凝土在自动计量拌合站集中拌合，通过输送车运至施工现场，采用混凝土输送泵混凝土布料车进行混凝土灌注。浇筑前，先对支架、模板、钢筋和预埋件检查，把模板内的杂物、积水清理干净，模板如有缝隙，必须调整填塞严密。混凝土应分层连续浇筑，每层厚度不超过30cm，且在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。泵送混凝土出料口与浇筑面的距离控制在2m以内，同时注意纠正预埋件的偏差，保证混凝土密实和表面光滑整齐，无垫块痕迹。混凝土浇筑期间设专人观察支架、模板、钢筋和预埋件等的稳固情况，发现松动、变形、移位时，及时处理。
采用插入式振动器振捣密实。插入式振动器移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持10～15cm左右的距离，且插入下层混凝土5～10cm，每一处振动完毕后，边振动边徐徐提出振动器，避免振动器碰撞模板、钢筋及其他预埋件。振捣期间观察到混凝土不再下沉、不再冒出气泡、表面泛浆，水平有光泽时可缓慢抽出振捣器。
2.5.2 混凝土的拆模与养护 当混凝土的强度达到6～8MPa，表层混凝土与环境之间的温差不大于15℃时，方可拆模。模板拆除使用吊车，拆除时保护好墩身棱角等易损部位。
混凝土养护采用自然蒸养的方法，墩身模板拆除后，先包裹一层土工布，然后再包裹一层塑料布，塑料布的接缝处采用胶条封闭，再用细铁丝捆紧，保证要有足够的水分，同时确保塑料膜无破损、不透气，养护时间不少于14天。图2.4为混凝土拆模施工现场[2]。
2.6 整体施工工艺流程图
综上所述桥墩墩身无拉杆模板施工工艺流程图如图2.5所示。
3 现场施工操作难点与要点
3.1 作为大体积墩身无拉杆模板施工，最突出的难点是如何有效地防止模板变形所造成漏浆问题，施工过程中模板拼装接缝使用双面胶进行填塞，防止漏浆。
3.2 采用桁架调整时，需要预留一定的预拱度。结合现场墩身实际高度，在浇筑速度为1.0m/h时，预留预拱度为5mm。
3.3 在浇筑过程中，采用插入式振动器振捣密实减少混凝土表面气泡和流沙现象。
3.4 保证预埋件平面位置和数量的准确性。
3.5 墩身拆模施工安排在当天温度较高时段进行，防止温度差造成的收缩裂纹，拆模后及时采用塑料薄膜进行包裹养护。
4 结束语
通过实践证明，施工中采用的墩身无拉杆模板技术及混凝土浇注等施工工艺是科学的、合理的，从现场的情况来看，取得了预期的效果，提高了经济效益，因此该技术可在客运专线、市政建设、高速公路等工程施工中推广应用。
参考文献：
[1]吴健强.铁路客运专线桥墩无拉杆模板施工技术[J].科技信息.2008(34).
[2]鲍卫刚，周泳涛，等.预应力混凝土梁式桥梁设计施工技术指南[M].北京：人民交通出版社.2009.
[3]王慧东.桥梁墩台与基础工程[M].北京：中国铁道出版社.2005.
关键词：无拉杆模板 外模板 内模板 混凝土浇注
1 工程概况
武广客运专线为京广客运专线的南段，位于湖北、湖南和广东境内，全长约1068.8公里，投资总额1166亿元。客运专线设计列车最高时速可达394km/h，线路类型为无缝钢轨，专线内桥梁桥墩设计为双线实心桥墩和空心桥墩。按照武广公司技术要求，桥墩墩身外模板全部采用可调式无拉杆高精度模板，内模板由平面刚模板整体拼装而成。本文主要论述矩型桥墩无拉杆模板施工技术。
2 模板施工工艺
2.1 外模板施工工艺 外模板使用整体定型模板，该模板采用可调无拉杆式设计，具有设计承载力大、挠度可调、无拉杆、精度高、拆装快捷、使用安全方便、无脚手架施工等特点和优点。
2.1.1 外模板设计思路 外模板由面板、可调桁架、纵檩、调整丝杠等构成，根据实际墩身的高度和预埋件位置要求，模板节高分为以下几种规格： 2.45m（顶层）、2.0m（标准节）、1.5m（调整节）、1.0m（调整节），进行配置，分外圆弧和直线段模板，模板由钢板和型钢定型加工制作，面板设竖肋和环肋，大块模板整体线形采用桁架式结构和型钢结合进行加固，通过外部的桁架和型钢形成一个封闭的箍圈，从而使自身达到设计刚度，满足施工要求，模板拼装图示意图和三维效果图分别如图2.1、图2.2所示：
2.1.2 外模板桁架设计 外模板桁架由方钢和调节丝杠组成，丝杠的作用主要为调整模板的大面平整度，起到微调的功能。外模的刚度主要取决于可调桁架的宽度，施工中对2.5米高度的模板桁架宽度取值1.2米，满足不大于L/1000的变形要求。
2.1.3 外模板拼装和拆除 外模板吊装高度视吊装能力并结合墩身施工分段而定，分节或大块板扇用吊车吊装。安装底节模板前，检查承台顶高程及外轮廓线，不符合要求时凿除或用砂浆找平处理，以确保墩身模板位置、标高准确就位。承台顶面与模板联结面平整，无缝隙，防止水泥浆流失，必要时在承台与模板接缝处采取砂浆填补空隙（或者采用双面胶固定1cm厚聚苯乙烯泡沫板预铺在钢模板与承台之间）。模板吊装组拼时，不得发生碰撞，由专人指挥，按模板编号逐块起吊拼接。板缝的处理采用在接缝处夹海绵条或胶带的方法，保证接缝严密、不漏浆，外观平滑顺直。将模板组装好以后，用竖向钢管和桁架用铁丝捆绑连接做成简易围篮，在桁架上面铺设木板，在模板四周搭设成简易工作平台。拆模时严禁使用撬棍猛烈锤击，防止损坏砼表面和造成模板变形。拆模时用吊车将模板用钢丝绳牢固连接，松动可调桁架丝杆，拆除螺丝和斜拉杆。模板拆除后，将模板清理干净、上油和分层堆码整齐，层间用方木支垫，避免损伤模板板面。施工中发现变形的钢模板，调校符合要求后方可投入使用[1]。图2.3为现场施工人员对外模板进行加固。
2.2 内模板施工工艺
2.2.1 内模板设计思路 墩身内模板采用20cm、30cm平面模板和圆角模板拼装组成，模板高度分1500mm、1000mm、500mm三种形式，通过三种高度的组合可拼装成符合设计要求高度，模板采用竖向支立，拼装时模板间需要采用双面胶填塞。
2.2.2 内模板加固方案 内模板加固采用80×60cm间距布置，采用扣件式钢管脚手架，顶部及肋角模板全部采用钢模板加固，为保证钢模板整体受力均匀，特在钢模板下支垫5×10cm方木，方木配置方向和模板配置方向按90°布置。
为保证墩身施工的外观质量，施工缝保证在同一条直线上，所以在进行内模板拼装时，内模板高度根据外膜高度进行控制调节。
2.3 模板位置调整 模板吊装拼接完成后，模板的校正和固定是施工的关键。施工中使用全站仪对模板进行投点校正, 测量检查模板的中线、模板各部位尺寸、顶面高程、模板表面平整度和板缝间的错台等，同时按报检程序请现场监理工程师检校。当模板拼装成形后，所有螺栓不必拧紧，留出少量松紧余地。测量后若发现某一模板前后方向出现偏斜，可以通过松紧螺栓调整其至正确位置。
2.4 墩身预埋件 预埋件是墩身施工中非常重要的内容之一，所以预埋件位置和数量的准确控制也是墩身施工的关键工序之一。为解决预埋件准确性问题，施工中采用内外上螺母的方法解决。
2.5 混凝土施工工艺
2.5.1 混凝土浇注 实心墩采用一次浇筑成型工艺，空心墩采用3次浇筑成型工艺。第一次浇注混凝土的高度具体情况根据外模高度确定，但不低于实体段高度。
混凝土使用掺加高效减水剂和粉煤灰的耐久性混凝土，坍落度控制在14～16cm（输送泵）。在浇筑现场每隔一段时间都要对混凝土的均匀性和坍落度进行检查。混凝土在自动计量拌合站集中拌合，通过输送车运至施工现场，采用混凝土输送泵混凝土布料车进行混凝土灌注。浇筑前，先对支架、模板、钢筋和预埋件检查，把模板内的杂物、积水清理干净，模板如有缝隙，必须调整填塞严密。混凝土应分层连续浇筑，每层厚度不超过30cm，且在下层混凝土初凝前浇筑完成上层混凝土。泵送混凝土出料口与浇筑面的距离控制在2m以内，同时注意纠正预埋件的偏差，保证混凝土密实和表面光滑整齐，无垫块痕迹。混凝土浇筑期间设专人观察支架、模板、钢筋和预埋件等的稳固情况，发现松动、变形、移位时，及时处理。
采用插入式振动器振捣密实。插入式振动器移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持10～15cm左右的距离，且插入下层混凝土5～10cm，每一处振动完毕后，边振动边徐徐提出振动器，避免振动器碰撞模板、钢筋及其他预埋件。振捣期间观察到混凝土不再下沉、不再冒出气泡、表面泛浆，水平有光泽时可缓慢抽出振捣器。
2.5.2 混凝土的拆模与养护 当混凝土的强度达到6～8MPa，表层混凝土与环境之间的温差不大于15℃时，方可拆模。模板拆除使用吊车，拆除时保护好墩身棱角等易损部位。
混凝土养护采用自然蒸养的方法，墩身模板拆除后，先包裹一层土工布，然后再包裹一层塑料布，塑料布的接缝处采用胶条封闭，再用细铁丝捆紧，保证要有足够的水分，同时确保塑料膜无破损、不透气，养护时间不少于14天。图2.4为混凝土拆模施工现场[2]。
2.6 整体施工工艺流程图
综上所述桥墩墩身无拉杆模板施工工艺流程图如图2.5所示。
3 现场施工操作难点与要点
3.1 作为大体积墩身无拉杆模板施工，最突出的难点是如何有效地防止模板变形所造成漏浆问题，施工过程中模板拼装接缝使用双面胶进行填塞，防止漏浆。
3.2 采用桁架调整时，需要预留一定的预拱度。结合现场墩身实际高度，在浇筑速度为1.0m/h时，预留预拱度为5mm。
3.3 在浇筑过程中，采用插入式振动器振捣密实减少混凝土表面气泡和流沙现象。
3.4 保证预埋件平面位置和数量的准确性。
3.5 墩身拆模施工安排在当天温度较高时段进行，防止温度差造成的收缩裂纹，拆模后及时采用塑料薄膜进行包裹养护。
4 结束语
通过实践证明，施工中采用的墩身无拉杆模板技术及混凝土浇注等施工工艺是科学的、合理的，从现场的情况来看，取得了预期的效果，提高了经济效益，因此该技术可在客运专线、市政建设、高速公路等工程施工中推广应用。
参考文献：
[1]吴健强.铁路客运专线桥墩无拉杆模板施工技术[J].科技信息.2008(34).
[2]鲍卫刚，周泳涛，等.预应力混凝土梁式桥梁设计施工技术指南[M].北京：人民交通出版社.2009.
[3]王慧东.桥梁墩台与基础工程[M].北京：中国铁道出版社.2005.
