［关键词］ 桥墩；模板工程；翻模；施工方法；研究；应用
［中图分类号］ TU755.2 ［文献标识码］ A
［文章编号］ 1002-8498(2000)03-0021-02
Research and Application of the Construction Technology of
the High Mound's Turnover Formwork
CAI Hong
（Research and Design Institute of Railway Construction, Beijing 102600）
Abstract:It is an introduction about the basic structure of the turnover formwork construction and the research on the key technology. Combined with the real project examples, its practical effect and application condition are also presented.
Key words:bridge pier;formwork project;turnover formwork;construction method;research;application
翻模是由传统滑模演变而来的。我单位自70年代以来，先后在铁路和公路桥墩、筒仓、倒锥壳水塔等工程中应用滑模施工。但鉴于使用过程中出现的诸如拉槽、挂浆及纠偏等问题，我们在1994年初研制了一种新型模板体系，并经过几年的工程实践不断地加以完善，形成了今天的翻模施工技术，适用于圆形、圆锥形、矩形等各种截面形式的高墩施工。现结合圆形空心截面桥墩对翻模主要结构、关键技术研究及工程应用效果介绍如下。
1 翻模的基本结构
翻模工作原理是随着各节段混凝土的灌注，通过液压千斤顶为动力提升平台并带动吊架，进而模板不断上翻，直至墩顶。其基本结构包括平台、提升收坡机构、液压提升系统、吊架和模板等部分(见图1)，总重一般不超过25t。
|
图1 翻模结构示意 1.1 平台 平台由辐射梁、内外钢环和步板组成，采用型钢制作，螺栓连接，提供安放小型机具和人员作业的场地。 1.2 提升收坡机构 提升收坡机构由收坡小车、收坡丝杠、顶杆和套管组成。收坡时小车在丝杠的作用下，沿辐射梁作向心运动，带动千斤顶和顶杆、套管。顶杆采用φ48mm×3.5mm无缝钢管，两端带丝扣接头。另外，为回收顶杆以降低成本，在顶杆外部加装φ60mm×3mm钢管做套管，上端通过法兰连在小车上，长度在2.4～2.6m。实际应用效果好，顶杆回收率在80%以上。 1.3 液压提升系统 包括千斤顶、控制台、调平限位器及高压油管等。千斤顶采用GYD-60型穿心千斤顶，吨位大，配合φ48mm钢管应用能够有效保持平台的稳定，一个行程约4cm；采用HY-30型控制台1台。 1.4 吊架 吊架分内、外两部分，型钢焊制，为便于安装，一般分2节，总高约为6m。上端连接在与收坡小车类似的行走机构上，随着墩身直径的变小向内移动，保持与墩身混凝土面在300～500mm之间。吊架间搭设行走步板，外挂密目网。人员在内进行拆装模板、混凝土面修护等作业。 1.5 模板 模板采用组拼式大模，共分3层。考虑到顶杆的空提高度受限及与内模定型组合模板的配合，每层模板高度设为1.5m。施工时在浇注最上层墩壁的同时即可拆除第3层模板，浇注完后将平台提升至一定高度，利用倒链安装拆下的第3层模板。每层模板外设2道扁钢围带(矩形截面时换成型钢围檩)。通过对拉螺栓与内模固定。 1.6 施工操作 工艺流程如下：翻模组装→绑扎钢筋→灌注混凝土→提升平台→模板翻升 2 关键技术研究 2.1 平台稳定性的解决 由于在施工过程中，平台需空爬一段距离以安装模板，因此如何解决平台在爬升至安装模板高度时的稳定问题关系到翻模施工的成功与否。为此我们经研究计算，决定采用φ48mm×3.5mm无缝钢管做顶杆，与滑模以往采用的φ25mm圆钢相比，虽然每m重量增加0.48kg，但截面惯性矩却增大了7倍。实际应用效果好，同时控制千斤顶的实际荷载在20kN以内，另外外径60mm套管的应用也大大增强了平台的稳定性。在经过几次实践后，我们还对平台的提升时间和相应高度作了严格规定，包括初提的时间、每次的行程、混凝土浇注多高时应提升到多高、何时收坡及最终提升的限高等。 2.2 顶杆接头的处理 顶杆是整套系统的承力结构，因此对顶杆的加工要求较高，顶杆接头的前端采用公母螺口形式、后端车出与顶杆内径相配的插头，与钢管采用钻孔填焊形式连接，焊后将焊疤打磨光滑，同时严格控制接头的形位公差(见图2)。 |
|
图2 顶杆接头示意 2.3 套管的口径和长度 套管的外径和内径的选择关系到将来顶杆的回收顺利与否。考虑到对墩身截面的削弱和对顶杆的限位作用，套管的外径不宜过大，同时内径应能满足顶杆在套管内的相对移动无碍。因此我们选用外径60mm、内径54mm钢管作套管。另外将套管长度由原设计中3m改为2.4m，一是减小了与混凝土和顶杆的摩擦力，二是在平台提升到位后尚能保持0.5～0.7m的埋入深度，不影响成孔。 2.4 收坡的形式 翻模支撑顶杆的收坡采用丝杠的方式，简单方便。开始我们采用丝杠一端用固定座板、另一端用槽形螺母连接的方式，实际应用后发现槽形螺母只能单向定位，同时小车的连接端因为还有其它部件，空间位置较小，拆装很不方便。后将槽形螺母的连接形式改为用限位板固定的方式，限位板为半月形，外用M12螺栓连接，有效的解决了这一问题。 2.5 模板的形式 由于目前施工单位对混凝土表面质量普遍有较高要求，模板的收坡不能采用传统的搭接错动的方式，因此我们对模板的收坡采用了抽取模数模板的方式。具体做法是根据墩身坡率，计算出每翻动一次(4.5m)的收坡量，均分到几个抽动点上，以此为模数设计若干块抽动模板，宽度分别是该模数的1、3、6等倍数。较好地解决了模板(特别是曲面模板)的收坡问题，但对模板的加工精度要求较高。另外还参照调弧模板的特点，在非抽动的大模上增加了调弧螺栓，以更好的适应曲率的变化。同时3层模板的采用降低了模板的周转次数和时间，提高了工效。应特别指出的是该套模板与滑模、爬模等传统结构的最大区别在于模板安装好后，只与下层已固结的墩身模板接触，施工荷载对其不发生影响，有效的提高了立模精度。 2.6 施工控制 由于平台与模板相对独立，因此施工中平台的对中精度要求不很高，一般安装时对中一次即可。以后只需控制千斤顶的同步提升问题，即控制平台的整体水平。具体做法是每次提升时以15～20cm为一段安设限位卡，每施工4.5m测量一次。纠偏的方法与滑模类似，在此不再赘述。 3 工程应用 3.1 南昆铁路南盘江大桥 南盘江大桥是V撑连续梁桥。全桥共8个空心墩，其中2、3、9号墩为圆形截面、直坡厚壁空心墩；4、8号为圆形截面、双面收坡空心墩。最高墩达73m(不算V撑高度)。由铁道部十八局承建。结合实际情况，我们在4、8号墩上应用自升平台翻模，在2、3、9号墩上采用独特的内滑外翻式翻模。并首次采用了施工进程中抽换顶杆技术，以降低成本。从1994年11月开始施工，至1995年5月墩身施工完，做到了高效、安全、优质。该工程施工技术被中国铁道建筑总公司评为“科技进步特等奖”。 3.2 开(封)洛(阳)高速公路英峪沟大桥 英峪沟大桥墩身为双室矩形截面空心墩，最高墩为64m，由铁道部十九局承建。采用矩形翻模施工，垂直运输由墩侧拔杆解决，平均日进度在2m以上，最快施工速度达到3.15m/d，不到1个月就完成了1个墩的施工任务，受到施工单位的一致好评。 3.3 内昆铁路坞家坪1号大桥 在建的内昆铁路坞家坪1号大桥墩身为矩形双壁柔性截面，最高墩77m，由铁道部十一局承建。在该墩翻模施工中，我们采用独特的体外顶杆布置方式，每台千斤顶只需6m长的顶杆，相互倒换即可爬升至墩顶，极大的降低了顶杆的用钢量。目前已施工了30m左右。 4 结束语 翻模使用至今已有5年，在此期间我们对其的改进一直在进行，使之更加方便、实用。包括对内壁直坡的空心墩采用的内滑外翻式、以及体外顶杆布置型、无顶杆内爬架式、自带垂直提升设备的改进型等。今后，我们的研究方向是走高度自动化和实用化相结合的路子，期望最终的翻模应成为集自行、自控、自带运输设备为一体的新型高效施工体系。 ［作者简介］ 蔡泓(1970—)，男，辽宁铁岭人，铁道建筑研究设计院，工程师，北京大兴康庄路9号 102600，电话：(010)69243153-8224 参考文献 1 彭宣常等.我国滑模工程施工技术的应用和发展［J］.施工技术，1999，(3)：11～12 |
