CN110700105B - 高墩墩柱与系梁同步施工方法及所用模板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高墩墩柱与系梁同步施工方法及所用模板，属于桥梁墩柱施工技术领域，其施工方法包括以下步骤：S1.组装并安装滑模系统；S2.浇筑混凝土、滑模系统滑升；S3.拆除滑模系统中的活动模板，搭设系梁施工平台并安装系梁底模；S4.浇筑混凝土，系梁侧模板和固定模板随滑模系统滑升，安装活动模板；S5.重复步骤S2、S3和S4直至墩顶，拆除滑模。本发明的施工方法具有减少施工系梁侧模板安装的工作量、节省起重机械的柴油消耗量、加快施工进度和降低高空搭设安全隐患的优点。

Description

高墩墩柱与系梁同步施工方法及所用模板

技术领域

本发明属于桥梁墩柱施工技术领域，涉及一种高墩墩柱与系梁同步施工方法及所用模板。

背景技术

墩柱，是土木工程中用于承载上部结构物的下部承重物，即桥梁的桥墩，是桥梁结构的重要组成部分。为了改善桥梁中墩柱的受力结构，在两个墩柱之间设置起拉杆作用的梁，称为系梁，系梁能够将两个墩柱连成整体受力，使墩柱的整体刚度得到加强。高墩墩柱一般指桥墩高度大于30m的墩柱，当墩柱的高度较高时，往往需要在两根墩柱之间沿竖直方向设置多根系梁。对于系梁的常规施工方法为：先浇筑墩柱，墩柱施工完毕后，在两墩柱之间在搭设系梁施工平台进行施工，进行系梁的施工。这样严重拖长了施工周期，尤其是在两墩柱之间需要设置多根系梁的情况下，不仅速度慢、耗时长、工序繁琐，而且墩柱与系梁分开浇筑，整体性差。

现有技术中，公告号为CN 103866697B的专利申请公开了一种桥墩与横系梁牛腿托架同步施工方法，通过在墩柱模型上焊接牛腿，并以牛腿为基础搭建系梁托架平台，在托架平台上安装横系梁底模、横系梁钢筋以及横系梁侧模，然后同步向墩柱模型与横系梁模型中浇筑混凝土，待混凝土的强度达到设计强度后，按照横系梁侧模-横系梁底模及托架平台-墩柱模型的顺序对模型进行拆除，再进行上一节墩柱模型搭建及施工。该技术方案通过在墩柱的模型外侧搭建系梁的托架平台，进而在托架平台搭建系梁的模型，实现墩柱与系梁的同步施工，但在完成系梁的浇筑后，需要对系梁的模型、托架平台及墩柱模型进行依次拆除，施工至上一道横系梁时，再进行托架平台及系梁模型的再次搭建。由于模型在拆除时，尤其是系梁底模的拆除对混凝土的强度有一定设计要求，浇筑后的混凝土达到相应强度要求需要一定时间，对于需要设置多根系梁的高墩墩柱而言，施工过程需要多次搭建和拆除托架平台及系梁模型，存在耗时久、施工功效慢的问题，且拆模装模工作量大、安全风险大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高墩墩柱与系梁同步施工方法及所用模板。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高墩墩柱与系梁同步施工方法，包括以下步骤：

S1.将墩柱模板和系梁侧模板组装为滑模系统，安装墩柱钢筋笼，并沿墩柱钢筋笼安装滑模系统。所述的滑模系统包括两个墩柱模板和两个系梁侧模板，两个所述墩柱模板分别位于两个系梁侧模板长度方向的两端，所述墩柱模板包括固定模板和活动模板，所述固定模板呈C字型，所述固定模板的两端分别与两个系梁侧模板的端部固定连接，所述活动模板可拆卸连接于固定模板的C字型缺口处。

S2.向墩柱模板内分层浇筑混凝土，滑模系统滑升，将墩柱钢筋的主筋接长，并安装箍筋，重复本步骤操作至滑模系统滑升到系梁位置。

S3.拆除滑模系统中的活动模板，在已浇筑混凝土的墩柱上搭设系梁施工平台并安装系梁底模，在系梁底模与系梁侧模板组成的系梁模板中安装系梁钢筋。

S4.向墩柱模板和系梁模板中分层浇筑混凝土，系梁侧模板和固定模板随滑模系统滑升，重复本步骤操作至系梁浇筑完成，将活动模板安装在固定模板的C字型缺口处。

S5.重复步骤S2、S3和S4直至墩顶，拆除滑模。

本发明采用滑模系统，预先在墩柱的混凝土结构中埋设支撑钢管，利用千斤顶与提升架，通过自身液压提升系统对模板进行提升。本发明通过将双墩柱与系梁侧板设计成整体，使系梁侧板随墩柱模板同时提升，在施工至系梁位置时，将墩柱模板与系梁交叉部位的活动模板拆除，然后搭建系梁底模施工平台，安装系梁底模，即可实现墩身与系梁的同时浇筑、同时滑升。由于系梁的侧模板与底模分开设置，无需等到系梁的混凝土符合相应设计强度后再继续进行上方墩柱的施工，也无需进行系梁侧模板及底模的反复安装、拆除工作，施工进度快，有利于减少施工系梁侧模安装的工作量，也相应有利于降低高空搭设施工平台安装模板的安全隐患。

进一步的，所述的步骤S3中，在已浇筑混凝土的墩柱上搭设系梁施工平台并安装系梁底模采用穿插钢棒法，所述穿插钢棒法包括在墩柱模板内浇筑混凝土时预埋PVC管，将钢棒插入PVC管，并在钢棒伸出PVC管的部分设置砂筒，在砂筒上安装工字钢，在工字钢上安装系梁底模。

进一步的，在所述的步骤S2和S4中，浇筑混凝土后，混凝土表面距模板上缘的距离为10～15cm。对于步骤S2和S4而言，保持每次均匀对称的分层浇筑和滑模系统的稳定滑升速度，有利于促进墩柱和系梁的质量稳定性。优选的，在所述的步骤S2和S4中，浇筑混凝土的过程中，混凝土的入模温度为5～30℃，出模强度为0.2～0.4MPa，有利于防止其坍塌变形。

进一步的，在所述的步骤S2和S4中，滑模系统的滑升速度为15～25cm/h，每次连续滑升高度小于等于30cm。通过将每次浇筑厚度和滑升高度控制在30cm，有利于控制浇筑和滑升的连续进行，确保混凝土密实度和外观质量。优选的，所述的滑模系统滑升至距墩顶0.8～1.2m处时，滑升速度降至2.5～10 cm/h。此时滑模进入终滑阶段，放慢滑升速度，以便于进行准确抄平和找平工作，有利于确保最后浇筑的一侧混凝土顶部标高和位置准确。同时，浇筑最后一层混凝土后，分多次缓慢地提升滑模系统，有利于防止混凝土与模板粘接。

本发明还公开一种高墩墩柱与系梁同步施工方法所用的模板，包括墩柱模板和系梁侧模板，所述的墩柱模板和系梁侧模板均设置有两个，两个所述系梁侧模板平行设置，两个所述墩柱模板分别位于两个系梁侧模板长度方向的两端。所述墩柱模板包括固定模板和活动模板，所述固定模板呈C字型，所述固定模板的两端分别与两个系梁侧模板的端部固定连接，所述活动模板可拆卸连接于固定模板的C字型缺口处。

本发明的有益效果是：

1）通过将系梁侧模板固定于墩柱模板上，在施工至系梁位置时，不需要重复安装系梁侧模板，直接搭设平台安装底模即可，有利于减少施工系梁侧模板安装的工作量，进而有利于减少起重机械的使用、节省起重机械的柴油消耗量，同时也有利于降低高空搭设施工平台、安装模板的安全隐患。

2）通过将系梁侧模板与系梁底模分开设置，可以按照滑模系统的正常滑升速度提升系梁侧模板和墩柱模板，继续进行上方墩柱模板的施工，无需等待系梁的混凝土达到设计强度，再进行模板的拆装和上方墩柱的施工，有利于提高施工功效、加快施工进度，缩短施工周期。

3）本发明的施工方法需要的模板用量少，比传统翻模的是施工方法减少了1/6，有利于节约模板耗费的成本。且本发明的施工方法安全可靠、操作简便，有利于减少施工的人力工作量和人力成本。

附图说明

图1为本发明高墩墩柱模板与系梁同步施工方法所用的模板；

图2为本发明施工至系梁处时，拆卸活动模板状态的模板；

图中，1、墩柱模板；11、固定模板；12、活动模板；2、系梁侧模板。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，本发明提供一种高墩墩柱与系梁同步施工方法所用的模板，包括墩柱模板1和系梁侧模板2，墩柱模板1和系梁侧模板2均设置有两个，两个系梁侧模板2相互平行，两个墩柱模板1分别位于两个系梁侧模板2的左右两端。墩柱模板1包括固定模板11和活动模板12，固定模板11呈C字型，固定模板11的两端分别与两个系梁侧模板2的端部固定连接，活动模板12可拆卸连接于固定模板11的C字型缺口处。这里的可拆卸连接可以通过多种方式实现，例如，活动模板12通过螺栓连接在固定模板11上，或者活动模板12通过绳索捆扎在固定模板11上，只要方便实现对活动模板12的安装和拆卸即可。也就是说，活动模板12与固定模板11拼接封闭构成完整的墩柱模板1，两个墩柱模板1之间通过系梁侧模板2连接，同时进行两个墩柱的施工。参阅图2，待施工至系梁所在位置时，将两个墩柱模板1的活动模板12拆下，两个固定模板11和两个系梁侧模板2组成“墩柱-系梁-墩柱”的模板，同时进行两个墩柱和系梁的浇筑施工。

将本发明提供的高墩墩柱与系梁同步施工的施工方法用于九绵高速项目厄里村特大桥，其方柱墩数量共82根，墩柱截面尺寸为2.2m×2.2m，单幅墩身净距为5.15m，墩高35m～40m，墩身高度方向平均6 m～9m设置一道柱系梁，柱系梁长度5.15 m，宽度1.5 m，高度1.8 m。

施工准备：先根据墩柱形式对滑模系统进行设计和组装，滑模系统包括模板系统、围圈系统和提升系统。其中，模板系统由6cm厚钢板及[100槽钢背楞焊接而成，墩柱模板1高度1.25m，系梁模板高度1m；围圈系统由L100角钢及L80角钢焊接而成；提升系统采用Φ48×3.5m的无缝钢管作为支撑杆，提升架立杆采用[20b槽钢，斜撑采用两块厚1cm的钢板，千斤顶采用QYD-100穿心式液压千斤顶，液压控制柜型号为YKT-36。

S1.对施工场地进行平整，必要时刻浇筑一层混凝土进行整平，为滑模系统构件制作及组装提供条件。在滑模系统安装前，利用全站仪对墩柱进行精确测量放样，弹线标明墩柱平面位置轮廓线。在已完成的承台标明对滑模系统进行组装：拼装模板-安装桁架-调装模板-铺平台-安装千斤顶及油路、调试液压系统-安装支撑杆-调平后设置限位卡，组装完成后按照设计要求及组装质量标准进行检查。

S2.向墩柱模板1内分层浇筑混凝土，分层浇筑厚度为30cm，浇筑时，混凝土的入模温度为22±2℃，出模强度为混凝土强度达到0.4MPa时进行初滑，提升2次，每次提升1个行程，每个行程高度为3cm，两次提升间隔时间为1h。根据施工时的实际天气情况，对两次提升间隔时间可进行适当调整。初滑过程中对出模混凝土进行观察，无异常后进入正常滑升阶段。正常滑升阶段的混凝土浇筑和滑模系统滑升速度为20cm/h，每次连续滑升高度小于等于30cm。浇筑混凝土后，混凝土表面距模板上缘的距离控制在10～15cm范围内。然后将墩柱钢筋的主筋接长，并安装箍筋，使绑扎的钢筋始终超过混凝土表面30cm的高度。本实施例的墩柱主筋采用直径为32mm的HBR400钢筋，接头采用直螺纹机械连接。重复本步骤操作（浇筑-滑升-安装钢筋）至滑模系统滑升到系梁位置。

S3.拆除滑模系统中的活动模板12，在已浇筑混凝土的墩柱上搭设系梁施工平台并安装系梁底模，本实施例采用穿插钢棒法搭设系梁施工平台，具体操作为：在接近系梁底部时，在墩柱内预留直径100mm的PVC管，向预埋PVC管内插入直径90mm的钢棒，钢棒与预埋PVC管的空隙用木楔进行固紧，防止钢棒转动，然后安装铁盒牛腿及砂筒，将工字钢吊装至砂筒上，铺设成施工平台，然后在其上安装系梁底模，在系梁底模与系梁侧模板2组成的系梁模板中安装系梁钢筋。

S4.向墩柱模板1和系梁模板中分层浇筑混凝土，系梁侧模板2和固定模板11随滑模系统滑升，浇筑和滑升要求与步骤S2相同，重复本步骤操作至系梁浇筑完成，将活动模板12安装在固定模板11的C字型缺口处。

S5.重复步骤S2、S3和S4直至墩顶，当滑模系统滑升至墩顶标高1m处时，滑模进入终滑阶段，放慢滑模速度，灌注完最后一层混凝土后，每隔1h将模板提升5cm，滑动3次，避免混凝土与模板粘结。根据现场吊装能力分段拆除滑模，先将模板整体滑空，将外模支撑杆与墩柱预留钢筋进行连接，先拆除短边围圈，再拆除长边围圈，完成墩柱及柱系梁的施工。

根据本实施例的施工进度安排，采用本发明的施工方法进行实心方柱墩施工，需要投入四套滑模系统，单套系统材料（包括模板、围圈角钢、液压系统）组装成本约9.5万元，整个工程预埋支撑杆费用约为24.2万元，四套系统费用合计约62.2万元，工期130天。而采用传统的翻模法要达到本发明相同功效，需投入8套翻模系统，合计约124.8万元，仅设备方面就节约费用62.6万元。本发明的施工方法有效减少了拆模装模的工作量，有利于减少起重机械的使用，有利于节能降耗。因此，本发明的施工方法有利于降低施工成本、加快施工进度、促进节能降耗、降低高空搭设的安全隐患，具有良好的应用前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高墩墩柱与系梁同步施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.将墩柱模板(1)和系梁侧模板(2)组装为滑模系统，安装墩柱钢筋笼，并沿墩柱钢筋笼安装滑模系统；所述的滑模系统包括两个墩柱模板(1)和两个系梁侧模板(2)，两个所述系梁侧模板(2)相对设置，两个所述墩柱模板(1)分别位于系梁侧模板(2)长度方向的两端，所述墩柱模板(1)包括固定模板(11)和活动模板(12)，所述固定模板(11)呈C字型，所述固定模板(11)的两端分别与两个系梁侧模板(2)的端部固定连接，所述活动模板(12)可拆卸连接于固定模板(11)的C字型缺口处；

S2.向墩柱模板(1)内分层浇筑混凝土，滑模系统滑升，将墩柱钢筋的主筋接长，并安装箍筋，重复本步骤操作至滑模系统滑升到系梁位置；

S3.拆除滑模系统中的活动模板(12)，在已浇筑混凝土的墩柱上搭设系梁施工平台并安装系梁底模，在系梁底模与系梁侧模板(2)组成的系梁模板中安装系梁钢筋；

S4.向墩柱模板(1)和系梁模板中分层浇筑混凝土，系梁侧模板(2)和固定模板(11)随滑模系统滑升，重复本步骤操作至系梁浇筑完成，将活动模板(12)安装在固定模板(11)的C字型缺口处；

S5.重复步骤S2、S3和S4直至墩顶，拆除滑模。

2.根据权利要求1所述的高墩墩柱与系梁同步施工方法，其特征在于：所述的步骤S3中，在已浇筑混凝土的墩柱上搭设系梁施工平台并安装系梁底模采用穿插钢棒法，所述穿插钢棒法包括在墩柱模板(1)内浇筑混凝土时预埋PVC管，将钢棒插入PVC管，并在钢棒伸出PVC管的部分设置砂筒，在砂筒上安装工字钢，在工字钢上安装系梁底模。

3.根据权利要求1所述的高墩墩柱与系梁同步施工方法，其特征在于：所述的步骤S2和S4中，浇筑混凝土后，混凝土表面距模板上缘的距离为10～15cm。

4.根据权利要求1所述的高墩墩柱与系梁同步施工方法，其特征在于：所述的步骤S2和S4中，混凝土的入模温度为5～30℃，出模强度为0.2～0.4MPa。

5.根据权利要求1所述的高墩墩柱与系梁同步施工方法，其特征在于：所述的步骤S2和S4中，滑模系统的滑升速度为15～25cm/h，每次连续滑升高度小于等于30cm。

6.根据权利要求1所述的高墩墩柱与系梁同步施工方法，其特征在于：所述的滑模系统滑升至距墩顶0.8～1.2m处时，滑升速度降至2.5～10 cm/h。

7.一种根据权利要求1至6中任意一项所述的高墩墩柱与系梁同步施工方法所用的模板，其特征在于：包括墩柱模板(1)和系梁侧模板(2)，所述的墩柱模板(1)和系梁侧模板(2)均设置有两个，两个所述系梁侧模板(2)平行设置，且两个所述系梁侧模板(2)相对设置，两个所述墩柱模板(1)分别位于系梁侧模板(2)长度方向的两端；所述墩柱模板(1)包括固定模板(11)和活动模板(12)，所述固定模板(11)呈C字型，所述固定模板(11)的两端分别与两个系梁侧模板(2)的端部固定连接，所述活动模板(12)可拆卸连接于固定模板(11)的C字型缺口处。

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