王  林

（江苏省东台市公路管理站）

0 引言

紧水滩大桥是浙江省龙泉市安福至松阳大东坝公路建设工程龙泉段一期工程中最大的一座水中高墩台桥梁，该桥跨越紧水滩水库，主桥采用3×40+2×40m预应力砼简支T梁，其中3#、4#、5#、6#四个墩均处于近40米深的水中，下部结构采用桩接承台矩形实体墩。承台尺寸为7×7×2.5米，矩形实体墩平面尺寸为2×4.5米、高度在31.7～34.1米之间。因此，水中高墩身的施工成为本工程的一项重点和难点项目。

1 方案选择

对于高墩台的施工，目前国内主要采用的两种施工方法是翻模施工与滑模施工。翻模的施工工艺，是将工作平台支撑于钢模板的牛腿支架或横竖肋背带上，以塔吊提升工作平台和模板，施工人员在工作平台的上下层进行模板的装、拆、扎筋、浇、捣、测等作业。墩柱模板均采用厂制定型的大块钢模,每套三节,节高3.0 m。除墩底9 m一次浇筑外,以上按6 m+3 m的循环交替翻升作业。第三节混凝土灌注完成后,提升工作平台,拆卸并提升第一节模板至第三节上方,安装校正后,浇筑混凝土,依次循环至完成。但本工程中，墩身处于近40米的水中，承台平面尺寸仅为7×7米，根本无法安装塔吊，因此，无法采用塔吊翻模的施工方法。

 滑模的施工工艺，是根据施工图纸设计滑模尺寸和形状,包括内模、外模、平台、支撑、吊架、千斤顶的布置及操作台的合理放置。在墩台上按照轴线放样组装模板、平台,安装设备并进行检查。钢筋安装好后进行混凝土浇筑,混凝土要分层,每层30 cm左右,一层一层向上浇筑。待混凝土强度达到0.3 MPa左右即用手触有硬感时,模板向上每次按5 cm的行程滑动。按照绑钢筋、浇混凝土、滑动模板的方法循环不断作业。但滑模一次性投资大、通用性不强、操作水平要求高，故本工程也未采用。结合本工程的实际情况和本单位的施工设备，我们采用另一种施工方法，即提模施工法，原理与翻模相似，但将模板与工作平台分开，采用普通钢管脚手架作为工作平台，并在脚手架顶设置小型卷扬机作为模板的提升设备。经施工实践表明，此工艺费用低、通用性强、操作简单、安全可靠。

2 方案实施

1）支架搭设、模板安装及砼浇筑

在本工程中，承台平面尺寸为7×7米，矩形墩身平面尺寸为为2×4.5米，考虑到φ48×3.5㎜普通钢管的定尺长度为6米，故支架长、宽均设为5.8米（立杆外皮至外皮），在墩身周围设置封圈型支架。墩身前后两侧各设两排,内外排间距1.0m,左右两侧各设一排，立杆纵距1.15m,步距1.5m,外侧四周立面设剪刀撑,平面斜撑沿高度每3米设1道（详见《桥墩脚手架施工图》图）。本工程中，墩身高度在31.7～34.1米之间，每座墩身需分6～7次浇筑，第一次浇筑高度为9米，以后每次浇筑4.5米。故脚手架也需分次搭设，每次搭设10米高。安装时，先立杆、后大横杆、再小横杆、最后是斜撑或剪刀撑。每搭设一步，纵向水平杆均应四周交圈，用直角扣件与角部立杆固定。每搭设一步，均应按《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)表8.2.4的规定校正步距、纵距、横距及立杆的垂直度。剪刀撑、平面斜撑搭设应随立杆、纵向和横向水平杆等同步搭设。在脚手架四角沿高度每隔6米设风缆一道，以加强支架整体稳定。

模板在平面上分为四片，四个侧面独自成片。安装时，在四角处用螺栓连接即可形成整体模板。在高度上分为两节，每节高度为4.5米。第一次墩身砼浇筑高度为9米，模板（9米高，分两节。）安装由浮箱上的汽吊完成，以后每次模板（4.5米）安装均由脚手架上的2T小型卷扬机完成。安装卷扬机时，务必使卷扬机处于模板吊点的正上方，确保垂直起吊。

砼浇筑用输送泵进行，输送泵的下端与墩身砼中预埋件作刚性连接，上端与模板作刚性连接。砼需分层浇筑，每层不超过30cm。第一节墩身（9米）浇筑完毕后，继续加高脚手架。此时，因高度较高，汽吊不便操作，故墩身钢筋、模板均由设在脚手架顶上的小型卷扬机负责起吊，待墩身上部钢筋制作、安装完毕后，只需将墩身底部一节模板移至上部（第二次模板安装高度为4.5米）后即可，然后将脚手架下部与墩身用钢管进行固结。周而复始，直至整个墩身浇筑完毕。

2）脚手架稳定性验算

脚手架总高度按35米计，根据受力分析可知，整体底部单根立杆为最不利情形。因起吊模板时，卷扬机位置偏向横梁一侧，按保守计，活载由该侧4根立杆承担。现验算最下一层的立杆受力情况。根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)附录B查得普通φ48×3.5钢管的有关参数为：

截面积    A=4.×102 mm2

截面回转半径  i=15.78 mm

抗压强度  f=205 Mpa

每米重量   38.4 N/m

(1)、恒载

a、脚手架结构重(一侧)

立杆      35×20×38.4=26880 N

大横杆    6×48×38.4=11059  N

小横杆    1.5×192×38.4=11059 N

剪刀撑    16.8×6×38.4=3871 N

平面斜撑  5×4×12×38.4=9216 N

扣件      750×15.4=11550 N

b、构配件自重(一侧)

木脚手板    6×1.0×350=2100 N

栏杆、木脚手板挡板  6×140=840  N

横梁20#槽钢    2×6×198=2376  N

恒载由所有立杆均匀承担，则每杆立杆的恒载为：

G=（26880+11059+11059+3871+9216+11550+2100+840+2376）/20

=3948 N

(2)、活载（未考虑风荷载）

施工均布荷载   6×1.0×3000=18000 N

模板           12000 N(单片模板重2T，两台卷扬机各承担1T。按最不利状态计，1T重量由一侧4根立杆承担，考虑1.2冲击系数)

Q=18000/16+12000/4=4125  N

(3)、总荷载

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.3.2款的规定计算得轴向力设计值：

N=1.2G+1.4Q=1.2×3948+1.4×4125=10513  N

(4)、立杆稳定性计算

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.3.1款的规定，立杆稳定性的计算公式为（不组合风荷载时）：

N/(ψA)≤f 

根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.3.3款的规定可知立杆计算长度为：l0=kuh,连墙件按三步三跨布置，由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.3.3款查得k=1.155，u=1.75，

故  立杆计算长度为  l0=kuh=150×1.155×1.75=303.2

长细比  Λ=l0/i=303.2/1.578=192，由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)附录C查得稳定系数 ψ=0.195

 N/(ψA)= 10513/(0.195×4.×10-4)=110  Mpa

 f=205 Mpa

N/(ψA)≤f 

另由《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)第5.1.9款查得双排脚手架立杆的容许长细比［Λ］=210

故Λ=192＜210  

所以立杆稳定性满足要求。                                         

3 总结与分析

提模施工法与翻模、滑模相比，所需设备少、操作简单、适用范围广，但高度受到脚手架高度的，一般不宜超高50米。施工时需要注意的几点是：a、在脚手架上用于提升模板的卷扬机必须是慢速的，使得模板在一种近似静止的状态中得以提升；b、在脚手架搭设过程中必须按规范要求进行，随时检查立杆的垂直度；c、在高度每隔6米必须在四角设风缆，在脚手架下部与墩身砼固结后可以拆除。d、在提升模板时，必须在模板上系一绳索，确保在提模过程中模板不碰撞脚手架和水平晃动。下载本文