高墩辊模施工工法

1 前言

山区高速公路和铁路桥梁多为大跨、高墩，施工工期紧、质量要求高、安全保障难。为了加快高墩施工进度、提高施工质量和改善高空安全作业条件，我公司在结合高墩翻模和滑模施工技术各自优点的基础上，依托贵州凯里至羊甲高速公路排牙大桥高墩施工，对其进行研究、改进、创新形成了施工速度快、混凝土外观质量好、安全性高的辊模施工新技术。随后应用于贵州省凯羊高速公路台辰特大桥、余凯高速公路鱼洞Ⅰ号大桥、沿德高速公路麻岭特大桥等工程，且都取得了较好的效果，通过对该技术及其应用过程进行总结，形成了“桥梁高墩柱辊模施工工法”。

《桥梁高墩辊模施工技术研究》于2014年通过中国公路建设行业协会科技成果鉴定，认定总体达到国际先进水平，并获得“公路工程科技创新成果一等奖”、“2014年度全国交通运输行业科技创新成果一等奖”，高墩辊模施工装置获得“2014年度全国交通运输行业科技示范产品”。同时，“桥梁高墩柱辊模施工工法”获评2014年度公路工程工法，并被评为优秀公路工程工法。该工法目前已在贵州、广西、重庆、河南等多个省市进行推广应用。 2 工法特点

2.1 可连续施工，施工速度快，每天施工墩柱高4～6m。 2.2 混凝土工程质量好。 2.3施工作业条件好、安全性高。

2.4 在施工过程如遇外界天气等因素干扰，可随时停止施工，也可随时恢复施工。 2.5在高寒地区或冬季施工，加设保温措施极为方便。 2.6 施工简便、占用资源少、节能环保。 3 适用范围

3.1 本工法适用于各类公路、铁路及市政桥梁等截面高墩施工。

3.2本工法尤其适应地形复杂、施工场地狭窄、大型设备难以进场和工期短的山区桥梁等截面高墩施工。 4 工艺原理

本工法的工艺原理是采用辊、翻结合，辊模装置包括提升系统、外框架、内衬模及辅助工作平台，其中辊是工艺核心，在支撑内衬模的同时兼作外框架的行走轮。伴随混凝土的浇

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筑，外框架间歇上升，内衬模保持静止且不扰动混凝土，待混凝土满足拆模条件后，工人在辅助平台上将内衬模按翻模工艺循环施工。

1辊模支撑立柱2液压提升系统5内衬模板4辊轮3外框架图4-1 辊模施工装置示意图

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程（适用于等截面和横隔板方墩）

预埋支撑立柱和墩柱主筋第二次外框架提升，提升0.15m测量放样及定位第三次混凝土浇筑，浇筑0.3m 安装墩柱钢筋第三次外框架提升，提升0.3m安装辊模第四次混凝土浇筑，浇筑0.3m第一次混凝土浇筑，浇筑0.9m第四次外框架提升，提升0.3m拆除、清理第一层内衬模板第一次提升外框架，提升0.7m往复施工至第六次外框架提升安装剩余设施安装第二层内衬模板连续施工至施工完成第二次混凝土浇筑，浇筑0.3m混凝土养护图5-1 辊模施工工艺流程图

5.2 操作要点（适用于等截面无倒角和横隔板方墩）

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5.2.1预埋支撑立柱和墩柱主筋

（1）承台混凝土浇筑前，进行测量放样，在承台内精确预埋提升系统支撑立柱并加固，确保混凝土浇筑过程中立柱位置准确。

（2）预埋立柱位置参照墩柱钢筋位置提前综合考虑，避免主筋安装与提升千斤顶相互干扰。

（3）测量放样，按设计图纸要求精确施工墩柱预埋主筋。 5.2.2 测量放样及定位

放出墩柱外边线并标识，作为辊模外框架安放的控制线。 5.2.3 安装墩柱钢筋

（1）综合考虑钢筋接头与骨架的稳定，每层墩柱主筋下料长度宜为4.5m或6m。 （2）第一模主筋安装完成后，安装箍筋，安装高度为1.3m左右，以不影响千斤顶位置为依据。

5.2.4 安装辊模

（1）辊模由厂家统一定制，外框架精度应控制在±5mm以内。

（2）根据测量放样定位成果，安装外框架（高度1m）。四个外框架由高强螺栓连接。 （3）安装液压系统。 （4）安装上框架。

（5）安装第一层内衬模板（高度1.2m）。 （6）辊模调平。

（7）辊模系统安装前，用砂浆对承台顶面进行找平，辊模系统安装完成后，通过液压装置对辊模顶面进行调平，调平后用砂浆在辊模底面找平。

5.2.5 第一次混凝土浇筑

（1）第一次浇筑0.9m，作为整个框架系统支撑，预留0.1m进行第二级模板安装。 （2）混凝土浇筑完成后应进行凿毛，并对墩柱进行复测。 （3）安装垂直度控制装置。 5.2.6 第一次提升外框架

（1）第一次提升行程为70cm，提升应在混凝土浇筑完成12小时后进行。

（2）千斤顶提升过程中应观测千斤顶夹具与支撑立柱是否有松动和滑移现象，须保持所有千斤顶同步提升。

（3）千斤顶提升过程中应观察压力表压力值是否在范围内，如果超过规定值应立即停

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止提升并检查液压系统和模架系统，在问题解决后方可进行继续提升，必须确保所有压力表压力值处于规定范围之内。

（4）辊模提升0.7m后再进行调平，检查辊轮与内衬模之间是否有混凝土渣或水泥浆，如有应及时进行清除。

5.2.7 安装第二层内衬模板

（1）第二层内衬模板与第一层内衬模板采用阴阳锁扣连接（循环重复使用）。 （2）在内衬模板四角用角钢条（特制）连接锁固。 5.2.8 第二次混凝土浇筑

（1）从第二次混凝土浇筑开始进行连续施工。 （2）第二次混凝土浇筑高度30cm。 5.2.9 第二次外框架提升 （1）提升高度15cm。

（2）提升后立即进行箍筋绑扎，尽量缩短钢筋安装时间。 5.2.10 第三次浇筑混凝土

钢筋绑扎完成后立即进行第三次混凝土浇筑，浇筑高度为30cm。 5.2.11 第三次外框架提升 （1）提升高度为30cm。

（2）提升后立即进行钢筋绑扎，尽量缩短钢筋安装时间。 5.2.12 第四次浇筑混凝土

钢筋绑扎完成后立即进行第4次混凝土浇筑，浇筑高度为30cm。 5.2.13 第四次外框架提升 （1）提升高度为30cm。

（2）提升完成后，应安排专人拆除、清理第一层内衬模板并翻升至操作平台上。 （3）提升后立即进行钢筋绑扎，尽量缩短钢筋安装时间。

（4）钢筋绑扎完成后立即安装第三层内衬模板，尽量缩短内衬模板安装时间。 （5）模板安装完成后，进行第5次混凝土浇筑，浇筑高度为30cm。 （6）往复施工至第6次混凝土浇筑完成。 5.2.14 安装剩余设施

（1）第六次混凝土浇筑完成后，安装第二层外框架，用于拆除内衬模板。 （2）同时安装安全爬梯、物料提升机等设施。

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（3）上述设施安装完成后，辊模拼装全部完成，进入正常连续施工状态。一般应在3-5天内（墩柱施工高度在12-20m）暂停施工以进行液压系统、模架系统检修、维护。

5.2.15 连续施工至完成

安装完爬梯、物料提升机等设施后，可连续施工直至完成。 5.2.16 混凝土养护

养生采用包裹保湿养生或喷涂养护剂。 5.3 劳动组织

表5.3-1人员一览表

序号 1 2 3 4 5 6 6 7

6 材料与设备

名称 技术负责人及技术员 施工负责人及施工员 试验员 测量员 安全员 质检员 工人 机械司机 数量 2 2 2 2 2 2 24 2 职责 负责技术交底和技术控制 现场负责 负责现场混凝土性能检测 负责现场测量控制 负责现场安全检查 负责现场工序检验 两班制 负责混凝土调运浇筑 表6-1机具设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7

7 质量控制

设备名称 辊模 插入式振捣棒 插入式振捣棒 空压机 塔吊 安全爬梯 混凝土运输车 设备型号 定制 ZN50 ZN35 50 单位 套 台 台 台 台 套 台 数量 1 3 2 1 1 1 1 说明 根据墩身截面尺寸由厂家定制 墩身混凝土振捣 内衬模附近混凝土振捣 冲洗内衬模 提升内衬模 人员上下设施 固定罐车专门用于混凝土运输 12

本工法遵照《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011），《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/2-2004）等相关规范要求执行。

7.1 质量技术控制

7.1.1 垂直度控制：每天测量进行一次偏位复核和纠正，每次混凝土浇筑前通过吊锤或自动垂准仪控制垂直度。一旦发现偏位，通过每次提升进行纠正，但每次纠正不得超过3cm。

7.1.2 混凝土层与层之间接缝控制：应严格控制混凝土浇筑完成后的浮浆厚度，不得超过5cm，每次混凝土浇筑应将振捣棒插入下层混凝土内10cm左右，保证新旧混凝土的连接。

7.1.3模板拆除后及时清理内衬膜和混凝土表面，并及时进行养护。

7.1.4 遇到特殊情况暂停施工时，对混凝土顶面进行振捣找平，避免出现施工冷缝。复工前对混凝土顶面进行凿毛及清理。

7.1.5 浇筑完每层混凝土后立即对提升辊轮进行检查，并清理辊轮与模板间的混凝土渣及水泥浆，避免给后续提升造成障碍。

7.1.6 模板安装完成后应在内衬模顶面做限位装置，避免辊模外框架在提升过程中造成模板上移，影响混凝土外观质量。

7.1.7 拆除内衬模时，应严格控制外框架最后一次提升速度，拆模人员应提前就位，避免操作不当造成模板下落。

7.2 质量管理控制

7.2.1开工前技术负责人编制施工方案，技术员对现场工人做好技术交底。 7.2.2 施工前由质检员和安全员对辊模系统检查、验收。 7.2.3 施工过程中由施工负责人和施工员负责组织调配各种资源。 7.2.4 施工过程中由测量员负责墩身偏位和垂直度控制检测。 7.2.5试验员负责对混凝土各项指标进行检查及控制。 8 安全措施

本工法除遵循《中华人民共和全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《公路工程施工安全技术规程》等规定要求外，还在安全管理、技术及现场应急处理等方面采取如下措施：

8.1 安全管理措施

8.1.1 建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，做好安全技术交底。 8.1.2 编制辊模安全施工方案，落实安全生产制度，实施责任管理。 8.1.3 进入施工现场作业人员必须佩戴相应劳动保护用品。

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8.1.4 制定防高空坠落措施，施工现场划定安全区域并有效隔离，设置安全警示标志，防止非作业人员入内。

8.1.5 高墩柱辊模施工人员不得向下抛物。 8.2 安全技术措施

8.2.1 定期对辊模设备进行检验，确认设备运转是否正常，特别是千斤顶油泵、油表、上下锁紧装置。

8.2.2 在雷雨、大风等特殊气候条件下禁止高空作业。 8.3 应急措施

针对高墩柱辊模施工可能出现的事故编制专项的应急救援预案并进行演练。 9 环保措施

为确保对施工现场的环境保护，严格执行《中华人民共和国环境保》、《建设项目环境保护条例》等环保、法律和法规，本工法采取以下环境保护措施。

9.1 编制绿色辊模施工方案，施工前根据《绿色施工评价标准》进行辊模绿色施工策划，在辊模施工方案中编制绿色施工保证措施，内容涵盖“四节一环保”全部要求。

9.2 对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道进行洒水，防止尘土飞扬，污染环境。

9.3 做好夜间施工噪音控制。

9.4 做好施工现场废弃物、废水的收集及处理，防止对周边环境造成污染。 9.5 节约用地，减少对周边环境的开挖及破坏。

9.6 合理安排施工工序及进度，尽量做到施工机具资源共享，避免设备空转。 10 效益分析

10.1 经济效益

高墩柱辊模施工与传统的翻模、爬模施工相比，以4根60m空心墩为例，施工工期可节约40天左右，节约成本较翻模节约49.7元/m3，较爬模节约87.2元/m3，墩柱规模越大、高墩数量越多经济效益及工期效益越显著。尽管比滑膜施工成本高25.6元/m3，但辊模施工混凝土质量明显优于滑模。

10.2 社会效益

10.2.1 高墩柱辊模施工技术可明显提高混凝土质量、加快进度、提高生产效率、节约成本。

10.2.2 高墩柱辊模施工技术提供更为可靠的安全作业条件，降低了施工的安全风险。

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10.2.3 高墩柱辊模施工技术在原有山区高墩施工工艺的基础上，提供了一种新技术和新工艺，改善了山区狭窄地形条件下人工操作困难、劳动强度大、施工效率低、施工精度差、施工安全保障差、高空施工作业条件差等不利因素，突破传统高墩施工工艺对山区高速公路建设速度的制约。

10.2.4 高墩柱辊模施工技术加快了社会投资速度和效率，对国家经济建设的快速发展起到了一定的作用。

10.3 安全效益

辊模系统形成闭合的施工操作和维护平台，在模板安装与拆除及钢筋安装过程中都不会出现群死群伤现象发生，安全风险低，符合目前的安全管理环境需求。

10.4 环保效益

高墩柱辊模施工占地少、建筑垃圾少、便于集中收集处理，对周边环境不造成污染。 10.5 节能效益

10.5.1 辊模施工较少施工机械的使用，降低了能源的消耗，符合《绿色施工评价标准》中规定要求，符合目前“节能减排”的趋势。

10.5.2 各施工工序紧凑，可达到资源共享，减少资源浪费。 11 应用实例

11.1 贵州凯里至羊甲高速公路第五合同段排牙大桥8号墩和台辰特大桥3号墩采用辊模施工工艺施工。

11.1.1 排牙大桥8号墩为矩形实心墩，截面尺寸为2.6m×5.7m，墩高左幅45.8m、右幅45.9m；排牙大桥8号墩为辊模施工试验墩，通过试验墩施工总结辊模施工工艺，对施工过程中存在的问题进行原因分析、改进，完善辊模施工工艺；同时加强操作人员的技术培训工作，因为操作工人操作熟练成度，对施工速度和混凝土外观质量好坏影响极大。

11.1.2 台辰特大桥3号墩为空心薄壁墩，外部截面尺寸为6m×2.6m，内部空心部分尺寸为5m×1.6m，左右幅墩高均为48.06m，均采用辊模施工，此时辊模施工工艺较为成熟，操作工人操作熟练，仅用时16天完成单根墩柱施工，高墩施工速度快、外观质量好，经济效益明显，对后期的推广应用奠定了基础。

11.2 贵州余凯高速公路YT9合同段鱼洞Ⅰ号大桥主桥全幅3号、8号墩均为空心薄壁墩，墩高分别为53m、55m， 采用辊模施工，8号墩右幅为第一个使用辊模施工的墩柱，高55m墩柱用时不到一个月的时间就全部施工完成。比相邻爬模施工的6号墩工期缩短1个多月的时间。墩柱施工速度快，外观质量良好，施工安全保障高，得到了业主单位的一致

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认可和表扬，被业主评选为桥梁高墩施工示范工程。

11.3 贵州沿河至德江高速公路麻岭特大桥下构全幅12#、13#、14#墩柱为实心薄壁墩，使用辊模施工。墩高38.5～52m。墩柱截面尺寸均为5.25m×2.6m。

辊模在进行矩形实心薄壁墩施工时，每天可施工4～6m，麻岭特大桥右幅12号墩高44m，仅用11天时间就完成施工，大大的提高了墩柱的施工效率。为后续上部施工节约了近2个月的时间。同时混凝土的内在质量和外观质量得到了保证，安全性大大提高。施工至今，未发生一起安全事故。高墩柱辊模施工得到了贵州省交通建设工程质量监督局和贵州省高速集团余凯羊项目办的一致好评，被列为全省高速公路高墩施工参观学习的榜样。

目前，高墩柱辊模施工正在中交一公局重庆、广西、河南等地区的项目继续推广、应用，应用效果良好。

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