摘要：结合本文作者在虹梅南路高架项目立柱现场浇筑的施工经验，在应用过程中推广使用“模架一体化”施工工艺，立柱钢筋在钢筋加工车间胎膜上统一焊接完成，通过平板车运输至现场，采用汽车吊安装于承台顶层钢筋上，待承台砼浇筑完毕并达到一定强度后，安装立柱定型模架一体式模板，快速化施工高架立柱，并提高立柱施工质量，可指导今后类似工程项目。
关键词：立柱、模板、支架、高架桥、模块化
Application of upright column modular construction in Urban Viaduct
Liu Jinting
（Shanghai Road And Bridge（Group）Co.，Ltd.，Shanghai 200433，China）
Abstract：Combined with the author's experience in the construction of Hongmei South Road Viaduct project，about the column of Site pouring，in the application process to promote the use of "Template support integration" construction technology，The column steel bar is welded on the steel bar formwork of the steel bar processing workshop，through flatbed transport to the site，fixed on the top floor of the cushion cap with a car crane，After concrete pouring in the cushion cap reaching a certain strength，then can be installed upright column template，and pouring the upright column quickly，Improve the construction quality of the upright column at the same time，And guide the similar projects in the future.
Key word：upright column，template，bracket，viaduct，modularized.
0 引言
近年来，上海市在大力推广城市高架，以缓解城市交通拥堵问题，虹梅南路高架建于现状虹梅南路上，原虹梅南路为城市主干道，全长达10km，高架施工期间，对现状交通造成了大面积影响，高架建设的工期势必是施工方严格控制的方向。因而在桩基、承台、立柱、盖梁、小箱梁、防撞墙等部位均采用工厂模块化与现场安装相结合的工艺，从而提高了高架建设的速度，并保证了工程施工质量。本文针对立柱模块化施工从钢筋、模板、操作平台等方面进行详述。
1 工程概况
虹梅南路-金海路通道（虹梅南路段）新建工程北起中环线立交北侧（主线桩号K0+403），沿虹梅南路向南至闵行区永德路北侧高架接地（主线桩号K10+490），与虹梅南路-金海路通道工程（越江段）相接，全长约10.89千米。
本工程主线立柱型式分为LK型、LC型（本文以LK型立柱为例进行详述）；其中LK为双柱式立柱，单柱柱底最大截面尺寸1.5m*1.8m（横*顺），单柱柱顶最大截面尺寸为2.4m*1.8m（横*顺），立柱上部在横桥向成花瓶型向两侧展开，在柱顶与盖梁固接。立柱施工过程中钢筋保护层及外观质量要求较高。
图1 立柱LK型型式
2 立柱模块化施工特点
2.1 施工工艺流程
图2 立柱施工工艺流程图
2.2 钢筋模块化——加工、运输及安装
立柱钢筋骨架在钢筋加工车间集中加工[1]，钢筋采用数控弯曲机弯曲成型，主筋接头采用冷挤压套筒，并满足《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107）中I级接头的要求。钢筋弯配后通过立柱钢筋加工胎具进行焊接成型，钢筋胎架加工精度控制在1mm以内，钢筋焊接采用CO2气体保护焊。钢筋保护层厚度为40mm，按混凝土保护层垫块按4个/m2布置。
成型立柱钢筋笼单个重量5~6t，采用平板车运输至施工现场。立柱安装前，采用全站仪在承台顶层钢筋位置放样出立柱四个角点，并拉好线绳，然后采用25t汽车吊，通过扁担梁对钢筋笼进行吊装，安装于已绑扎完成的承台钢筋之上，并且将主筋锚入承台，立柱钢筋定位完成后，采用L型钢筋将主筋与承台底钢筋焊接固定，并进行承台内箍筋焊接，上部采用缆风绳将钢筋固定于承台基坑围护钢板桩上。
图3 LK和LC型立柱钢筋加工胎具
2.3 模板支架模块化
立柱模板采用8mm冷轧钢板制作，骨架为槽钢，模板制作时委托具有一定资质的厂家进行加工制作。加工时必须保证模板结构尺寸准确，刚度和强度满足施工要求。钢模整体密封性能、表面平整度及光洁度符合要求，圆角要平顺，以保证墩身外美、内实，模板拼缝采用平口法，背肋为[8#槽钢、间距32cm，围檩为双[12#槽钢，外部对拉螺杆采用Ф25精轧螺纹钢，端部采用双螺母固定。
立柱模板采用专业厂家定制整体钢模[2]，高度根据本标段立柱高度进行配模，固定段高度5.058m，直线段按照高度2m、1m、0.5m、0.25m、0.1m块进行配模，以满足各立柱段施工。本标段模板在配模过程中同时考虑到立柱外观，确保外露接缝数量在1～2条。
表1 钢模拼装允许偏差及检验方法
2.4 操作平台模块化
立柱施工操作平台在工程上应用较多，用于对立柱钢筋、模板进行质量验收以及混凝土浇注过程中，工人行走平台。本工程根据立柱顶部平面尺寸，设计定型化、模块化操作平台，在模板安装完成后，采用汽车吊整体吊装操作平台，支撑于立柱模板侧面牛腿上，平台与牛腿间通过定位插销进行匹配，插销高度15cm，防止滑动。操作平台采用4#方钢焊接而成，高度1.2m，走道宽度80cm，作业人员通过登高车进入操作平台，保证人员上下安全。
立柱混凝土采用汽车泵泵送入模，为防止混凝土浇筑过程中离析，出料口距离混凝土浇筑面高度不得超过1m，采取分层连续浇筑，并配合人工振捣。
图4 立柱模架及操作平台
2.5 平台及模板拆除
待混凝土浇注完毕，初凝后（一般第二天），对操作平台进行拆除，钢丝绳固定后，采用25t汽车吊直接起吊，拆除操作平台，然后使用登高车拆除牛腿。
侧模在混凝土强度达到2.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除。模板拆除时，同样采用25t汽车吊机配合进行，拆模前必须先将吊机钢丝绳挂钩好待拆模板后才能拆除最上层螺栓，按先上后下的顺序进行，在拆除至最后一片模板时，采用缆风绳将其与立柱顶部预埋筋连接，保证整个模板的稳定性。
3 模架体系受力分析
设计模板的面板采用厚度为8mm的Q235钢板；贴面板竖肋用10#槽钢，间距300mm；正面模板背楞为双根][16#a槽钢焊接于模板上，侧面模板背楞为双根][16#a槽钢焊接于模板上，；法兰采用-14*100扁钢；四边设置斜拉对拉杆；单节分4块，正面倒角平板2块，侧面平板模板2块。
图5：立柱模板截面图
3.1 混凝土侧压力计算
根据现场施工经验并放大考虑，混凝土灌筑速度取5M/h，灌筑高度取13M，施工气温取为25℃。新浇筑混凝土作用于模板的最大侧压力，可按下列公式计算，并取值作计算依据。
（1）
取β1=1.2，β2 =1.15，由式（1）计算时：F=0.22*25*6*1.2*1.15* √5=101KN/㎡
新浇筑混凝土对模板的最大侧压力为：101 KN/㎡
检验强度、挠度时荷载设计值为：F=101*1.2+4*1.4=126.8 KN/㎡
3.2 面板强度验算
面板支承于横肋和竖肋之间，横肋间距800mm；竖肋间距为300mm；lx / ly=300/800=0.266，可按双向板计算，其中lx、ly分别为板的短边和长边。
（1）强度验算
选用板区中三面固定、一面简支的最不利受力情况进行计算：
lx/ ly=300/800=0.266，查相应图表，得强度系数Km=0.0836，挠度系数Kf=0.00258
取1mm宽的板条作为计算单元，求板的最大弯矩为：Mmax=Km* q* lx2.
q= F *1=0.126*1=0.126N/mm
Mmax=0.0836*0.126*1*300*300 =948N.mm
面板的截面系数：Wx=1/6bh2=1/6*1*82=10.7mm3
应力为：σmax= Mmax/ WX=948/10.7=88.6 N/mm2
则σmax =88.6 N/mm2 <f=215 N/mm2。满足强度要求。
（2）挠度验算
最大挠度 ƒmax=Kf*F*l4/B0。
其中，F= 0.126N/mm2，B0=Eδ3/12（1-μ2）=2.1*105*63/12*（1-0.32）=41.5*105N.mm
ƒmax=0.00258*0.126*3004/（41.5*105）=0.63mm≤[W]=1mm。满足挠度要求。
4 应用优势
立柱模块化施工能在城市高架中得到广泛应用主要有以下几方面优势：
1、钢筋工厂化制作可以有效的提高钢筋加工精度；同时减小现场工作量，降低现场钢筋绑扎施工风险，有效的避免上下交叉作业影响，并且降低了恶劣天气对施工进度的影响。
2、模板支架一体化施工，可有效的节省支架搭设时间，并且通过加强模板的刚度，提高支架的稳定性，消除钢管支架搭设带来的安全隐患。整体式大块钢模，可以有效减少拼缝，使得立柱外观美观。
3、钢筋笼安装、模板及操作平台安拆均采用汽车吊，可有效减少劳动力投入，并且提高工作效率，使立柱施工更加专业化、工艺更加成熟化。
5 结语
虹梅南路工程立柱施工全部采用模架一体化施工工艺，有效的提高了立柱施工进度，并增强了立柱施工质量，减小了现场施工安全风险，得到了业内的广泛认可，可在今后类似工程中加以应用。
参考文献：
[1]王国华.无落地支架立柱施工技术的应用[J].《中国市政工程》，2016（1）：66-68.
[2]方靓.立柱无支架施工技术在公路桥梁工程中的应用[J].《建筑施工》，2015（2）：125-127.
作者简介：刘金亭（1986-），男，上海人，工程师，主要从事市政桥梁工程施工技术管理工作。
论文作者:刘金亭
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
标签：立柱论文; 钢筋论文; 模板论文; 混凝土论文; 南路论文; 操作平台论文; 高架论文; 《基层建设》2019年第25期论文;