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摘要：我國建筑行业中关于滑模施工工艺、技术要求、规范标准等技术指标已接近完善化，但由于滑模施工适用于各类垂直高度较大的筒、柱、塔状结构物，其结构特性、工艺要求决定了相应的滑升速度，无法形成统一化的指导标准。本文针对我国桥梁工程中高墩滑模施工的实际情况，参考准兴运煤高速公路A4-1合同段高墩滑模施工的实施过程及控制办法，阐述如何在保证质量和安全的前提下，结合现场实际情况，通过对影响滑模滑升速度的各因素（混凝土配合比、坍落度、贯入阻力值、环境温度、外加剂等）进行数据分析，提出可行性的高墩滑模滑升速度实施范围，构筑切实可行的滑升速度控制方案。
关键词：高墩滑模；滑升速度；控制
中图分类号：U445.39 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
准兴运煤高速公路位于内蒙古自治区西南部，是自治区第一条专门的运煤高速公路。准兴A4-1项目位于和林格尔县大红城乡西侧，全线长4km，其中路基工程3.33km，K28+715小缸房高架桥全长667m，上部结构为22×30预应力混凝土预制T梁，下部结构采用桩基础、柱式墩、肋式台，其中4-17#墩为空心薄壁高墩，墩柱高度29.039m-39.788m，平均高度为35.093m。高墩施工工艺采用滑模施工。
高墩滑模施工取消了传统施工工艺中的模板工程，整个滑升系统由定型模板、桁架、操作盘、提升架、支撑杆、液压系统等部分组成，施工连续性高、整体性好、交叉作业多，因此要求施工人员技术精湛、操作熟练，能够在保证质量和安全的前提下高效的完成滑模的滑升。在此过程中，把控好滑升速度对于高墩的质量起着决定性作用。
2.研究高墩滑模滑升速度控制的意义
2.1满足施工进度要求
准兴A4-1项目K28+715小缸房高架桥作为准兴高速的进度节点控制工程，高墩的施工进度决定着准兴高速的通车时间。为加快施工进度，28座高墩均采用滑模进行施工，与准兴A1合同段高墩翻模施工工艺（相比节约了施工时间，缩短了桥梁下部结构的施工工期，以40m高墩为例，采用翻模施工需35-40天，而采用滑模施工仅需9-10天时间。而滑模滑升速度是高墩施工的关键控制指标，采用科学合理的方法提高滑升速度成为保证工期的首要课题。
2.2满足施工质量、安全要求
滑模施工中滑升速度的快慢将影响到高墩混凝土的施工质量和操作平台上施工人员的安全。滑升速度过快会导致表面混凝土坍落、掉角、脱筋、气泡，过慢则会产生麻面、裂缝、粘模等现象，影响工程质量。同样，由于滑升速度过快，混凝土强度无法支撑施工荷载而导致的支撑杆失稳，容易发生安全事故。因此，如何合理的控制好滑升速度对于高墩质量和人员安全有非常重大的意义。
3.影响滑升速度的主要因素
根据准兴A4-1项目高墩滑模施工现场监控及记录，分析出影响滑模滑升速度的主要因素有以下几个方面：混凝土技术指标、施工过程控制、人为因素（各工种交叉作业配合熟练程度）、环境温度，参考《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ 113-87）的规定，考虑支撑杆的稳定性、结构物整体稳定性进行分析，确定滑升速度的取值范围，以指导后续施工。
3.1混凝土技术指标
根据准兴A4-1项目《高墩滑模专项技术方案》要求，滑模混凝土设计标号为C35，设计配合比如下：水泥：砂：石：水：减水剂=306:764:1099:159:3.2，设计坍落度在120mm-160mm之间，水灰比0.38，初凝时间4-6小时，终凝时间10小时左右。根据规范要求，混凝土出模强度达到0.2-0.4MPa时即可进行滑模滑升。在实际施工中，通过改善原材料质量，降低含泥量，掺入外加剂及钢纤维等措施来保证混凝土的各项技术指标满足规范及方案要求。
根据《液压滑动模板施工技术规范》可知，混凝土出模强度宜控制在0.2-0.4MPa或贯入阻力0.30-1.05KN/cm2，此时滑升速度V=(H-h-a)/T；
式中 V－模板滑升速度（m/h）；
H－模板高度（m）；
h－每层浇筑混凝土厚度（m）；
a－混凝土浇灌满后，其表面至模板上口的距离，取0.05-0.10m；
T－混凝土达到出模强度所需的时间（h）；
3.2施工过程控制
施工过程的连续性对于滑模施工效率起着决定性作用。结合现场实际生产情况，影响施工连续性的因素有以下几点：施工人员的操作熟练度、后台材料供应、模板垂直度和轴线偏位的控制和调整、液压系统的损坏等。为避免上述问题的出现，准兴A4-1项目要求专业的施工人员投入生产，每天对模板的位置、千斤顶、液压系统等进行测量、检查，发现隐患提前调整或更换，强化后台材料的加工及供料效率，避免发生停滑待料现象，保证施工连续化作业。
3.3人为因素
在劳务队伍选择上，本着“有高墩滑模施工经验，操作熟练、班组协作时间长”的原则，进场后进行施工工艺培训及技术交底，合理安排操作平台上施工人员（只需满足施工进度即可），分班组连续作业，提前安装好操作平台上的安全防护支架和安全网，根据施工情况合理安排班组，减少夜间班组施工时间，防止因疲劳施工出现技术失误，尽可能保证施工的连续性，以期提高滑模滑升速度。
3.4环境温度
根据现场实测数据分析，天气温度在15-30度之间时，滑模滑升速度可达到0.188m/h，而温度在5-15度之间时，滑升速度下降到0.166m/h。在实际施工中，为避免温度下降对滑升速度的影响，在混凝土中掺入早强减水剂、调整混凝土坍落度至120mm-140mm、适当降低混凝土中水含量、调整施工配合比等方式来保证滑升速度。
3.5支撑杆的稳定性
根据《液压滑动模板施工技术规范》要求，为保证支撑杆不失稳，滑升速度V=10.5/(T·
√K·P)+0.6/T；
式中 V－模板滑升速度（m/h）；
P－单根支撑杆的荷载（KN）；
K－安全系数,取K=2；
T－在作业班的平均气温条件下，混凝土强度达到0.7-1.0MPa 所需的时间（h）；
3.6结构物整体稳定性
就准兴A4-1项目高墩而言，由于结构整体刚度大，混凝土强度等级高（C35），并沿垂直高度方向有两道横隔板相连，竖向、环向及水平配筋量大，经计算整体稳定性符合要求。
滑升速度现场控制的难点在于3.1和3.5，其他项次可通过合理的施工组织、调整外加剂成分、增加影响系数等方式来进行修正。3.1和3.5均与混凝土早期强度有关，出模强度可在现场配置贯入阻力仪进行测试，比较方便；而支撑杆稳定强度无贯入阻力值的规定，只能在万能试验机上进行，施工现场无法测试，现场控制缺乏可操作性。为此，我们力求寻找混凝土早期强度与贯入阻力的相关关系， 通过现场贯入阻力试验结果推定混凝土的早期强度，从而科学地选择控制滑升速度的条件和方法。
4. 滑升速度控制研究方法
通过对3.1和3.5控制滑升速度的两个方程式的分析，除达到规定强度所需时间(T)外，其余参数均为常数，在《高墩滑模专项技术方案》中已经确定。因此，在施工过程中，实验室通过现场同条件取样进行贯入阻力值与龄期的关系（N-t）、强度与龄期的关系（fc-t）试验，依据实验记录绘制出以龄期为横坐标轴，贯入阻力值、混凝土强度为纵坐标轴的曲线，再按照上述两条曲线建立贯入阻力值和混凝土强度之间的关系（N-fc）。当试验关系确定后，现场施工只需要进行混凝土贯入阻力试验，即可推定出相应的混凝土强度和达到规定强度所需要的时间，参考施工控制中的影响系数，计算出控制性滑升速度。现以4#墩左幅高墩滑模为例进行说明。4#左幅高墩施工时间为8月4日至8月11日，天气温度在18-27度，试验温度在20度，（N-t）、（fc-t）、（N-fc）曲线见图1、2、3。
图1 混凝土贯入阻力与龄期的关系曲线图（N-t曲线）
图2 混凝土强度与龄期的关系曲线图（fc-t曲线）
图3 混凝土强度与贯入阻力值的关系曲线图（N-fc曲线）
通过图1-3，按3.1中计算公式可得出混凝土贯入阻力为0.387KN/cm2，混凝土强度达到0.4MPa时，时间为4.0h，由此计算滑升速度V=0.2m/h；按3.5中要求当混凝土强度达到1MPa时，龄期为4.7h，由次计算出滑升速度V=0.21m/h，为安全起见，取V=0.2m/h，考虑到施工过程、人为因素的影响，取修正系数α=0.9（温度在15-30度之间），此时实际滑升速度V实=α·V=0.18m/h；当温度下降到5-15度时，取修正系数β=0.8，此时滑升速度V实=β•V=0.16m/h。4#左幅实际施工中的滑模滑升速度V=0.185m/h，实际滑升速度與计算得出的滑升速度基本符合。
5. 现场数据验证
通过对准兴A4-1已施工完成的4#-9#高墩的数据统计得出平均滑升速度为
V平=0.185m/h；数据详见表1，通过表1可知，不同温度条件下的现场施工滑升速度与理论计算速度基本一致。
6.结语
6.1高墩滑模施工中，用贯入阻力仪现场测定贯入阻力值推定混凝土强度，总结出控制滑升速度的方法（N-fc曲线法），可在保证质量和安全的前提下，对滑升速度提供最佳选择，以缩短工期，提高经济效益。
6.2根据上述分析，得出指导高墩滑模施工的控制性滑升速度：温度在5-15度时，滑升速度V=0.16m/h；当温度在15-30度时，滑升速度V=0.18m/h。
6.3影响贯入阻力和混凝土早期强度因素较多，如水泥品种标号、混凝土坍落度和外加剂种类（早强或缓凝剂）等，当上述因素有较大变化时应及时测试，作出新的控制曲线，用以调整滑升速度。
参考文献
[1] JTG F80/1-2004 公路工程质量检验评定标准[M].中华人名共和国交通部.2004.
[2]《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ 113-87）[M]. 中华人民共和国冶金工业部.1988.
[3]《公路工程试验工程师手册》[M].人民交通出版社.2004.
[4]《新编桥梁施工工程师手册》[M].人民交通出版社.2011.
[5]《公路桥涵施工技术规范》实施手册 [M].人民交通出版社.2011.
[6] 准兴运煤高速A4-1项目《高墩滑模专项技术方案》2012.7.1.
[7] 准兴运煤高速A4-1项目《高墩滑模专项技术交底》2012.7.25.
关键词：高墩滑模；滑升速度；控制
中图分类号：U445.39 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
准兴运煤高速公路位于内蒙古自治区西南部，是自治区第一条专门的运煤高速公路。准兴A4-1项目位于和林格尔县大红城乡西侧，全线长4km，其中路基工程3.33km，K28+715小缸房高架桥全长667m，上部结构为22×30预应力混凝土预制T梁，下部结构采用桩基础、柱式墩、肋式台，其中4-17#墩为空心薄壁高墩，墩柱高度29.039m-39.788m，平均高度为35.093m。高墩施工工艺采用滑模施工。
高墩滑模施工取消了传统施工工艺中的模板工程，整个滑升系统由定型模板、桁架、操作盘、提升架、支撑杆、液压系统等部分组成，施工连续性高、整体性好、交叉作业多，因此要求施工人员技术精湛、操作熟练，能够在保证质量和安全的前提下高效的完成滑模的滑升。在此过程中，把控好滑升速度对于高墩的质量起着决定性作用。
2.研究高墩滑模滑升速度控制的意义
2.1满足施工进度要求
准兴A4-1项目K28+715小缸房高架桥作为准兴高速的进度节点控制工程，高墩的施工进度决定着准兴高速的通车时间。为加快施工进度，28座高墩均采用滑模进行施工，与准兴A1合同段高墩翻模施工工艺（相比节约了施工时间，缩短了桥梁下部结构的施工工期，以40m高墩为例，采用翻模施工需35-40天，而采用滑模施工仅需9-10天时间。而滑模滑升速度是高墩施工的关键控制指标，采用科学合理的方法提高滑升速度成为保证工期的首要课题。
2.2满足施工质量、安全要求
滑模施工中滑升速度的快慢将影响到高墩混凝土的施工质量和操作平台上施工人员的安全。滑升速度过快会导致表面混凝土坍落、掉角、脱筋、气泡，过慢则会产生麻面、裂缝、粘模等现象，影响工程质量。同样，由于滑升速度过快，混凝土强度无法支撑施工荷载而导致的支撑杆失稳，容易发生安全事故。因此，如何合理的控制好滑升速度对于高墩质量和人员安全有非常重大的意义。
3.影响滑升速度的主要因素
根据准兴A4-1项目高墩滑模施工现场监控及记录，分析出影响滑模滑升速度的主要因素有以下几个方面：混凝土技术指标、施工过程控制、人为因素（各工种交叉作业配合熟练程度）、环境温度，参考《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ 113-87）的规定，考虑支撑杆的稳定性、结构物整体稳定性进行分析，确定滑升速度的取值范围，以指导后续施工。
3.1混凝土技术指标
根据准兴A4-1项目《高墩滑模专项技术方案》要求，滑模混凝土设计标号为C35，设计配合比如下：水泥：砂：石：水：减水剂=306:764:1099:159:3.2，设计坍落度在120mm-160mm之间，水灰比0.38，初凝时间4-6小时，终凝时间10小时左右。根据规范要求，混凝土出模强度达到0.2-0.4MPa时即可进行滑模滑升。在实际施工中，通过改善原材料质量，降低含泥量，掺入外加剂及钢纤维等措施来保证混凝土的各项技术指标满足规范及方案要求。
根据《液压滑动模板施工技术规范》可知，混凝土出模强度宜控制在0.2-0.4MPa或贯入阻力0.30-1.05KN/cm2，此时滑升速度V=(H-h-a)/T；
式中 V－模板滑升速度（m/h）；
H－模板高度（m）；
h－每层浇筑混凝土厚度（m）；
a－混凝土浇灌满后，其表面至模板上口的距离，取0.05-0.10m；
T－混凝土达到出模强度所需的时间（h）；
3.2施工过程控制
施工过程的连续性对于滑模施工效率起着决定性作用。结合现场实际生产情况，影响施工连续性的因素有以下几点：施工人员的操作熟练度、后台材料供应、模板垂直度和轴线偏位的控制和调整、液压系统的损坏等。为避免上述问题的出现，准兴A4-1项目要求专业的施工人员投入生产，每天对模板的位置、千斤顶、液压系统等进行测量、检查，发现隐患提前调整或更换，强化后台材料的加工及供料效率，避免发生停滑待料现象，保证施工连续化作业。
3.3人为因素
在劳务队伍选择上，本着“有高墩滑模施工经验，操作熟练、班组协作时间长”的原则，进场后进行施工工艺培训及技术交底，合理安排操作平台上施工人员（只需满足施工进度即可），分班组连续作业，提前安装好操作平台上的安全防护支架和安全网，根据施工情况合理安排班组，减少夜间班组施工时间，防止因疲劳施工出现技术失误，尽可能保证施工的连续性，以期提高滑模滑升速度。
3.4环境温度
根据现场实测数据分析，天气温度在15-30度之间时，滑模滑升速度可达到0.188m/h，而温度在5-15度之间时，滑升速度下降到0.166m/h。在实际施工中，为避免温度下降对滑升速度的影响，在混凝土中掺入早强减水剂、调整混凝土坍落度至120mm-140mm、适当降低混凝土中水含量、调整施工配合比等方式来保证滑升速度。
3.5支撑杆的稳定性
根据《液压滑动模板施工技术规范》要求，为保证支撑杆不失稳，滑升速度V=10.5/(T·
√K·P)+0.6/T；
式中 V－模板滑升速度（m/h）；
P－单根支撑杆的荷载（KN）；
K－安全系数,取K=2；
T－在作业班的平均气温条件下，混凝土强度达到0.7-1.0MPa 所需的时间（h）；
3.6结构物整体稳定性
就准兴A4-1项目高墩而言，由于结构整体刚度大，混凝土强度等级高（C35），并沿垂直高度方向有两道横隔板相连，竖向、环向及水平配筋量大，经计算整体稳定性符合要求。
滑升速度现场控制的难点在于3.1和3.5，其他项次可通过合理的施工组织、调整外加剂成分、增加影响系数等方式来进行修正。3.1和3.5均与混凝土早期强度有关，出模强度可在现场配置贯入阻力仪进行测试，比较方便；而支撑杆稳定强度无贯入阻力值的规定，只能在万能试验机上进行，施工现场无法测试，现场控制缺乏可操作性。为此，我们力求寻找混凝土早期强度与贯入阻力的相关关系， 通过现场贯入阻力试验结果推定混凝土的早期强度，从而科学地选择控制滑升速度的条件和方法。
4. 滑升速度控制研究方法
通过对3.1和3.5控制滑升速度的两个方程式的分析，除达到规定强度所需时间(T)外，其余参数均为常数，在《高墩滑模专项技术方案》中已经确定。因此，在施工过程中，实验室通过现场同条件取样进行贯入阻力值与龄期的关系（N-t）、强度与龄期的关系（fc-t）试验，依据实验记录绘制出以龄期为横坐标轴，贯入阻力值、混凝土强度为纵坐标轴的曲线，再按照上述两条曲线建立贯入阻力值和混凝土强度之间的关系（N-fc）。当试验关系确定后，现场施工只需要进行混凝土贯入阻力试验，即可推定出相应的混凝土强度和达到规定强度所需要的时间，参考施工控制中的影响系数，计算出控制性滑升速度。现以4#墩左幅高墩滑模为例进行说明。4#左幅高墩施工时间为8月4日至8月11日，天气温度在18-27度，试验温度在20度，（N-t）、（fc-t）、（N-fc）曲线见图1、2、3。
图1 混凝土贯入阻力与龄期的关系曲线图（N-t曲线）
图2 混凝土强度与龄期的关系曲线图（fc-t曲线）
图3 混凝土强度与贯入阻力值的关系曲线图（N-fc曲线）
通过图1-3，按3.1中计算公式可得出混凝土贯入阻力为0.387KN/cm2，混凝土强度达到0.4MPa时，时间为4.0h，由此计算滑升速度V=0.2m/h；按3.5中要求当混凝土强度达到1MPa时，龄期为4.7h，由次计算出滑升速度V=0.21m/h，为安全起见，取V=0.2m/h，考虑到施工过程、人为因素的影响，取修正系数α=0.9（温度在15-30度之间），此时实际滑升速度V实=α·V=0.18m/h；当温度下降到5-15度时，取修正系数β=0.8，此时滑升速度V实=β•V=0.16m/h。4#左幅实际施工中的滑模滑升速度V=0.185m/h，实际滑升速度與计算得出的滑升速度基本符合。
5. 现场数据验证
通过对准兴A4-1已施工完成的4#-9#高墩的数据统计得出平均滑升速度为
V平=0.185m/h；数据详见表1，通过表1可知，不同温度条件下的现场施工滑升速度与理论计算速度基本一致。
6.结语
6.1高墩滑模施工中，用贯入阻力仪现场测定贯入阻力值推定混凝土强度，总结出控制滑升速度的方法（N-fc曲线法），可在保证质量和安全的前提下，对滑升速度提供最佳选择，以缩短工期，提高经济效益。
6.2根据上述分析，得出指导高墩滑模施工的控制性滑升速度：温度在5-15度时，滑升速度V=0.16m/h；当温度在15-30度时，滑升速度V=0.18m/h。
6.3影响贯入阻力和混凝土早期强度因素较多，如水泥品种标号、混凝土坍落度和外加剂种类（早强或缓凝剂）等，当上述因素有较大变化时应及时测试，作出新的控制曲线，用以调整滑升速度。
参考文献
[1] JTG F80/1-2004 公路工程质量检验评定标准[M].中华人名共和国交通部.2004.
[2]《液压滑动模板施工技术规范》（GBJ 113-87）[M]. 中华人民共和国冶金工业部.1988.
[3]《公路工程试验工程师手册》[M].人民交通出版社.2004.
[4]《新编桥梁施工工程师手册》[M].人民交通出版社.2011.
[5]《公路桥涵施工技术规范》实施手册 [M].人民交通出版社.2011.
[6] 准兴运煤高速A4-1项目《高墩滑模专项技术方案》2012.7.1.
[7] 准兴运煤高速A4-1项目《高墩滑模专项技术交底》2012.7.25.