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施工技术

浅谈翻板模在山区桥梁高墩施工中的应用

日期:2015-8-20 16:01:06 来源:转载 浏览数:
 
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1 ·工程概况简介 
    洪水沟大桥桥梁全长258.72 m,桥跨上部结构为66+120+66 m 预应力混凝土变截面连续箱梁,桥墩为钢筋混凝土变截面单箱薄壁空心墩,墩顶尺寸为6 m×6 m(纵向×横向),墩底为 7.5 m×6m(纵向×横向)。其中1#、2#桥墩墩高分别为 94 m、70 m,灌注桩基础。桥台为重力式桥台,扩大基础。
    该桥正交跨越洪水沟,洪水沟冲沟深切,跨越处谷底宽 5~10 m,两岸为陡崖。上游桥台位于山顶斜坡处,坡度为 50~60°,下游桥台及两岸桥墩位于斜坡处,坡度为 60~80°。由于沟谷陡峻且外露岩体破碎,施工便道无法修至桥墩处,在桥墩施工时,只能采用特殊措施,将材料、模板、混凝土运至桥墩上。桥型布置见图1。

    2·桥墩施工工艺选择及模板设计 
    2.1 施工工艺比选 
    桥梁高墩施工中,通常采用滑模、爬模和翻板模三种施工工艺。 滑模机械化程度高,施工速度快,劳动强度小,混凝土整体性能好,但技术要求高,施工控制复杂,施工过程中易发生偏移和扭转,墩身表面易产生沟缝、错台,墩身横撑施工难处理。 爬模机械化程度高,但结构复杂,施工时需要大量预埋件和预留孔,爬架在提升过程中各提升动力设备协调同步要求高,遇大风时操作受到制约。 
    翻板模克服了滑模和爬模施工混凝土外观的不足,采用大模板施工的桥墩外观质量较好,效率高,墩身外观控制效果与定型大模板相同。 
    经比选,本桥空心墩采用翻板模施工工艺,塔吊提升模板。 
    2.2 模板设计 
    桥墩内外模板采用定型钢模,在工厂加工,现场组装。由于桥墩为变截面,需要在厂家加工调整模板。 
    2.2.1 工艺原理 
    翻板模每层模板高度为 2.25 m,共 3 层,混凝土每次浇筑高度为 4.5 m(即 2 层模板高度)。当最顶层模板混凝土浇筑完毕后,利用塔吊将下层模板拆除下放至施工平台后进行整修并预拼,利用塔吊进行安装、校正,绑扎钢筋,然后浇筑混凝土,就此循环。当墩身施工至较高处时,采用优质高效的脱模剂,减少模板下墩修整次数,直接翻升至上一层后进行简单修整即可满足施工要求。在纵向直面内外模上设置抗风架,模板在翻升过程中始终对平台起约束作用,抗风增稳。 
    2.2.2 总体构造 
    模板系统:翻板模由内外模板组成,共分三节,每节高 2.25  m。内模采用组合模板+特制角模,外模采用 6 mm 厚钢板定型加工成大块组合模板。围带采用双槽钢加钩头螺栓,内外模板连接采用拉杆。 
    吊架:吊架由角钢、吊杆、步板、围梯等组成,安装在平台纵横梁上,外挂密目网,随模板平台的提升而同步上升,是施工人员拆、立模板、混凝土表面整修、养生浇水等作业的场地,也是低温季节施工摆放升温火炉,防寒,保温,营造作业环境的设施。 
    附属设备:附属设备包括提模倒链滑车、照明、通讯联络、人员、运输设备、安全与消防设备及专用工具、设备等。 
    3·辅助设施施工 
    本桥 1#、2#墩位于洪水沟两侧陡峻的沟壁上,开工之初,施工人员、设备、材料无法到桥墩处,施工便道也无法修至各桥墩附近。 
    3.1 施工栈道修建和施工平台开挖 
    为方便桥墩施工人员上下洪水沟,沿山壁开凿一条 0.6 m 宽的施工栈道。栈道外侧设防护栏杆,栏杆采用φ40 普通焊管制作,纵向立柱间距为 2 m,立柱高度为 1.8m,纵横向钢管采用管卡固定,并辅以焊接。山崖悬空地段采用φ40 普通焊管做支架,上面铺木板。所有竖向立柱下端均插入φ25锚杆中。砂浆锚杆利用 YT-28 凿岩机钻孔,孔深 0.5 m,孔内注入 C20 水泥砂浆,插入φ25 锚杆,锚杆外露长度为 0.3 m。 在 1#、2#桥墩附近各搭设 150 m2的施工平台,用于安装混凝土输送泵、临时存放材料设备、吊运材料的周转场地。平台采用 DN50 钢管搭设,中间每 2 m 设一道水平撑,沿 45°方向设剪刀撑,外侧设斜撑。所有竖向立杆下端均插入φ25 砂浆锚杆,以防滑移。 
    3.2 缆索吊的架设 
    在桥梁上方约 45 m 位置架设 2 台 10 t 缆索吊,缆索吊沿桥梁轴线方向布设,分别位于箱梁腹板位置。缆索吊用于运输桥墩钢筋、施工物资、机械设备。桥墩施工时卸货点为 1#墩、2#墩施工平台。 
    3.2.1 缆索吊基础 
    由于 0#桥台一侧山体陡峻,且岩体极为破碎,锚固系统采用预应力锚索与锚碇形式,并对破碎岩体采用水泥浆注浆加固,对外露面进行喷射混凝土防护,以防缆索吊在后期运营期间因降雨造成边坡垮塌,危机缆索吊安全。3#台一侧地势较为平坦,采用重力式扩大基础锚锭。 
    锚墩系统:0#桥台一侧预应力锚索长度为 10 m,上下两排,横向间距为 2 m,竖向间距为 1.5 m,上下各 6 束。两侧锚墩均采用 C30 钢筋混凝土,结构形式为洞锚,洞内锚碇尺寸 6(宽)×2(高)×3(纵向长)m,后端采用 4 组×2 根Φ36 圆钢拉杆、ZG45 套筒锚固。锚墩混凝土主筋采用Φ16@27×15 布筋方式,分布筋采用Φ10@20 的布筋方式。 
    3.2.2 缆索吊设计 
    主索采用为φ50 mm[6X55SWS+IWR,1 770 MPa]双钢丝绳,牵引索采用Φ21.5 mm 钢丝绳,起重索采用Φ26mm 钢丝绳。所有钢丝绳抗拉强度均为 1 770 MPa。起重卷扬机为 7 t 摩擦式,牵引卷扬机为 10t 绳道牵引机。 
    3.3 塔吊及施工电梯安装 
    在 1#、2#墩两侧分别安装一台 QTZ6024 塔吊和 SC200/200 施工电梯。塔吊用于提升模板、吊运钢筋及小型设备配件,电梯供施工人员上下桥墩。 
    塔吊、电梯基础施工前,先开挖出施工平台,然后立模浇筑混凝土。塔吊和电梯基础混凝土均采用 C30 混凝土。塔吊基础尺寸为 2×2×3 m(长×宽×高)。电梯基础尺寸为各 2×2×2 m(长×宽×高)。基础混凝土通过输送泵泵至缓冲溜管,下落到施工平台,再经过输送泵泵送到工作面。 缆索吊吊运塔吊和电梯配件及标准节到各桥墩施工平台,人工配合缆索吊安装。 
    3.4 混凝土浇筑设备架设 
    由于受施工场地限制,施工便道不能修建到各桥墩处,拌和站只能设置在桥台附近地势较为开阔的明线路基上。混凝土的输送方式为:拌和机拌和混凝土,由 HBTS60 型输送泵将混凝土泵送到缓冲溜管,混凝土经缓冲溜管下落到沟底 1#桥墩处安装的 HBTS80-13-90 型输送泵受料斗,泵送到各桥墩各工作面。 
    4 ·桥墩施工 
    4.1 施工准备 
    人员准备:按施工作业要求组织好专业工班,进行安全、质量、技术等方面的教育培训,提高其综合素质,尤其是对控制台的操作人员,要选择责任心强的工人承担;机具设备及材料准备:按设计图纸清点、检查平台及模板各零部件的规格数量是否符合图纸要求;混凝土设备、模板准备:混凝土拌和、运输、提升、振捣机具设备数量满足需要,性能良好。养生上水管道提前备料。模板清洗,使板面洁净,对在运输途中产生的质量缺陷要修理校正,按规格清点堆放;预埋件准备:塔吊、电梯等预埋件提前加工;其他准备:布设桥墩中线平面控制网及方向控制护桩。编制好各墩身施工每板墩身高度、绝对高程,电梯、塔吊等高程位置,内模板纵横向尺寸、壁厚、混凝土数量等一览表,使施工到那里该做那些工作一目了然。 
    4.2 实心段施工 
    模板支立前,对承台顶面与墩柱接触范围内进行凿毛处理,并以高压水枪冲洗干净,以加强承台和墩柱混凝土交接面的粘接。实心段施工时,外膜的位置控制是以后各空心段施工的基础,模板的支立好坏直接关系到以后的施工质量。外膜顶要水平、尺寸准确。否则在空心段施工时,会造成模板不平整,影响墩身外观质量。 
    4.2.1 模板组装 
    利用Φ40 mm 钢管在实心段及墩身四周搭设施工脚手架平台,底节一次浇筑高度为 6.75 m,即 3节模板高度。第一层墩身模板的组装质量是关键,应按墩底截面精确放样,对承台顶线位、标高要进行抄平、调平,达到数点相对高差≤±2 mm,再次准确划出截面框线,测出桥墩纵、横中心线,按模板块度尺寸在框线上分划点,按排板图确定模板的拼装顺序,从纵、横中心点起,依次组装模板,合拢后再进行抄平、校正,当模板标高≤±2 mm,结构中心线误差≤±5 mm 后。上紧所有连接螺栓和围带钩头螺栓。注意企口要相互吻合一致,板缝严密,表面平整,圆顺,达到标准后组装加固模板。 
    4.2.2 钢筋绑扎 
    在地势较平坦的拌和站附近开挖施工平台作为钢筋加工场,钢筋在加工场加工,人工配合装载机运到 0#桥台附近,由缆索吊吊运到各桥墩施工平台,人工搬运到桥墩处绑扎。 
    4.2.3 混凝土浇筑 
    混凝土配制掺加高效减水剂,以改善混凝土和易性和缓凝性能,制成流态混凝土,便于振捣和减少混凝土的冷缝与色差。混凝土振捣应定人、定岗,划分责任区,做到不漏捣,不过捣,确保混凝土振捣密实。 
    4.3 其余阶段施工 
    4.3.1 模板翻升 
    模板组装前经测量定出桥墩纵、横向中心线,将模板企口里的脏物清理干净。由于模板离地面有一定高度,先搭钢管脚手架。在组装模板的同时,对混凝土表面进行凿毛。模板脱离解体:将模板及其围带解体成大块,即每面作为一个块单元,利用塔吊拆除。模板翻升:将拆下的模板提升到施工平台或相邻的上节模板,及时将模板清理干净并涂刷隔离剂,再提升到安装位置。 
    4.3.2 钢筋的接长 
    主筋采用机械连接,施工中按 2 层模板为一循环同步设置(高度为 4.5 m,即通长钢筋的一半),钢筋接头按每板钢筋总数的 1/2 间隔布设。连接的时间选择在混凝土浇筑完后和模板翻升之前。 
    4.3.3 混凝土浇筑 
    泵管布置在塔吊机身上,桥墩每次浇筑混凝土高度为 4.5 m,每 9m 在墩柱上埋设塔吊、电梯扶壁预埋件,升高塔吊并接长泵管。 
    4.4 墩顶施工 
    墩身施工进入墩顶附近时,结构变得复杂,梁部施工托架预埋件数量多,为不影响施工进度,各种预埋件提前加工,施工到设计部位时,快速安埋。 
    5·墩身线形控制 
    线形控制主要采用墩外平面控制网加墩内激光铅直仪的综合措施,排除日照、雾天、夜间等校模对测量工作的影响。控制要点为:按“测规”要求设置桥轴线及高程控制网,并精确设置十字护桩。实心段施工后,在墩内布置激光铅直仪辅助配套设施。 
    6·施工注意事项 
    (1)模板加工完成后在工厂严格进行试拼检验,不合格部位及时校正。模板具有足够的强度、刚度和稳定性,满足结构尺寸要求,无平面翘曲现象。模板评装前先打磨,使其接缝处平整光滑,模板内表面无锈蚀;(2)钢筋连接开始前及施工过程中,对每批现场钢筋和接头进行工艺检验,钢筋下料时,切口断面垂直于钢筋轴线。钢筋平直,切口无马蹄形且不翘曲,钢筋套丝加工时,用水溶性切削冷却液,丝扣加工完成经检验合格的丝头,一端戴上保护帽,另一端按要求的力矩值拧紧连接套,连接套外露一侧拧上密封盖,分类挂牌堆放;(3)选择级配良好的砂石料,严格控制粒径、含泥量、碎石的针片状等指标,拌和用水先检测,合格才可使用。严禁在现场加水,保证混凝土强度和可泵性,防止堵管;(4)施工中严格控制塌落度和水灰比,每次混凝土浇筑过程中,在拌和站和浇筑地点分别实测塌落度不少于 2 次,塌落度损失不大于 2 cm;(5)浇筑混凝土前,检查模板、钢筋及预埋件、预留孔的位置和保护层厚度,确保位置正确不发生变形;(6)混凝土浇筑连续进行。为保证上下层连为一体,下一层混凝土初凝前完成上一层浇筑;(7)混凝土振捣不得碰撞模板、钢筋和预埋件。振捣既不漏振,也不过振,以混凝土不再下沉,表面呈现浮浆为度;(8)混凝土浇筑完成后,利用接水管上墩的方法养护。混凝土浇筑完 2~3 h 后覆盖塑料薄膜浇水养护。 

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