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  • 桥墩液压翻模施工技术
  • 摘 要 随着高墩施工技术的发展,特大桥建设越来越多,墩身施工采用何种方法,许多施工单位都在进行不同方式的尝试。143. 5 m高墩采用液压翻模技术施工,取得了成功。详细介绍了143. 5 m高墩施工工艺。
    关键词 高墩 液压翻模 施工技术
    1 工程概况
    洛河特大桥是西部大通道包(头)北(海)线陕西境内黄陵至延安段高速公路上的一座特大型公路桥梁,桥梁全长1 056 m,主桥为90 m+3×160 m+90 m预应力混凝土连续刚构,引桥分别是:黄陵岸为10×30 m预应力混凝土连续箱梁,延安岸为3×30 m预应力混凝土连续箱梁,其中13号主墩墩高143. 5 m。
    2 施工方案比选
    结合以往施工经验,根据墩身高大的特点,拟定了以下3种施工方案。
    (1)滑模施工
    此种施工方法,施工速度快,能够满足工期紧的要求。但是混凝土外观质量太差,需装饰混凝土表面,不符合业主的要求;配套设备较多,投入很大;一旦施工开始,中途不能停止,在雨季施工,混凝土质量难以保证。
    (2)简易外爬式翻模施工
    此种方法投入少,设备简单,操作方便,进度也能够满足工期要求。但是外爬式支架刚度较小,无法用自身结构纠正模板偏差;支架承载力小,墩身模板单块面积受到限制,模板接缝较多,容易出现错台,混凝土外观质量差;作业平台狭小,安全隐患多,风险大。
    (3)液压翻模施工
    此种方法结合了上述2种方法的优点:施工速度较快,能满足工期要求;平台较大,作业空间宽畅;支架刚度较大,能利用自身结构调整模板的偏差;配套设备可以与其它墩台施工共用,设备利用率高;承载力大,墩身模板可以作成刚度和面积较大的钢模,可减少接缝数量,增加抗变形能力,避免错台的产生,确保混凝土外观质量。通过综合分析比较,选定液压翻模施工方案。
    3 液压翻模施工工艺
    3.1 6 m段墩身施工
    因内外吊架高6. 0 m,因此墩身施工达6 m以上时方可拼装液压翻模平台。6 m高墩身施工工艺流程:建立大桥导线控制网→施工单位、监控单位、测量监理三方分别测量确定控制网→墩身位置放样→承台顶面找平→绑扎钢筋→安装模板→模板上口平面位置检查→混凝土浇注→拆模板→养生、清模刷脱模剂。
    3.2 液压翻模平台拼装
    当墩身施工至3. 8 m高时,按平台顶杆设计位置,预埋2. 2 m长的70PVC管,形成顶杆预留孔,PVC管两端用配套堵头胶粘封堵, PVC管安装位置准确,轴线垂直,三维空间固定。
    (1)6 m墩身施工结束,顶面混凝土初凝后在PVC管中插入60套管,要求顶杆外露长度相等,顶面同高,套管法兰方向一致。
    (2)用20 cm×20 cm×50 cm的方木在横桥方向同排套管的两端搭设木垛,木垛顶面略高于顶套管法兰面。调整墩身主筋间距,预留出横梁位置。
    (3)吊、运平台横梁,安放于木垛上,调整套管,用螺栓连接套管法兰和横梁,并拧紧。
    (4)拆除木垛,在另一排套管位置处搭设木垛,安装横梁,连接套管。
    (5)当横梁全部安装完毕,吊运纵梁,用螺栓连接纵梁与横梁,安装护栏。在纵横梁顶面用5 cm厚木板铺设施工平台。
    (6)按设计位置在纵横梁上安装中空式千斤顶。在平台上安装千斤顶控制柜,连接千斤顶油管,
    接通电源,调整试运行千斤顶。
    (7)操作千斤顶控制柜,使千斤顶全部伸出至****位置,关闭回油阀,切断电源,从千斤顶上口插入48底节顶杆。注意底节顶杆上下端不可倒置。接通电源,打开回油阀,让千斤顶反复做爬升运动,把拉杆反向向下输送,直至顶杆底端刚好接触预留孔孔底,关闭进油阀停止爬升。因千斤顶每次爬升距离有所差异,对个别顶杆没有触底的千斤顶,分别供油,继续爬升,直至顶杆底端刚好接触预留孔孔底。
    (8)在顶杆同一高度上划标志线,固定限位环。打开所有千斤顶进油阀门,接通电源,供油作爬升运动,直至限位环。对个别仍没有升到限位环的千斤顶,可采用关闭其它千斤顶进油阀,个别供油,个别爬升,直至同一高度(限位环),使顶杆均匀受力,保持平台水平。
    (9)平台纵横梁拼装完成后,铺设平台步板的同时安装内外吊架,吊架角钢与主梁用螺栓连接,连接好后再焊接,确保吊架安全。
    (10)吊架人行步板用5 cm厚无节疤松木板铺设。步板接长时不得采用搭接,接头平顺,固定牢
    靠,接头必须处于吊架横挡上,不得有挑头板现象。
    (11)在主梁下部焊接翻模活动吊点;安装安全网、吊架钢筋扶手等辅助设施。
    4 液压翻模施工
    液压翻模平台纵梁为4组槽钢,均长14. 5 m,每组为2根[16槽钢,槽钢背对背,净间距6 cm,相邻两组间距180 cm。横梁为8组槽钢,均长9. 0 m,每组为两根[16槽钢,槽钢背对背,净间距6 cm,相邻两组槽钢间距为160 cm。每个平台爬升千斤顶共28个。平台顶杆为48无缝钢管,每节长3. 0 m,用丝头连接接长。顶杆套管为60无缝管,单根长2. 8 m,共28根。套管顶端用法兰盘与平台横梁槽钢底面相连,套管随平台的上升而上升。平台内外吊架由﹂50×50×5加工而成,长6. 0 m(依墩身模板配置高度而变化)。
    4.1 平台爬升
    按上述方法操作,使平台爬升至距墩身混凝土施工面上2. 1 m。每次爬升时要随时注意调整,确保平台水平上升,避免平台倾斜,套管挤压混凝土,增大了摩擦力,造成平台爬升困难。爬升到位后切断电源,关闭千斤顶回油阀。绑扎墩身12箍筋,安装防裂钢筋网片。13号墩半幅为2个薄壁空心墩, 2个空心墩沿线路方向排列,外侧尺寸为6. 5 m×4. 0 m,空腔尺寸为4.1 m×2. 6 m,两个空心墩净间距4. 0 m。
    4.2 翻模
    墩身外模每层高1. 5 m, 6. 5 m方向为2块3. 25 m模板, 4 m方向为1块4 m模板, 2块3. 25 m模板拼接后焊成一个整体,使之成为6. 5 m×1. 5 m的整块模板。
    (1)每块模板在两端用1个2 t的手动葫芦挂在平台底活动吊点上,并稍稍张紧。拆除模板对拉拉杆端螺母,抽出16拉杆,拆除2层模板连接螺栓,剥离墩身最下层模板。
    (2)慢慢提升模板至混凝土顶面上10 cm,清理模板涂刷脱模剂。待脱模剂干燥后水平移动吊点,使吊点位于墩身混凝土边缘的正上方,慢慢下降模板,使螺栓孔对位。
    (3)当四周模板都临时定位后,用激光垂准仪检查模板上口四个角的偏差值,当偏差值均在8 mm之内,开始加固模板。当有一个方向的偏差超过8 mm时必须调整模板,重新检查,确保偏差均在8 mm控制标准之内。
    4.3 混凝土浇注
    同幅桥2个空心墩共用一个平台,在混凝土浇注过程中平台做爬升运动,因此2个空心墩应同时、分层、交替浇注。混凝土采取泵送工艺,每墩每次浇注不超过50 cm,且布料点均匀,混凝土自由高差不超过20 cm。当2个墩同一层混凝土浇注振捣完毕,开始爬升平台,爬升高度30 cm,分3次进行,每次间隔20min。1. 5 m高模板, 3层浇注结束,平台爬升共90 cm,根据当日气温情况判断顶层混凝土初凝时间,依时间长短确定剩余60 cm爬升量的每次爬升高度及爬升时间。混凝土初凝后至少做2次爬升,确保混凝土初凝后平台仍能顺利爬升。
    4.4 顶杆抽换
    平台拼装时28个千斤顶的顶杆全部安装,根据顶杆配置数量、墩身高度、计划周转次数决定顶杆抽换时间。顶杆抽换原则:分批、对称、均布进行。
    (1)顶杆拆除。当千斤顶爬升至计划抽换的顶杆端头时,顶杆不再接长,待顶杆端头从千斤顶下口穿出时,拆除千斤顶,抽出顶杆。
    (2)顶杆孔洞回填。用不低于墩身混凝土强度等级的水泥浆回填顶杆孔,水泥浆添加水泥用量1/10 000的铝粉,以减小水泥浆收缩,保证孔道的密实。在平台上安装一容积为0. 5 m×0. 5 m×0. 3 m的漏斗,漏斗下端出口接一根40的软管,软管伸至顶杆孔的底面。在平台上人工拌制水泥浆,搅拌均匀后倒入漏斗,浆液沿软管注入孔中。根据水泥浆的消耗量和孔道直径,计算注浆高度,决定抽拔软管的长度。注浆时软管埋深不低于1. 0 m。注浆结束拔管时应慢慢提升,防止浆液飞溅,造成浆液顶面不平整。注浆顶面距套管下口不小于1 m,待浆液强度达到设计值的80%后,安装千斤顶和顶杆,作爬升运动,反向输送顶杆。
    4.5 液压翻模施工
    平台始终超出混凝土施工面2. 1 m(模板高1.5m,工作空间高60 cm)。每浇注1.5m混凝土后,
    平台爬升90 cm,在其后一段时间内要少量多次爬升,一方面要保证套管与混凝土之间形成一个剥离面,确保平台顺利爬升,另一方面要保证平台与混凝土面之间有足够的空间,以满足下个作业组翻模需要。为了减少平台爬升次数,而又不致于造成套管与混凝土粘住,使平台无法上升,施工时可在套管表面缠绕2 mm厚的双面胶带或多层透明胶布,使套管无法与混凝土接触,人为的设置一层剥离面。
    5 施工体会
    (1)桥墩墩身较高,模板周转次数较多,模板应具有足够的刚度,避免变形造成拼装困难和产生错台。墩身断面尺寸较大时,建议模板选用厚度不低于5mm的钢板做面板, [8槽钢做加肋板,加肋网格尺寸不超过30 cm×30 cm。
    (2)在模板法兰上安装限位插销,插销直径与插销孔直径一致,这样可以大大降低模板对接的难度和劳动强度,减短翻模工序时间,加快施工进度。
    (3)墩身竖向钢筋较多,主筋接长是影响进度的又一关键因素,选用墩粗直螺纹接头技术,既可降低施工成本,又能大大缩短钢筋安装工序时间,加快施工进度。
    (4)液压翻模技术据现有资料介绍,每次翻模高度均不超过1. 5 m,根据我部实践经验,若把顶杆增加到36个,再在顶杆中注满水泥浆使顶杆变成实心杆,同时在顶杆腰部用钢管脚手架临时横连,平台的刚度和稳定性将大大提高,每次翻模高度可达2 m,甚至3 m。
    6 结束语
    实践证明,液压翻模是高墩施工方法中一种较为科学,合理的方法,它既能满足进度要求,又给作业人员提供了一个安全、宽畅的作业平台,同时又能利用自身刚度,调整模板的偏差。使墩身混凝土外观平整光滑,棱角分明,线条直顺。
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