楊 忠,單勇鋒,李兆宇,蔣宗全,周 闊
(1.中國水電集團,北京 100048;2.中國水電三局有限公司,西安 710016)
路肩(又稱護肩)作為設置在路基頂面兩側的小體積、條形混凝土構件,與主體工程相比往往不被重視。以往多使用小塊組合鋼模板或定型模板立模現(xiàn)澆,比較適合人工操作,但模板之間接縫多,常出現(xiàn)漏漿、錯臺等質量通病,混凝土質量不易控制。特別是模板懸空、內部空間小,組裝困難,費時費力,另外混凝土需等強,拆模時間較長,工效非常低。
為此,研制了一套適合路肩作業(yè)的滑模裝置,有效地解決了以上問題。
根據(jù)設計要求,基床表層為級配碎石,電纜槽外側設置混凝土護肩?;炷磷o肩為素混凝土結構,底部坐落在漿砌石材護坡頂部的鑲邊上,整體呈梯形,上底寬度10 cm,下底寬95 cm,高度54.6 cm,設計圖紙要求現(xiàn)澆?;炷磷o肩與電纜槽、接觸網支柱的具體位置關系見圖1。
混凝土護肩滑模系統(tǒng)結構見圖2。
滑模臺車的模板面采用δ=6 mm的鋼板,鋼板背面采用[8槽鋼作肋??拷娎|槽處,混凝土護肩比電纜槽高出25 mm,采用∠63×63×6的等邊角鋼作為模板,固定在電纜槽支腿上。
圖1 混凝土護肩示意(單位:m)
圖2 滑模構造(單位:mm)
主骨架由I16工字鋼和[16槽鋼組焊而成。主骨架頂部鋪設花紋鋼板,作為施工平臺。主骨架與整體鋼模板采用φ 16 mm絲杠連接,通過旋轉絲杠可以對模板位置進行微調。
滑模系統(tǒng)行走裝置包括軌道和滾輪兩部分?;炷磷o肩滑模系統(tǒng)共有3套滾輪裝置,電纜槽內有2條,軌道由∠63×63×6的等邊角鋼鋪設而成,角鋼采用專用工具固定,滾輪行走在軌道上;另1條滾輪行走在漿砌石材護坡表面上。電纜槽內軌道安裝見圖3。
圖3 電纜槽內軌道固定
卷揚機安裝在主骨架前端,底座用接觸網支柱基礎預埋螺栓固定,同時在主骨架前端軸線位置設置掛鉤,作為鋼絲繩的牽引力作用點。在滑模前進方向的接觸網支柱基礎上安裝定滑輪導向裝置,鋼絲繩鎖定在掛鉤上,當卷揚機卷動滾筒時鋼絲繩牽引整個滑模裝置向前移動。
導向裝置固定裝置見圖4。
圖4 導向裝置固定在接觸網支柱基礎
在整體式鋼模板中部安裝附著式振動器,用于振搗混凝土。
電纜槽上部主骨架兩側安放混凝土板作為配重塊。
在主骨架四周焊接套管,安裝整體式安全圍欄,高度不低于1.2 m。在滑模裝置上部安裝彩鋼板制作的遮陽棚。
拼裝就位的滑模裝置見圖5。
混凝土護肩施工工藝流程見圖6。
圖5 拼裝就位的滑模裝置
圖6 混凝土護肩滑模施工工藝流程
混凝土護肩澆筑每次滑行長度以兩個大型結構物(涵洞、橋梁、框構等)為一個施工段落。
滑動前進方向上的接觸網支柱基礎應施工完成,可用于安裝導向裝置。
滑模系統(tǒng)初步拼裝在路基面上,首先連接模板和主骨架,在電纜槽內敷設軌道并將主骨架、模板吊裝就位,然后吊裝壓重混凝土預制塊,最后安裝輔助系統(tǒng)。
混凝土護肩為小體積混凝土,振搗作業(yè)面狹小,滑?;炷烈瞬捎枚壟?,塌落度控制在5~7 cm,采用混凝土罐車運輸,冬、夏季施工應做好保溫措施。
在混凝土護肩上口安裝下料漏斗,混凝土料經料斗入倉?;炷翝仓捎门_階法,第一層澆筑厚度30 cm,第二層澆筑厚度控制在25 cm,臺階寬度1 m左右?;炷琳駬v采用2.2 kW的ZW10型附著式振動器,同時配備φ 50 mm軟軸插入式振搗器,對附著式振動器影響范圍外的混凝土料進行振搗。
混凝土護肩澆筑至設計高度時,人工將表面的浮漿和多余的混凝土清除,頂部人工收面、壓實收光。
大模板長度10 m,采用整倉澆筑并等待強度增長,然后模板整體向前滑移?;瑒忧?,觀察混凝土強度發(fā)展情況,在混凝土強度達到0.2~0.5MPa時,開始滑動。先緩緩卷動鋼絲繩,滑動20 cm左右,如滑出的混凝土不坍塌,成型較好,可繼續(xù)滑動;如滑出的混凝土有流淌現(xiàn)象,則立即用事先準備的木板保護混凝土面,防止坍塌,同時停止滑動,等待混凝土達到強度后再重新滑動。每次滑動長度為一個倉號長度(10 m)。
當滑模滑動到新的位置后,測量員工對模板進行檢查,發(fā)現(xiàn)偏差,通過調整絲桿進行糾偏。
脫模的混凝土及時覆蓋土工布,灑水養(yǎng)護,常溫下養(yǎng)護時間不少于7 d。冬季施工應搭設暖棚,并安裝煤爐或電動暖風機,做好保溫措施。
1)軌道安裝必須按測量點鋪設,發(fā)現(xiàn)軌道變形必須及時更換,軌道位置偏差不允許大于5 mm,并且不能突變。
2)因滑模模板下口與漿砌石材護坡相接,很難緊密貼合,存在縫隙必須采用密封膠條或棉紗塞縫,避免因跑漿產生“爛根”現(xiàn)象。
3)混凝土護肩為小體積混凝土,澆筑速度快,混凝土只有快速成型,才能保證滑模施工的連續(xù)性,應通過工藝試驗選擇合理的混凝土坍落度和初凝時間。
4)合理選擇模體的滑動時間:出?;炷翉姸冗_到0.2~0.5 MPa,出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象,具體時間通過工藝試驗確定。
5)冬季施工必須搭設暖棚,暖棚長度不宜小于模體長度的3倍,同時對施工完成的混凝土用棉被覆蓋,保溫養(yǎng)護時間不得小于28 d。
滑模系統(tǒng)的模板系統(tǒng)采用整體模板,沒有模板接縫,不存在模板間錯臺、跑漿等質量缺陷,混凝土表面平整度好;混凝土振搗采用附著式振動器不易出現(xiàn)漏振現(xiàn)象,因此混凝土外觀及內在質量好。
1)混凝土護肩采用滑模施工機械化程度高,人員勞動強度小。
2)采用滑模施工工藝自身帶有操作平臺且可隨滑模系統(tǒng)移動,不需搭設懸空腳手架或落地腳手架。
3)滑模系統(tǒng)下口模板通過旋轉絲桿可緊緊地壓在漿砌石材上,固定方法簡單;而立?,F(xiàn)澆法下口模板底部懸空,固定困難。
4)滑模系統(tǒng)底部設置有輔助平臺,便于護肩混凝土外露面修整,不需另外搭設平臺。
5)自帶施工棚,隨滑模移動,可實現(xiàn)全天候施工。
滑模施工工藝在兩個大型結構物之間進行混凝土護肩施工時,僅需安裝、拆除一次,因此兩個結構物之間距離越長,效率就越高。滑模系統(tǒng)采用整體的模板體系,桿件連接調整,模板就位、調整速度快,工效高。以長10 m混凝土護肩為例,對滑模與立?,F(xiàn)澆法對比見表1。
表1 滑模與立?,F(xiàn)澆法作業(yè)時間對比 h
針對鐵路路肩的構造特點,研發(fā)了移動滑模設備。實踐證明,該設備的使用可以有效地提高路肩混凝土的施工質量和施工工效,提高了路肩施工的機械化水平。已經在新線鐵路建設中推廣使用,取得了顯著的技術經濟效益。
[1]鐵道部經濟規(guī)劃研究院.TZ 210—2005 鐵路混凝土工程施工技術指南[S].北京;中國鐵道出版社,2005.
[2]中華人民共和國建設部.JGJ 65—89 液壓滑動模板施工安全技術規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1990.