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        變截面薄壁空心墩無拉桿桁架式模板施工技術(shù)

        2014-01-01 02:14:54曾厚豐中鐵二十一局集團三公司陜西咸陽712000
        江西建材 2014年16期
        關(guān)鍵詞:墩身拉桿橋墩

        ■曾厚豐 ■中鐵二十一局集團三公司,陜西 咸陽 712000

        1 工程概況

        福廈高速鐵路客運專線III標的晉江特大橋,全長4267.005米,中心里程DIK182+730,橫跨晉江;橋梁上部結(jié)構(gòu)為130跨、13.4米寬、32米預(yù)應(yīng)力鋼筋砼整孔箱梁,下部為矩形空心橋臺,矩形及圓端形橋墩,有26個橋墩為變截面空心薄壁墩都在15米~20米之間,由于工期緊,標準高,其空心墩施工成為控制工期的主要施工項目之一。

        2 模板方案的對比

        該橋橋墩為雙線矩型空心橋墩,墩身底部為1米的實體,墩帽為3米的實體,中間部分為空心,在空心的上下各設(shè)計1.2*0.5米和0.9*0.3米的倒角,墩身外壁坡度40∶1,內(nèi)壁坡度50∶1見圖1墩身大樣。由于墩身本身的特性和業(yè)主高標準的要求,傳統(tǒng)的翻模,爬模及滑模均不適合本橋墩的施工。因此施工工藝的選擇顯得尤其關(guān)鍵。

        圖1 墩身大樣詳圖

        (1)采用小模板滿堂腳手架翻模法施工,優(yōu)點:①小模板易提升,不需要大型起吊設(shè)備;②安滿堂腳手架可以全封閉防護,不易出現(xiàn)危險。缺點是①施工程序多,施工縫多,模板不易拆除,利用率低,每支一層需要校中一次,模板需要施工周期長,浪費時間,工期不允許。②小模板采用對拉桿,且施工縫、模板縫及錯臺不滿足業(yè)主高標準外觀的要求;③滿堂腳手架每個墩需要40t左右的鋼管,2500多個扣件,周轉(zhuǎn)用量太大;④滿堂支架施工對人員的需求量大,重復(fù)勞動浪費大量的人力,周轉(zhuǎn)性材料投入過多,成本增加,不滿足經(jīng)濟實用施工要求。

        (2)采用無拉桿桁架式模板施工(每次施工高度可以根據(jù)實際情況機動調(diào)整,一般施工高度在4~6米。)。優(yōu)點:①成功地解決了工期緊張的問題,平均每個周期為6d左右。由于模板每層是由廠家嚴格按尺寸加工的,安裝好后,尺寸準確,誤差較小,需要花費的調(diào)整時間少,提高了工效;②大模板混凝土施工接縫少,能更好的確保施工質(zhì)量,滿足業(yè)主精品工程的要求;③模板所用的大型桁架,不需要采用其他的鋼材及對拉桿,拆模后,墩身上無對拉孔,外觀較采用對拉桿的墩身美觀;④整個墩身模板采用大型桁架做支架,減少了鋼管及扣件等易丟失的周轉(zhuǎn)材料,比滿堂腳手架節(jié)省近百萬的材料費用,且支架為一次性作業(yè)不需要拆除,人工約滿堂支架人工總量的1%。缺點是①采用吊車起吊模板,裝載機轉(zhuǎn)運模板,需要大量的設(shè)備投入施工才能進行。②由于采用模板支架法,安全問題成為第一重點,需在模板支架外加設(shè)防護網(wǎng)及安全護欄保護措施。

        綜合分析后采取變截面空心墩薄壁墩模板采用支架法,即采用整套模板結(jié)合墩身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分段施工比采用其他的施工方法更經(jīng)濟。

        3 模板特點及施工工藝

        3.1 模板特點

        根據(jù)確定的方案結(jié)合橋墩的高度設(shè)計大面積模板。模板的高度自頂向下計算,外模整體分為8塊,圓周部分4塊,直線部分4塊,上部20米,每塊高2米,根據(jù)墩身特點設(shè)置15、17、19米每層1米,15.5、16.5、17.5、18.5、19.5每層0.5米兩種調(diào)節(jié)模板,以適用于各種不同的墩高;內(nèi)模每層整體分為12塊,倒角模板按截面的尺寸單獨設(shè)計,在倒角與平面接相處設(shè)計成梯形加寬板,以適用各個不同截面的尺寸,中間的縫隙設(shè)計成斜口便于拆除,4~14米每層高2米,外加各種截面的1米和0.5米模板來適用各種墩高。

        無拉桿式模板關(guān)鍵在于不穿對拉桿而使混凝土施工時所產(chǎn)生的力全部作用在模板外側(cè)桁架上。在外模外側(cè)橫橋向,用寬為1.2米的三角形背架,見圖2。順橋向采用兩根【32a的槽鋼加工而成,背架與模板采用M14的螺桿連接。在橫橋向背架上左右設(shè)置有兩個“耳朵”,分別用一根拉桿與順橋向背架連接固定,并用加厚螺帽連接上緊。另外在兩背架的上下槽鋼中再用一鋼制拉桿連接,內(nèi)模用小槽鋼和墩身內(nèi)支撐桿加固內(nèi)模。

        圖2 橫橋向背架示意圖

        3.2 各主要工序的施工

        (1)模板拼裝。由于該墩為變截面墩,每個截面的尺寸都不一樣,拼裝時嚴格按照模板廠出廠的編號將模板和背架進行拼裝,并且模板和背架必須一一對應(yīng)。在模板背架的外側(cè)焊接支架,并在背架上搭上木板,用鐵絲把模板固定在支架上,木板布滿支架以防止雜物墜落,在木板上面的支架上焊接兩道Φ16的圓鋼做護攔保護施工人員的安全,在背架外側(cè)懸掛安全網(wǎng)確保人員、工具墜落,使木板,防護欄,安全網(wǎng)成為模板的附屬物,便于整體安裝拆除。

        (2)定位放樣。在承臺頂面放出墩身位置,進行坐標校正,第一節(jié)墩身位置非常關(guān)鍵,采取全站儀精測,確保墩身位置的準確性,同時定出模板邊線、找平,便于支立模板;第一層模板支好后,必須用儀器檢查模板的軸線偏位情況,超出允許偏差必須調(diào)整,直至合格。

        (3)綁扎鋼筋。將加工完畢的鋼筋運至墩身旁進行墩身鋼筋的綁扎焊接工作。

        (4)支立內(nèi)、外模板采用吊車吊裝。內(nèi)外模板在拼裝前必須進行清潔,以及涂抹脫模劑確?;炷撩娴墓饣D0迤囱b的時候,由于施工人員站立在下層的背架腳手板上,必須待下層模板固定后再吊裝上層模板,以保證模板施工人員的安全,內(nèi)模采用組合后的支架模板,這樣便于拆卸和組裝。裝完內(nèi)模后,開始拼裝外模,安裝人員采用內(nèi)外相結(jié)合的施工方法,根據(jù)空心墩的截面適時調(diào)整壁厚,確保外模安裝就位,在立模板時外側(cè)腳手架人員的安全帶必須固定于腳手架之上。內(nèi)外模板安裝完畢后,進行校模,用吊錘對準墩身的中心進行校正,確保模板不會偏位,調(diào)整風纜繩,將位置固定,對模板的連接桿和定位銷等逐一進行檢查和加固,確認牢固后方可進行混凝土施工。

        (5)混凝土采用攪拌站拌合混凝土,混凝土運輸車運輸,用輸送泵垂直輸送入模。下落混凝土采用水平分層的方法施工,每層厚度控制在40cm左右,防止混凝土堆積一處,振搗時,容易出現(xiàn)崩模。

        (6)拆模。采用吊車配合進行模板的拆除,首先吊住要拆的模板,然后人工松開橫向拉桿和模板之間的螺栓和定位銷,使模板脫離,用裝載機轉(zhuǎn)運到另一個待施工的墩,以便滾動作業(yè)的順利進行。拆除模板時人員要注意安全,吊車與拆模的人員配合要一致,統(tǒng)一指揮,防止出現(xiàn)意外。

        現(xiàn)以19.5米高的橋墩為例簡述模板的使用流程,第一次的模板安裝最底層的50cm和1米的模板,報檢后澆注墩身底部1米實心段的混凝土,然后接著綁扎第一節(jié)空心段的鋼筋,第一節(jié)空心段混凝土澆注的高度可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整,下面進行的模板的施工,繼而進行下一空心施工段的施工。待第一節(jié)空心段澆注完畢后兩天,拆除第一節(jié)空心段18~14米的模板(保留2米模板做為下一節(jié)模板的支點),倒運至另一施工的墩柱進行底部實心段和第一節(jié)空心段施工。依次周轉(zhuǎn),形成一種滾動作業(yè)的模式。

        特殊的墩身結(jié)構(gòu)以及特殊的施工工藝,致使墩帽施工的難度加大,如何選用經(jīng)濟實用的施工方案成為關(guān)鍵。在此工序中我們采取了預(yù)埋件懸梁吊模法,如圖3預(yù)埋件懸梁吊模法就是在上倒角的混凝土中按設(shè)計的間距預(yù)埋Φ20的帶螺絲口的拉桿,用拉桿懸吊四根鋼桁梁呈縱向分布,在桁梁用頂托調(diào)節(jié)墩帽底板標高,上鋪4道10×10的木方呈橫向分布,跟桁梁成“十字”形布置,在木方上鋪設(shè)2.5cm厚的鋼模板作為底模,然后在模板上制作墩帽,此工藝主要耗材只是幾根預(yù)埋的拉桿鋼筋,即省去了滿堂支架的大量鋼材也縮短了施工的周期,還便于底模的拆除。

        圖3 墩帽底板示意圖

        3.3 模板安裝的質(zhì)量控制和安全管理措施

        模板支立應(yīng)按測量定位的坐標嚴格操作,保證在誤差允許的范圍內(nèi),采用纜風繩進行空心模板的固定,同時模板之間的桁架連接桿、模板與模板之間的定位銷、螺栓等必須連接緊密,防止脹模;混凝土澆筑應(yīng)嚴格按照設(shè)計的順序進行,每層澆筑的厚度≯50cm,確保不因局部壓力過大而出現(xiàn)崩模的現(xiàn)象;支架與模板的連接焊接牢固,在安裝前進行認真檢查,確保質(zhì)量及安全。

        3.4 變截面薄壁空心墩施工要點和施工注意事項

        (1)測量:①墩身每施工一個循環(huán),用全站儀測設(shè)中心點校核一次,防止因儀器誤差導致墩身偏斜。底節(jié)模板顯得尤為重要。當四大塊模板組拼成形后,所有螺栓不必擰緊,留出少量松動余地。模板前后方向偏斜的調(diào)整通過手拉葫蘆拉至正確位置,左右偏斜的調(diào)整則在模板底邊靠傾斜方向的一端塞加墊片實現(xiàn)。模板之間的縫隙塞有橡膠條,防止漏漿。由于模板制作及起始第一節(jié)模板調(diào)整的精度都很高,以后每次調(diào)整幅度很小。調(diào)整完畢后,先把上節(jié)模板與下節(jié)模板之間的定位銷上緊,然后擰緊全部螺栓,即可澆筑混凝土;②施工中高墩的沉降觀測,應(yīng)采用三等水準測量,沉降水準觀測控制點圍繞橋墩組成閉合圈;③墩頂帽施工前后均復(fù)測其跨度及頂面標高。墩身施工完畢后,對全橋進行中線、水平及跨度貫通測量;

        (2)施工縫必須認真進行鑿毛處理,確保接縫密實。模板接縫嚴密,不漏漿。模板處理必須徹底清除干凈。

        (3)墩模板安裝后測量其跨度、中線、標高,確認無誤后再進行混凝土施工。

        (4)灌注混凝土時,經(jīng)常檢查模板、鋼筋及預(yù)埋件的位置和保護層的尺寸,確保其位置正確不發(fā)生變形。

        3.5 其他注意事項

        薄壁空心墩屬高空作業(yè)范疇,所有操作人員均應(yīng)有高空作業(yè)上崗證,特種作業(yè)人員均須持證上崗;每個施工人員佩戴安全帽、安全帶,避免出現(xiàn)事故;支架與模板焊接牢固;拆裝模板時,人員要將安全帶綁在尚未松動的模板上,綁扎牢固。模板拆卸時要統(tǒng)一指揮,統(tǒng)一進行;起吊重物時,下面嚴禁站人,同時要觀察好四周及作業(yè)面,要有專人指揮,不得野蠻施工。

        4 結(jié)束語

        采用無拉桿桁架式模板澆筑空心薄壁墩混凝土,成功地解決了空心薄壁高墩施工難度大,施工外觀質(zhì)量差的問題,且很好的解決工期緊及周轉(zhuǎn)材料投入大的問題,降低了成本和損耗,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

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