■林乾弟
(寧德屏古高速公路有限責任公司,古田 352200)
隨著高速公路施工越來越多進入山區(qū),施工技術(shù)、成本控制以及工期履約的難度越來越大,引進新工藝、新技術(shù)、新材料將是我們克服施工技術(shù)難題、節(jié)約工程成本、提高經(jīng)濟效益、縮短施工工期的有效措施和手段?;J┕ぜ夹g(shù)是高墩施工中比較特殊的一門施工技術(shù),在施工過程中有一定的技術(shù)難度,對混凝土的連續(xù)性施工要求較高?;J┕ぞ哂袡C械化程度高,多工種協(xié)同工作和強制性連續(xù)作業(yè)的特點,任何一環(huán)脫節(jié)都會影響全盤。通過分析液壓滑模施工過程中的重要控制環(huán)節(jié),能有效控制滑模施工質(zhì)量。
海西高速公路網(wǎng)屏南至古田聯(lián)絡(luò)線A3合同段線路全長7935m,橋梁造價占合同總造價的80%,共有七座主線橋,總長3967m,橋梁下部結(jié)構(gòu)涉及104個空心薄壁高墩,平均墩高56m,最大墩高80.5m。
項目位于南方多雨山區(qū),沿線山嶺綿延,地勢變化較大,A3標段橋梁多而分散,多處上跨省道、河流,高速公路與既有道路高差甚大,工程施工安全隱患較多,排查難度大,橋梁下部結(jié)構(gòu)空心薄壁高墩數(shù)量多、墩柱高、工期緊。薄壁高墩能否順利完成施工成為整個項目的控制節(jié)點,為確保工程質(zhì)量安全及施工進度,必須采用一種快速、高效的施工工藝。薄壁高墩施工方法主要有翻模、爬模和滑模三種,三種施工方法對比詳見表1。
從三種施工方法的工效考慮,結(jié)合項目工期緊、薄壁墩數(shù)量多的實際情況,決定薄壁高墩施工全部采用液壓滑模施工工藝。
表1 三種施工工法對比分析表
(1)模板系統(tǒng):采用槽鋼制作的雙橫梁“開”形提升架,6.3號槽鋼所做內(nèi)外各兩道圍圈,標準鋼模板 (以2012為主 ,配少量1512鋼模板)。
(2)操作平臺系統(tǒng)
操作平臺采用12號槽鋼“輻射梁”布置方式,中心盤設(shè)計高度1.2m,下拉桿使用Ф25圓鋼,形成三角式桁架,外挑1.5m。三腳架平臺,下設(shè)內(nèi)外吊腳手架,平面鋪3m寬5cm厚松木板。
整個操作平臺采用焊接式連接,提高其整體剛度和穩(wěn)定性。
(3)液壓提升系統(tǒng)
每套液壓系統(tǒng)由液壓油泵,滾珠式液壓千斤頂及輸油管道組成,施工中,液壓系統(tǒng)設(shè)備及部件均應(yīng)有備用件,以備更換。
詳見圖1。
圖1 滑模裝置結(jié)構(gòu)圖
為增加混凝土的保塌性能,對混凝土配合比進行了優(yōu)化,采用新型的高效聚羧酸減水劑,使得砼前60min的坍落度幾乎沒有損失,在120min內(nèi)砼坍落度保持在100mm上下,保證混凝土和易性、流動性好,能順利入倉,并控制其固身凝固時間(3~5)h,初凝(6~8)h。 優(yōu)化前后墩柱混凝土配合比見表2,坍落度隨時間變化曲線如圖2。
表2 C40普通混凝土配合比優(yōu)化前后對比表
圖2 優(yōu)化前后墩柱混凝土坍落度隨時間變化曲線
(1)滑模體初滑
混凝土初次澆筑和模體的初次滑升,需嚴格按以下六個步驟進行:
①第一次澆筑10cm厚,半骨料的混凝土或砂漿;
②接著澆筑第二、三層,分層厚度不大于30cm;
③當厚度達到70cm時,開始滑升3~6cm,并檢查脫?;炷聊淌欠窈线m;
④第四層澆筑后滑升6cm;
⑤繼續(xù)澆筑第五層又滑升12cm~15cm;
⑥第六層澆筑后若無異?,F(xiàn)象,即可進行正常澆筑和滑升,每次30cm左右,混凝土澆筑采用分層對稱澆筑,分層厚度不大于30cm。
(2)滑升過程控制
滑模的初次滑升要緩慢進行,并在此過程中,對液壓裝置,模板結(jié)構(gòu)以及有關(guān)設(shè)施,在負載情況下,作全面檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,待一切正常后方可進行正常滑升。
施工轉(zhuǎn)入正?;龝r,應(yīng)盡量保持連續(xù)作業(yè),由專人觀察脫?;炷帘砻尜|(zhì)量,以確定合適的滑升時間和滑升速度。
(3)混凝土澆筑控制
滑模施工時,應(yīng)遵循“分層交圈、均勻澆筑、均衡提升、減少停頓”的施工原則,其他各工序作業(yè)均應(yīng)在限定時間內(nèi)完成,不得以?;驕p緩滑速來遷就其他作業(yè)。每滑升30cm,千斤頂限位器卡平一次,用平臺水平控制水平偏差。
(4)脫?;炷翉姸辱b別
混凝土強度達到(0.2~0.4)MPa,且能保證其表面及棱角不至因模板滑升受損時,滑模爬升。依據(jù)下列情況進行鑒別:滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音;出模的混凝土無流淌和拉裂現(xiàn)象,手按有硬的感覺,并留有1mm左右的指??;能用抹子抹平。若脫?;炷撩嫫秸?,可不做抹光處理。如脫?;炷撩嬗腥毕荩瑧?yīng)立即進行混凝土表面修補,一般用抹子在混凝土表面用原漿壓平。
(5)混凝土養(yǎng)護
為使已脫?;炷撩婢哂羞m宜的硬化條件,防止發(fā)生裂縫,在混凝土表面涂刷兩層養(yǎng)護劑,對脫?;炷撩孢M行及時養(yǎng)護。
滑模施工需連續(xù)進行,因結(jié)構(gòu)需要或意外原因?;瑫r,應(yīng)采取?;胧炷镣V?jié)仓?,每?5min,滑升1~2個行程,直至混凝土與模板不再粘結(jié)。由于停滑或施工工藝所需造成的施工縫,根據(jù)公路施工規(guī)范要求處理。
滑模的施工中出現(xiàn)的問題有:滑模體偏移、爬桿彎曲以及模板變形等,具體處理措施如下。
(1)偏移控制
①嚴格控制模板滑升速度,以保證混凝土的出模強度。夏季滑升速度可達到(0.25~0.3)m/h,春秋季滑升速度宜控制在(0.1~0.2)m/h,冬季應(yīng)盡量不采用滑模,當采取保溫措施時,最大滑升速度宜控制在0.15m/h以下。
②嚴格控制操作平臺的傾斜度?;^程中,要時刻觀測各千斤頂?shù)纳?,嚴格控制支撐系統(tǒng)的垂直度,操作平臺上的荷載應(yīng)分布均勻,操作平臺應(yīng)保持水平。
③嚴格控制混凝土澆筑順序。滑模向先澆筑混凝土的方向偏移時,應(yīng)及時調(diào)整混凝土澆筑順序,即先澆筑偏移反向一邊的混凝土,后澆筑偏移方向一邊的混凝土。
(2)爬桿彎曲
爬桿彎曲時,采用加焊鋼筋或斜支撐;彎曲嚴重時,切斷爬桿,重新接長后再與下部爬桿焊接,并加焊“人”字型斜支撐。
(3)模板變形處理
對部分變形較小的模板,采用撐桿加壓復(fù)原;變形嚴重時,將模板拆除修復(fù)。
液壓滑模施工有封閉的操作平臺,作業(yè)空間較寬敞,可有效保證作業(yè)人員安全;施工人員上下墩身采用電動吊籃,能保證施工人員安全;電動吊籃安裝簡便、受施工區(qū)域場地限制較小,能更好地配合山區(qū)薄壁高墩滑模施工節(jié)奏,大大節(jié)約了工程施工成本。
采用爬模、翻模工藝施工,投入20套翻模,綜合考慮模板轉(zhuǎn)場、塔吊與電梯拆裝、雨水天氣、工序銜接等因素,單個高墩需2個月方完成施工,104個薄壁墩需耗時10.5個月;采用液壓滑模工藝施工,同樣的投入,單個高墩需1.6個月完成施工,104個薄壁墩需耗時8.5個月,相對爬模、翻模工藝能節(jié)省縮短工期2個月。
寧德屏古A3標段薄壁高墩數(shù)量總共104根,平均墩高56m,投入同樣數(shù)量的模板、塔吊等機械設(shè)備,從表3計算結(jié)果對比可以看出,采用液壓滑模工藝,所有薄壁高墩施工完成后相對翻模工藝可節(jié)省約1026萬元,相對爬模工藝可節(jié)省約368萬元,經(jīng)濟效益良好。
表3 三種工藝機械設(shè)備投入費用對比表
綜上所述,盡管液壓滑模工藝要求高,存在適應(yīng)性不足,但由于其速度快、機械化程度高、結(jié)構(gòu)整體性好、施工占地面積小、總體施工費用較低、安全作業(yè)有保障等優(yōu)點,因此在薄壁高墩的施工中,液壓滑模工藝具有明顯的優(yōu)勢,可在類似的工程中得到廣泛的應(yīng)用、推廣。
[1]JGJ65-2013,液壓滑動模板施工安全技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.
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[3]楊建輝.橋梁薄壁空心高墩滑模施工技術(shù).山西建筑,2013(1).
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