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        淺談高墩施工技術研究與應用

        2018-08-29 11:00:10邱志偉
        中國科技縱橫 2018年11期
        關鍵詞:技術創(chuàng)新

        邱志偉

        摘 要:針對幾種常見的高墩施工工藝進行對比分析,結合云南蒙文硯高速公路高墩施工實例,分析總結了高墩外滑內翻體系設計及施工技術的相關內容。高墩外滑內翻施工工藝,施工速度快、安全性較高、外觀質量較好,在成本投入、施工人員投入、施工進度方面相比其他工藝有明顯的優(yōu)勢,應用于高墩施工中,有明顯的社會效應。

        關鍵詞:高墩;技術;創(chuàng)新

        中圖分類號:U445.559 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)11-0107-02

        1 常見高墩施工工藝分析

        1.1 外滑內翻

        工藝原理:外滑內翻施工工藝原理是結合滑模和翻模的施工工藝,外模體系和液壓提升系統(tǒng)、支承體系與滑?;疽恢拢瑑纫r模板附著在砼表面,外模體系滑升到一定高度后,內襯樹脂模板翻升,周而復始的連續(xù)施工不斷循環(huán)使用,實現(xiàn)墩柱的連續(xù)、快速施工。

        適用范圍:適用于等截面的實體或薄壁空心墩。范圍較廣。

        優(yōu)點:(1)成本投入少;(2)施工速度快;(3)占地面積小,有利于文明、環(huán)保施工;(4)將高空作業(yè)變?yōu)槠矫孀鳂I(yè),有效提高安全系數(shù);(5)實體混凝土外觀質量較好,無明顯錯臺。缺點:內襯模板易損壞,循壞使用壽命受限制。

        1.2 滑模

        工藝原理:滑模施工工藝原理是通過預埋在墩身混凝土中的鋼管,利用千斤頂與提升架將模板自重及施工荷載轉至鋼管上,混凝土澆筑完成并具備一定強度后,通過自身液壓提升系統(tǒng)將整個體系裝置沿鋼管上滑,到一定高程后,繼續(xù)澆筑砼,保證連續(xù)施工不斷循環(huán)使用,實現(xiàn)墩柱的連續(xù)、快速施工。

        適用范圍:適用于結構形式單一、斷面變化少墩柱,應用范圍較為窄。

        優(yōu)點:(1)模板用量少,成本投入少;(2)施工速度快;(3)占地面積小;(4)安全系數(shù)高。缺點:外觀質量較差。

        1.3 翻模

        工藝原理:翻模施工主要采用大塊模板,模板重量較大,安全風險較高,主要以墩身作為支承主體,下層模板固定在已澆筑完成的墩身上,上層模板支承在下層模板上,砼澆筑完成并具備強度后,拆除下層模板翻升至上層,循環(huán)交替上升。

        適用范圍:在等截面或變截面的實體或薄壁空心墩施工中應用較廣。

        優(yōu)點:實體及外觀質量較好,模板接縫存在錯臺。缺點:(1)前期模板投入較大,施工進度相對較慢;(2)橋墩養(yǎng)護相對較困難;(3)占用場地較大施工安全風險高,不利于山區(qū)高墩施工。

        1.4 爬模

        工藝原理:爬模體系主要包括爬升裝置、移動模板支架、外組合模板、上爬架、下吊架、內爬架、液壓控制系統(tǒng)等構成,液壓自爬模板工藝原理為預先在墩身內預埋支撐件,導軌安裝在支撐件上,通過液壓油缸對爬架和導軌交替頂升來實現(xiàn)爬模的頂升運動。

        適用范圍:在公路及鐵路的大型橋梁高墩柱、索塔塔柱等應用較廣。

        優(yōu)點:實體及外觀質量較好。缺點:(1)投入成本大,施工進度相對較慢。(2)橋墩保溫和蒸汽養(yǎng)護較困難。(3)模板成本較高,經(jīng)濟效益低。

        2 外滑內翻體系組成

        2.1 外滑內翻體系概念

        外滑內翻是一種新型的高墩施工新技術,是結合滑模和翻模兩種工藝的優(yōu)點,規(guī)避了滑模外觀質量差和翻模施工進度慢、安全性低的缺點,通過改進及優(yōu)化形成的一種新的施工工藝。

        2.2 外滑內翻體系組成

        外滑內翻體系裝置由外框架及內外模板、操作平臺、液壓提升裝置和垂直運輸裝置等四大部分組成。

        2.2.1 外框架及內襯模板

        外模桁架采用矩形桁架梁,桁架梁主筋采用80×80×8角鋼,主肋采用80×80×8角鋼,斜肋均采用50×50×5角鋼。其中桁架各桿件間均為焊接及螺栓連接,桁架與模板的連接采用角鋼焊接。正面桁架體與側面桁架體之間的連接為螺栓連接。外模板采用δ6mm鋼板作為面板,筋肋采用80×43×5mm槽鋼制作而成,筋肋間距400mm,鋼板與槽鋼焊接連接,模板高度1.26m。

        內襯板采用樹脂板材料制作,每塊同一套樹脂板采用“企口連接”和“普通口連接”,樹脂板與樹脂板、樹脂板與限位條、上下樹脂板之間連接前均需涂抹玻璃膠(不帶粘黏作用類型的玻璃膠),玻璃膠起到潤滑作用及密封每個連接口。

        限位條采用硬度(IRHD)為60±5的橡膠材料,模板四角均采用橡膠限位條固定內襯板,上下層限位條采用普通平面連接。限位條的作用:(1)限制內襯樹脂板縱橫向移動,使單塊樹脂板形成整體,防止外側鋼模板滑動時對單塊內襯板造成的垂直方向位移;(2)彌補內襯樹脂板不易彎曲的缺點,滿足墩柱四角弧度的設計要求。

        2.2.2 操作平臺

        操作平臺主要包括施工平臺、輔助平臺。

        施工平臺主要由提升架上的豎桿件支撐,通過提升架與外桁架體系連接成一體,并對外模桁架起著橫向支撐作用。施工平臺采用外桁架上平面代替,下為鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)片上滿鋪木板。

        輔助平臺懸掛在施工平臺下方3.5m處,寬0.85m,主要采用50×5角鋼組成,同樣采用鋼筋網(wǎng)片上滿鋪木板,用Φ16鋼筋懸掛于桁架梁和提升架下。

        2.2.3 液壓提升裝置

        液壓提升裝置主要由10個HM-100型液壓千斤頂、一臺YKT-36型液壓控制臺及其他附件組成。

        2.2.4 垂直運輸裝置

        垂直運輸系統(tǒng)主要包括支撐桿、F型提升架、門型提升架組成。

        支撐桿選用Φ48×3.5mm焊管,下段預埋在混凝土內,上段穿過液壓千斤頂?shù)耐ㄐ目?,承受整個體系荷載。提升架是模體與提升動力千斤頂之間的聯(lián)系構件,主要用于支撐模板體、桁架、施工平臺,夾固桁架梁,避免變形。并通過安裝在其橫梁上的千斤頂支撐在支撐桿上,整個滑升荷載通過提升架傳遞給支撐桿。

        3 外滑內翻施工技術創(chuàng)新

        3.1 安全系數(shù)高

        外滑內翻施工系統(tǒng)安全性能高,F(xiàn)架和桁架體系重量輕,多個千斤頂及小行程自升方式,使整套系統(tǒng)受爬升阻礙影響較小。同時小尺寸模板及桁架的體系,使在山區(qū)高墩施工中受風荷載影響較小,安全系數(shù)大大增強。完全封閉的操作平臺系統(tǒng),將高空作業(yè)變成了平面作業(yè),有效提高了常規(guī)高空作業(yè)安全系數(shù)。

        3.2 施工速度快

        由于體系所有荷載由預埋在墩身砼中的支承鋼管承受,墩身砼只需滿足自重條件下不坍塌變形就可以進行內襯模板的拆除,這樣就大大提高了施工的進度,通過蒙文硯高速公路施工實例,施工效率能達到4m/天的高效施工。

        3.3 墩身質量好

        外滑內翻體系有兩套模板,外框架為鋼模板,內襯板為樹脂版,施工時外鋼模板在內襯板表面滑動,內襯模與混凝土表面緊貼,這樣模板和砼保持相對靜止,保證了墩身砼表面的質量。內襯板表面有脫模劑,內襯板的脫模類似于翻模施工,脫模后砼表面有光澤度,能較好的保護混凝土外觀質量。

        4 外滑內翻體系成本分析

        4.1 模板費用分析

        整個模體體系可根據(jù)墩身結構尺寸現(xiàn)場加工,液壓系統(tǒng)可以通過購買,經(jīng)濟實惠,設備周轉性能高。內襯板可以廠家定做,相比鋼模板成本較低。經(jīng)過蒙文硯高速公路24個薄壁高墩施工實例,模板費用相比翻模節(jié)省60萬,相比爬模節(jié)省400萬。

        4.2 人工費用分析

        外滑內翻施工工藝施工人員操作簡單,投入較少的施工人員可以同時施工,而且是24小時不間斷施工,低投入,高產(chǎn)值,通過蒙文硯施工實例,相比翻模及爬模節(jié)省人工費300萬。

        4.3 機械費用分析

        材料運輸采用卷揚機系統(tǒng),相比爬模和翻模無需塔吊費用。

        5 結語

        根據(jù)外滑內翻體系工藝原理分析,結合蒙文硯高速公路應用情況,外滑內翻施工體系結合了翻模和滑模施工優(yōu)點,在整個模板系統(tǒng)及養(yǎng)生系統(tǒng)做了一些技術創(chuàng)新。整個系統(tǒng)安全性能高,混凝土外觀質量及整體性好,施工速度快,施工成本較低,對施工場地的要求較小,在高墩施工工藝中有明顯的優(yōu)勢??梢灶A見,外滑內翻施工工藝具有較為廣闊的應用前景。

        參考文獻

        [1]中交第一公路工程局有限公司.JTG/T F50-2011,公路橋涵施工技術規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2011.

        [2]中國建筑科學研究院.JGJ 162-2008,建筑施工模板安全技術規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

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