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        翻模技術(shù)在公路橋梁高墩施工中的應(yīng)用探討

        2018-11-22 01:47:20陸治業(yè)
        西部交通科技 2018年9期
        關(guān)鍵詞:翻模墩身高墩

        陸治業(yè)

        (廣西壯族自治區(qū)航務(wù)工程處,廣西 南寧 530031)

        0 引言

        近年來(lái),我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展迅猛,公路網(wǎng)絡(luò)密集,基于部分特殊的地形要求,高墩橋梁的修建日益增多。根據(jù)我國(guó)高墩施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知,常用的施工技術(shù)主要有滑模、爬模、翻模三種施工方法,由于其各自特點(diǎn)不同,適用情況也存在一定差異,由此必須根據(jù)實(shí)際情況合理選用,本文主要以翻模法為研究對(duì)象展開具體分析。

        1 我國(guó)公路橋梁高墩應(yīng)用情況

        隨著我國(guó)公路交通網(wǎng)絡(luò)的完善,大量的橋梁需跨越大河、深谷,墩高超過40 m的橋梁屢見不鮮。高墩模式下,對(duì)于墩身截面尺寸的要求也越來(lái)越高,若是繼續(xù)采用實(shí)體墩型式,則混凝土用量過大,經(jīng)濟(jì)性較差,由此自20世紀(jì)60年代起,我國(guó)相繼建成了部分空心墩,此類橋墩在滿足橋梁墩高要求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了橋梁整體施工的經(jīng)濟(jì)化、輕型化發(fā)展。

        根據(jù)調(diào)查顯示,我國(guó)自20世紀(jì)70年代起,空心高墩修建數(shù)量急劇增加,其壁厚基本為50~80 cm,墩壁設(shè)多層構(gòu)造鋼筋,墩身設(shè)橫、縱隔板,后隨著施工工藝不斷成熟完善,墩壁厚度不斷減薄,鋼筋減少至兩層,隔板等均撤出,不僅工程量進(jìn)一步減少,在經(jīng)濟(jì)性方面的表現(xiàn)也更加優(yōu)異;20世紀(jì)90年代后,爬模、翻模等施工技術(shù)的出現(xiàn)為公路橋梁高墩施工注入了新的活力,其進(jìn)一步縮短了施工時(shí)間,有利于獲得更佳的高墩施工質(zhì)量,現(xiàn)階段墩高超過100 m的橋梁在我國(guó)工程建設(shè)中十分常見,表1列舉了國(guó)內(nèi)部分高墩橋梁。

        表1 國(guó)內(nèi)部分高墩橋情況表

        2 公路橋梁高墩施工技術(shù)的選用

        2.1 三種常見橋梁高墩施工技術(shù)

        近年來(lái),我國(guó)橋梁高墩施工技術(shù)主要采用的是滑模、爬模、翻模三種,各自技術(shù)原理如下:

        (1)滑模技術(shù):預(yù)先在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)埋置鋼管(支承桿),以千斤頂、提升架將滑升模板施工荷載轉(zhuǎn)至支承桿,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后,利用液壓提升系統(tǒng)沿支承提升整個(gè)裝置,完成循環(huán)作業(yè);

        (2)爬模技術(shù):通過液壓系統(tǒng)完成爬架與模板體系沿著導(dǎo)軌的爬升;

        (3)翻模技術(shù):其主要是借助塔吊或液壓系統(tǒng)完成模板循環(huán)交替上升施工。

        滑模、爬模、翻模三種施工技術(shù)施工設(shè)備、方式具體如表2所示:

        表2 三種施工技術(shù)施工設(shè)備、方式對(duì)照表

        2.2 翻模技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

        經(jīng)比較,上述三種施工技術(shù)中,滑模施工成本較高,工藝復(fù)雜,對(duì)施工連續(xù)性要求高,施工完成后墩身表面平滑度相對(duì)較差;爬模施工速度快,成本相對(duì)較小,但構(gòu)造復(fù)雜,多用于斜拉橋塔柱施工;翻模施工簡(jiǎn)單、速度快,可利用塔吊,也可利用液壓系統(tǒng)施工,墩身表面相對(duì)平滑。

        經(jīng)綜合分析,滑模適用于澆筑低流動(dòng)度或半干硬性混凝土,要求結(jié)構(gòu)形式單一、斷面變化少、無(wú)局部凸出物;爬模適用于橋梁墻柱、索塔塔柱等施工;翻模適用于等/變截面的實(shí)體或薄壁空心混凝土結(jié)構(gòu)等。由此可知,在公路橋梁高墩施工中,翻模技術(shù)更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì),整體施工效果較好,值得推廣應(yīng)用。

        3 公路橋梁高墩施工中翻模技術(shù)的應(yīng)用

        由上節(jié)分析可知,根據(jù)提升設(shè)備的不同,可將公路橋梁高墩施工中翻模技術(shù)分為兩種:一種是塔吊翻模;一種是液壓翻模。本文對(duì)這兩種施工技術(shù)的應(yīng)用展開具體論述:

        3.1 塔吊翻模施工技術(shù)

        塔吊翻模施工技術(shù),顧名思義就是利用塔吊提升模板及工作平臺(tái),根據(jù)此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看,可分為傳統(tǒng)的支架法與新型無(wú)支架法:

        (1)支架法工藝流程如圖1所示,從支架搭設(shè)到完成墩身施工、拆除支架共計(jì)分為12個(gè)步驟。

        圖1 支架法塔吊翻模施工工藝流程圖

        (2)無(wú)支架法,采用的是大型模板加工作平臺(tái)連接構(gòu)成的工具式模板,已澆混凝土段與其頂節(jié)未拆除模板為支撐依托,由塔吊完成模板與相關(guān)物資的提升(如圖2),與傳統(tǒng)支架相比,模板安裝穩(wěn)定性、安全性、準(zhǔn)確性均有所提升,新舊混凝土接縫平順。無(wú)支架法塔吊翻模施工工藝流程為:鋼筋勁性骨架的搭設(shè)→鋼筋綁扎→內(nèi)外模板支立→內(nèi)外模對(duì)拉加固及校正→混凝土澆筑→混凝土的澆水養(yǎng)護(hù)→進(jìn)入下一節(jié)段循環(huán),具體如圖3所示:

        圖2 無(wú)支架翻模施工法示意圖

        圖3 無(wú)支架法翻模施工步驟示意圖

        3.2 液壓翻模施工技術(shù)

        液壓翻模施工,組成部分包括工作平臺(tái)、頂桿及液壓提升設(shè)備、內(nèi)外吊架、模板系統(tǒng)、中線控制系統(tǒng)、抗風(fēng)架及輔助設(shè)施等,其工作平臺(tái)支撐于提升架上,由液壓提升設(shè)備負(fù)責(zé)模板提升。如圖4即為液壓翻?;臼┕ち鞒虉D。

        圖4 液壓翻?;臼┕ち鞒虉D

        4 實(shí)例分析

        4.1 工程概況

        本文以某高速公路橋梁為例具體論述翻模技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)。此橋梁全長(zhǎng)3 510 m,全橋薄壁空心墩共27幅,42#、46#邊墩為等截面矩形空心墩,平面尺寸為8.5×3.6 m2,空心墩橫、順橋向壁厚80 cm;引橋空心墩身平面尺寸為7.0×3.4 m2、6.0×3.4 m2。42#、46#邊墩與引橋墩身分別采用塔吊翻模、履帶吊翻模施工技術(shù),如圖5所示即為橋梁墩身結(jié)構(gòu)示意圖。

        圖5 墩身結(jié)構(gòu)示意圖(mm)

        4.2 施工方案比選

        結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn),根據(jù)墩身高大的特點(diǎn),擬定了 3 種施工方案(見表3)。

        表3 施工方案比選情況表

        如表3所示,通過綜合分析,結(jié)合類似大橋施工經(jīng)驗(yàn),選定吊機(jī)翻模施工方案。

        4.3 吊機(jī)翻模施工工藝

        4.3.1 施工流程

        本橋梁墩身施工流程如圖6所示。

        圖6 吊機(jī)翻模施工工藝流程圖

        4.3.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

        4.3.2.1 模板制作

        本橋梁墩身外模板為大面積鋼模板(見圖7),每層高2.5 m,共計(jì)3層,首次澆注7.5 m,后續(xù)每次澆注5 m;內(nèi)模板為組合鋼模板+槽鋼背肋,以內(nèi)腔腳手架作支撐固定,每層模板使用3層φ25 mm精軋螺紋拉桿固定,外套采用PVC管(φ40 mm、壁厚≤2 mm)。

        圖7 大面積鋼模板尺寸示意圖(mm)

        4.3.2.2 翻模施工

        (1)搭設(shè)腳手架:墩身施工腳手架采用φ48 mm、δ=35 mm鋼管搭建,為6 m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段;腳手架與墩身凈距≥1.10 m,由于墩身為翻模施工,故搭建腳手架需留翻模空間,便于后續(xù)操作;腳手架達(dá)一定高度,拉設(shè)攬風(fēng)繩,確保支架穩(wěn)定。

        (2)綁扎鋼筋:墩身豎向主筋接頭采用滾軋等強(qiáng)直螺紋連接,與鋼套筒擠壓連接相比,其有效避免了爆管、漏油等問題的出現(xiàn),省時(shí)省力,施工效果與經(jīng)濟(jì)性均較好;主筋與箍筋、主筋與架立筋間均以鉛絲綁扎固定,實(shí)時(shí)檢查鋼筋骨架垂直度。

        (3)模板拼裝:利用吊機(jī)進(jìn)行模板安裝,嚴(yán)格遵循“先外模后內(nèi)?!钡捻樞颍荒0逋黄矫孢B接位置以螺桿連接、貼雙面密封膠帶,層內(nèi)模板、上下層模板增加拉桿(φ25 mm精軋螺紋。)固定;內(nèi)模為組合鋼模,以內(nèi)腔腳手架配合升降器固定;為確保模板穩(wěn)定,在承臺(tái)四周提前埋設(shè)槽鋼固定。

        (4)混凝土澆筑:做好模板測(cè)量加固后,方可澆筑混凝土,做好澆筑平臺(tái)四周安全防護(hù)工作。混凝土振搗采用插入式振動(dòng)器,其移動(dòng)距離以30~35 cm為宜,與側(cè)模相距5~10 cm。澆筑期間,派專人看護(hù)模板,嚴(yán)禁因?yàn)閿_動(dòng)螺拴等緊固件,導(dǎo)致跑?,F(xiàn)象的出現(xiàn)。

        (5)翻模施工工藝:完成第1節(jié)墩身施工后,混凝土強(qiáng)度、養(yǎng)護(hù)期達(dá)拆模條件(第2節(jié)完成鋼筋綁扎),拆除底層標(biāo)準(zhǔn)節(jié)2.5 m高模板,最上層模板不拆,作為第2節(jié)墩身基礎(chǔ)模板;將拆下的模板清理干凈,涂抹上脫模劑,使用吊機(jī)安裝,繼續(xù)提升第一節(jié)第二層模板,安裝在第二節(jié)第一層模板上,構(gòu)成一個(gè)5 m高的澆筑節(jié)段。如此循環(huán)往復(fù),完成所有節(jié)段施工,具體如圖8所示即為墩身翻模施工流程示意圖。

        圖8 墩身翻模施工流程示意圖

        (6)模板加固:模板提升時(shí)需臨時(shí)加固,提升完畢全面測(cè)量校核后開展全面加固,切實(shí)保證模板穩(wěn)固。

        5 結(jié)語(yǔ)

        翻模法是我國(guó)公路橋梁高墩施工的常用方法之一,目前已經(jīng)發(fā)展得較為成熟,其施工技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單,墩身質(zhì)量好,成本相對(duì)較低,值得推廣應(yīng)用。在實(shí)際高墩施工中,需綜合考慮本橋梁墩高度、工期要求、場(chǎng)地條件、工程質(zhì)量要求等諸多因素,并結(jié)合同類工程的施工經(jīng)驗(yàn),合理確定采用何種施工方法,選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)性好的施工防范措施。本案例工程經(jīng)綜合分析后確定采用吊機(jī)翻模施工方法,規(guī)范落實(shí)各道施工工序,最終墩身質(zhì)量良好,外觀平整光滑、線條直順,為后續(xù)施工作業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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