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        橋墩定型鋼模與翻模施工工藝

        2022-07-08 03:29:44孫少鋒SUNShaofeng
        價值工程 2022年21期
        關(guān)鍵詞:翻模鋼模板鋼模

        孫少鋒SUN Shao-feng

        (中鐵十七局集團第二工程有限公司,西安710043)

        1 概述

        橋梁墩柱柱是橋梁施工關(guān)鍵控制節(jié)點之一,墩柱施工工藝的選擇是決定橋墩節(jié)點控制的關(guān)鍵因素。近年來,墩柱施工較為常用的工藝是定型鋼模與翻模,兩種工藝各自有鮮明的優(yōu)缺點與可取性。工藝選取時,根據(jù)墩柱的平面尺寸、高度以及現(xiàn)場施工條件,同時結(jié)合兩種工藝之別以及實施的可操作性,合理科學(xué)的選擇施工工藝進行施工,對墩柱的順利完成起著決定性作用。

        2 工程概況

        王家灣大橋起訖里程為DK265+803.13 ~DK266+157.15,全長354.02m,中心里程為DK265+980.14.本橋上跨一魚塘,寬約50m,水深約5m;底部有淤泥,厚約1.5~2.5m。該橋1#、7#、8#墩為圓端形實體橋墩3 個,坡比為50:1;2~6#墩為圓端形空心橋墩6 個,其中2#墩墩高為33m、4# 墩墩高為38m、5# 墩墩高為37m 坡比均為30:1(外)/80:1(內(nèi)),3#墩墩高為36m、6#墩墩高為26.5m、坡比均為35:1(外)/80:1(內(nèi)),橋臺均為矩形橋臺。橋梁上部連續(xù)箱梁采用掛籃懸臂澆筑法施工,以3 聯(lián)32+48+32m 連續(xù)梁相接。

        昆獨龍川特大橋起訖里程為DK195+826.24~DK204+293.93,全長8.468km,中心里程為DK200+060.08。在DK202+268.14 處跨越昆獨龍川,川寬約1300m,流域面積F=145.09km2,流域長度L=18.97km,流域坡度I=9.1‰,設(shè)計流量為3363m3/s;在DK201+100、DK201+118 處跨既有包神鐵路,;在DK201+436.5 處跨劉銅公路,在DK203+200 處跨在建機場快速路,線路與規(guī)劃機場快速路斜交。該橋共有橋臺2 座、圓端型橋墩243 個,其中直坡空心墩29 個,坡比55:1(外)/80:1(內(nèi))空心墩38 個,坡比35:1(外)/60:1(內(nèi))空心墩42 個,坡比30:1(外)~80:1(內(nèi))空心橋墩32 個,坡比35:1(外)/80:1(內(nèi))空心橋墩6 個。

        3 施工工藝

        3.1 定型鋼模施工工藝

        3.1.1 工藝簡介

        定型鋼模是平原特大橋、高原特大橋等群性橋墩構(gòu)筑物現(xiàn)澆豎向鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一項較為先進施工工藝,它是在構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上(承臺),按照平面尺寸,沿結(jié)構(gòu)周邊一次性拼裝好模板或拼裝數(shù)米(空心墩一般為4m,實心墩一般為6m)。橋墩過高時,采用兩次或多次安裝定型鋼模板,并依托起初安裝的定型鋼模板的頂層上的2m 定型鋼模板(群性橋墩幾何尺寸相同,重復(fù)利用定型鋼模板,拆除已澆筑混凝土的鋼模板,預(yù)留頂層的2m 模板)作為支撐體系。每個橋墩施工過程中,每塊定型鋼模板的弧形模板僅使用一次(一般直模可重復(fù)利用),并利用高強螺栓將模板連接成型,并采用對拉桿加強模板的強度、穩(wěn)定性、安全性。

        定型鋼模板過去在高原特大橋的呼準(zhǔn)鄂項目昆獨龍川特大橋、平原特大橋的準(zhǔn)池項目的二道河特大橋等橋梁建設(shè)中的運用證明,定型鋼模板的施工工藝,施工技術(shù)已經(jīng)很嫻熟。

        3.1.2 定型鋼模板構(gòu)造

        根據(jù)昆獨龍川特大橋以及二道河特大橋的實際情況來分析,群性橋墩且結(jié)構(gòu)尺寸,坡比一致的情況下,定型鋼模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多,滿足足夠的大的剛度、強度及穩(wěn)定性的要求,并且模板接縫較少,能有效的減少模板接縫錯臺,橋墩混凝土外觀平順,能質(zhì)量保證橋墩質(zhì)量。

        定型鋼模板可分為四大部分:面板、加勁板、豎向橫向背楞、法蘭連接部位、操作平臺。 構(gòu)造如圖1 所示。

        圖1 定型鋼模板構(gòu)造圖

        3.1.3 施工工藝流程

        放樣模板的位置→按照放樣的尺寸在基礎(chǔ)上(承臺)安裝第一節(jié)鋼模板→調(diào)節(jié)模板的水平、高程→按照模板拼裝圖安裝模板(2 層計4m)→綁扎鋼筋→按照模板拼裝圖安裝模板→綁扎鋼筋→澆筑混凝土→鑿毛清理→按照模板拼裝圖安裝模板(2 層計4m)→直至墩頂如圖3 所示。

        圖3 定型鋼模施工工藝流程

        3.1.4 定型鋼模板工藝特點

        根據(jù)定型鋼模板工藝特點總結(jié)如下:①定型鋼模板設(shè)計與制造相對簡單,并且定型鋼模板在群性橋墩、橋墩尺寸一致、坡比相同的的情況下循環(huán)使用率高、模板完整性強,模板不宜變形,而且模板弧形平順、橋墩外觀質(zhì)量可靠。對于群性橋墩且橋墩尺寸一致時,定型鋼模板的一次性投入對安全、質(zhì)量、工期等各方面控制都是科學(xué)的,并且橋墩施工成階梯型狀完成,如圖2 所示。②雖然定型鋼模板穩(wěn)定性好、操作方便、外觀質(zhì)量可靠、安全性高,但在橋隧相連、深溝地區(qū)的中小橋,橋墩稀少且異型,如果全部采用定型鋼模板,雖然模板設(shè)計和制造簡單,重復(fù)利用率底,鋼材使用量大,投入模板的成本就會加大,不經(jīng)濟,同時安拆不方便且次數(shù)多,安全風(fēng)險較大。

        圖2 定型鋼模整體階梯型施工(昆獨龍川特大橋)

        3.2 翻模施工工藝

        3.2.1 工藝簡介

        翻模施工是將可變開口尺寸的鋼模板在建筑物豎向分為若干節(jié)段進行拼裝,施工下一節(jié)段時均將最上層模板留作基座不拆除,同時作為受力層支撐上面的模板,其下各層模板利用塔吊或汽車吊拆除后,收縮背肋的調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)模板的開口尺寸,然后利用提升設(shè)備依次往上翻升,是我們最常說的也是最常用的橋墩施工工藝。為適應(yīng)12m通長的成品鋼筋,一般將模板分為2 層,每層高度2m,每次翻升兩層即4m,翻升兩次后再接長下一次4m 鋼筋骨架。以此循環(huán),直到封頂。蒙華項目王家灣大橋2~6#墩均采用翻模進行橋墩施工。

        3.2.2 翻模的構(gòu)造

        翻模雖構(gòu)造簡單,但施工難度較大,周轉(zhuǎn)速度稍慢。設(shè)計時應(yīng)保證模板足夠的剛度、強度、穩(wěn)定性及安全性。其構(gòu)造主要由面板、橫豎向背楞、調(diào)節(jié)器、操作平臺構(gòu)成。

        3.2.3 施工工藝流程

        上一節(jié)段混凝土澆筑完成→鑿毛清理→拆除上一節(jié)澆筑混凝土使用的2 節(jié)4m 模板→利用調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)模板的開口尺寸至設(shè)計尺寸→安裝一層翻模模板→綁扎鋼筋→安裝第二層翻模模板→澆筑混凝土→進入工序循環(huán)直至墩頂如圖4 所示。

        圖4 翻模施工工藝流程

        3.2.4 翻模工藝特點

        根據(jù)翻模工藝特點總結(jié)如下:①翻模施工工藝應(yīng)用于單個或幾個橋墩施工相對于定型鋼模板施工工藝,構(gòu)造簡單,一次性投入費用更低,直接節(jié)約了成本。②靈活性適應(yīng)性強,翻模施工操作較復(fù)雜、施工周期較長(正常情況定型鋼模板4d 可施工一個階段,但翻模需要5d)等特點。

        4 工藝比對

        根據(jù)定型鋼模與翻模工藝各自特點,從質(zhì)量、工期、安全以及成本等三個方面進行工藝比對,希望對橋梁墩柱施工模板選擇方面提供參考:

        ①質(zhì)量方面:定型鋼模板施工采用定型鋼模板,模板完整性好,模板的接縫較少,不宜變形,而且模板弧形平順、澆筑的橋墩外觀質(zhì)量漂亮可靠;翻模施工采用可調(diào)節(jié)模板,由于模板截面變化是通過調(diào)節(jié)模板背楞調(diào)節(jié)桿控制模板的幾何尺寸,模板面板接縫比較多,而且面板受調(diào)節(jié)器的強有力的擠壓力使模板幾何尺寸滿足設(shè)計要求,存在局部結(jié)構(gòu)不平順,且模板接縫引起的表面錯臺多,混凝土外觀較定型鋼模板的表面較差。

        ②工期方面:定型鋼模板施工速率快,工序轉(zhuǎn)換快,施工節(jié)點時間易控制,施工循環(huán)周期穩(wěn)定,有利工期把控;翻模靈活性適應(yīng)性強,但施工速率較慢,模板安拆調(diào)節(jié)開口尺寸所耗費時間變長,循環(huán)周期變長,工期不易把控。

        ③安全成本方面:定型鋼模板操作簡單、快捷、易于控制。在群性橋墩,結(jié)構(gòu)尺寸相似,坡比一致情況下,采用定型鋼模板的橋墩模板利用率高,模板一次性拼裝完成,降低機械使用負荷及施工吊裝安全風(fēng)險,并且背楞上作業(yè)平臺不宜破壞,作業(yè)人員的安全風(fēng)險比較低。翻模施工的靈活性、適應(yīng)性強,模板操作較復(fù)雜(需要調(diào)節(jié)模板的開口尺寸)、施工周期較長,單個橋墩模板施工利用率高,模板循環(huán)吊裝,對機械指揮操作要求更高,施工安全風(fēng)險值較大,但在山區(qū)三兩個橋墩形成的橋梁,對外觀要求不是很高的情況下,加工3 節(jié)翻模就可以滿足任務(wù),可以大大減少投入加工模板的費用,減少成本投入。

        5 結(jié)束語

        橋梁墩柱定型鋼模板與翻模施工各有千秋。在平原特大橋、高原特大橋等群性橋墩,且橋墩的幾何尺寸基本一致,工期緊,建議施工用定型鋼模板施工,提高工程質(zhì)量、進度。比如呼準(zhǔn)鄂項目的昆獨龍川特大橋,建議采用定性鋼模板施工橋墩。在橋隧相連,隧道是控制性工程,橋梁工期不緊張時或深溝地區(qū)的單獨幾個橋墩可采用翻模施工,構(gòu)造簡易,一次性投入費用更低,直接節(jié)約模板成本,建議采用翻模施工橋墩。希望能對同類工程提供借鑒與參考。

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