薄壁高墩施工技术及线型控制措施.pdf

第 3 6卷 第 1 7期 31 2 2 0 1 0年 6 月 山 西 建 筑 shanxi archi teci ure v0 i 3 6 no 1 7 j u n 2 01 0 文章编号： 1 0 0 9 6 8 2 5 ( 2 0 1 0 j 1 7 0 3 1 2 0 2 薄 壁 高 墩 施 工 技 术 及 线 型 控 制 措 施 李 刚 摘要： 以禹阎高速公路金水沟大桥工程为例， 通过施工方案比选确定采用翻升模板进行施工， 详细介绍 了模板设计及施 工方法， 具体阐述了薄壁高墩墩身施工线型控制措施， 并总结得出相关经验， 为今后同类工程施工具有一定的指导意义。 关键词 ： 薄壁 空心墩 ， 翻升模板 ， 施 工方 法， 线型控 制 中图分类号 ： u 4 4 3 2 2 文献标识码 ： a 1 工程概 况 金水沟大桥是禹阎高速公路重点控制工程之一。该桥位于 陕西省合阳县以南约 3 8 k m处， 沟深约 1 1 9 2 m， 沟宽约 8 5 0 i p _ 。 该桥全长 8 5 5 m， 为预应力混凝土刚构连续箱梁桥。起点桩号 k6 3 +7 3 4 5 0 ， 终点桩号 k 6 4 +5 8 9 5 0 ， 中心桩号为 k 6 4+1 6 2 0 0 。 桥墩采用左右幅相互分离的薄壁空心墩。】 号、 2号、 5号墩高分别 为 1 8 m， 6 0 m， 3 5 m， 桥墩断面尺寸为 5 0 m8 0 iq 1 ， 壁厚为5 5 c n 1 ； 3号、 4号墩 高分别为 9 3 m， 9 8 it i ， 墩高位居全线第二 ， 且桥址 区最 大风速 达 1 8 m s 。 2 施工方案的选择 2 1 滑升模板 滑模施工是现浇混凝土工程的一种机械化程度较高的活动 连续成型施工工艺。其结构形式根据构筑物结构形式、 提升机械 不 同而略有 不同。但其主要部件与功能大体相 同 ， 一般 由模 板系 统( 包括内外模板及其围囹) 、 平台系统( 操作平台、 吊脚架) 、 提升 架及提升系统( 支撑杆、 千斤顶、 控制系统) 及施工控制系统组成。 滑模施工适宜浇筑低流动度或半干硬性混凝土， 同时由于其工作 原理， 滑模施工要求结构物结构形式单一、 断面变化少、 无局部凸 出物及其他预埋件等物体 ， 应用范围较为狭窄。滑升模板具有施 工安全、 结构整体性强、 施工占地小、 操作简单方便、 施工安全可 靠等优点。滑模混凝土外观需经过涂抹才能达到比较光滑。况 且在施工当中墩身的垂直度控制好坏取决于近百个千斤顶是否 同步顶升。在施工中对提升系统及施工控制系统要求比较高。 还有滑模施工过程中 2 4 h不间断施工， 作业人员易疲劳。 2 2 爬 升模板 爬升模板是一种适应于现浇钢筋混凝土竖直或倾斜结构施 工的模板工艺， 适用于墙体、 桥梁、 塔柱等。可分为“ 有架爬模” 和 “ 无架爬模” 两种。爬升模板是综合大模板与滑升模板工艺特点 的一种施工方法， 具有大模板和滑升模板共同的优点。但相对于 其他模板， 它材料用量较大， 并且在目前已施工的桥梁实例中， 爬 升设备均采用手拉葫芦， 现场施工强度较高。 2 3 翻 升模板 翻升模板其实就是大模板施工， 以墩身作为支承主体。上层 模板支承在下层模板上， 循环交替上升。 采用翻升模板施工 ， 不需另行配置专用提升设备， 可充分利 用现场材料提升机模( 如塔吊等) ， 设备投入较小。具有施工速度 快 、 混凝 土外 观质量易于控制 、 施工接缝易 于处理 、 高空作业安全 度高， 同时可节约大量施工用钢材的优点。 2 4 方案 的选 定 通过对上述三种模板方案的比较， 现场决定采用翻升模板进 行施工 。 3 模板设计 1 ) 外模： 墩身外露面要求美观、 轮廓分明， 因此外模采用大块 钢模。现场共制作两套模板。每套模板由上、 中、 下三节模板组 成。每节模板高度为 3 0 m。其平面尺寸采用 5 5 m x 3 m 及 3 m3 m两种， 其中5 5 mx3 1t i 共 6 套 2 4块， 3 mx3 m共 1 2块， 大块钢模采用 6 1-n l t l 的面板 ， 6 3和 1 2槽钢作背楞， 同时模板背 面采用 1 2和 7 5 6型钢焊接成桁架式操作平台， 以方便模板装 拆和主筋接长。平台顶部设护栏， 底部安装活动式下吊笼。下吊 笼用于拆卸锥形螺母， 修补锥形螺母留下的孔洞以及墩身养护。 2 ) 内模： 内模为组合钢模组拼而成， 每块平面尺寸为4 2 mx 6 m， 内楞采用 8 ， 间距 7 5 c l t t ， 外楞采用 2 1 2 ， 外楞间距以及螺栓预留 孔间距同墩身外模板。内模工作平台由 5 0 5角钢组拼， 上铺 木板， 通过固定在外模顶部横梁上的 5 t 倒链滑车上下提升。3 ) 拐角模 ： 外角模与内角模均采用定制的异形角模。 4 施 工方 法 4 1 施 工工 艺流程 高墩无支架翻模施工工艺流程见图 1 。 墩身钢筋绑扎 混凝土养 护 僵堕 模板检修、 保养 墩身钢筋接长 拆除 模 模板检修保养 墩顶实体段浇筑 图 1 高墩无支架翻模施工工艺 4 2施 工准备 1 ) 在两 承台之间施 工塔 吊基 础、 安装塔 吊， 后续的左右 幅墩 身施工的模板安装、 物资设备起吊均通过塔吊完成。2 ) 为便于施 工和管理人员上下方便 ， 在 1 号 、 5号 主墩 的上游各设 “ z ” 字形人 行梯一部。人行梯置于承台顶面， 用脚手架钢管和竹排搭设， 在 人行梯 四周设置 了安全 网 ， 同时在竹 排上安装 防滑条 ， 防止雨雪 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 2 2 3 作者简介： 李刚( 1 9 7 7 ) ， 男 ， 工程硕士 ， 工程师， 西安公路研究院 ， 陕西 西安7 1 0 0 5 4 垂一 第 3 6卷 第 1 7期 2 0 1 0年 6月 李刚： 薄壁高墩施工技术及线型控制措施 3 1 3 天人员上下时摔倒。由于 2号4号墩身较高， 为方便操作和检 查人员上下 ， 在该四个墩旁各安装一部工业电梯。 4 3钢 筋加 工及安 装 将 i模吊装在 模上， 浇筑 i模混凝土( 3 m) ； 然后拆除 模 ， 接长墩身钢筋， 将模吊装在 i模上， 浇筑 模混凝土( 3 m) 。 以后每节混凝土浇筑 以此类推。每次浇筑 3 m混凝土。由于每 浇筑一节， 翻模一节， 始终有一节模板内有混凝土。翻模、 工作平 台和施工荷载等重量由上一节循环浇筑的混凝土承受， 且有足够 的安全保障。在承台混凝土施工时， 即需要预埋墩身钢筋。主筋 的接长采用镦粗直螺纹钢筋接头接长工艺。镦粗直螺纹钢筋接 头， 即将钢筋的连接端通过 专用机械设备先行镦粗 ， 再加工出圆 柱螺纹并用专用连接套筒连接的钢筋接头。 4 4模板 的 安装 模板在安装前 必须进行试 拼 ， 并须用 全站仪准 确测设 出墩身 的内外立模边线， 模板安装利用汽车吊( 塔吊) 辅助完成。整套模 板采用 q , 1 8圆钢作为拉筋 ， 拉筋外套 5的 p vc塑料管以备混凝 土施工完毕后拉筋抽出。模板安装按先外模后内模的顺序进行。 外模采用 6 套模板连续翻转作业， 每次立模 3 m高， 浇筑完成 ， 待 混凝土强度达到 1 5 mp a以上拆除下层模板 ， 翻转到上层模板之 上 ， 用螺栓固定 ， 并通过劲性骨架初调其位置。内模整块拼装好 后采用塔 吊分 块 吊装 ， 底 端 坐在 预 埋牛 腿上 并 通 过锥 形 螺母 和 m2 4拉杆与外模连接。待测量人员对整个模板结构的平面位置、 垂直度进行检测并校正后 ， 固定外模。内模工作平台直接采用 1 0 g i n 8 c t n的方木搭设在内模横带槽钢上， 方木上再铺设竹排。 内外工作平台加工、 安装后， 须经过专职安全员仔细检查后才能 投入使用 。 4 5模 板 整体稳 定性 1 ) 模板 自身稳定性 ： 一方面模板之间用对拉螺栓连接 ， 另一 方面内外模之间采用 5装配式螺杆连接， 同时在中隔墙和顺桥 向混凝土内应设置一根通长拉杆以增强其稳定性。2 ) 模板刚度： 模板在安装及拆卸过程中， 严禁碰撞 ， 以免变形。模板在调整时， 注意其垂直度及接缝情况 ， 避免千斤顶过量顶升。节段混凝土浇 筑前， 严格检查各对拉螺杆的定位情况 ， 螺母要拧紧上牢 ， 并在混 凝土浇筑过程 中加强巡视 ， 以免丝扣滑脱 。 4 6 墩 身混凝 土浇 筑 钢筋、 模板加工安装完毕经监理工程师检验合格后 ， 即可进 行墩身混凝土的浇筑。在混凝土施工中关键是要保证混凝土的 外观质量， 以确保墩身混凝土圬工达到内实外美。所以， 如何防 止混凝土结构出现蜂 窝麻 面等诸 多 的质量 通病是 在混 凝 土施工 前须认真分析和施工过程中须认真对待并着重解决的问题。 4 7 模板 拆 除 与维修 拆模顺序为先内模后外模。拆 内模时先放松拉杆 ， 卸去背 楞， 支掉 u形卡， 再拆除拐角和平面小钢模， 这一系列工作均通过 上、 下可升降的内模工作平台来实现。外模拆除时应特别注意安 全， 采取一方面在其顶部采用塔吊钩住吊环， 另一方面每块模板采 用2个 1 0 t 的倒链葫芦拉住其底端等措施， 防止在拆卸时撞击墩 身。模板拆除后应及时修整， 并在表面涂刷脱模剂( 新机油) 备用。 4 8横 隔板 施 工 在施工横隔板时， 翻模采用翻“ 三拆一法” 进行。即外侧三面 模板仍按常规翻升， 内侧( 有横隔板一面) 模板拆除进行横隔板施 工， 待横隔板施工完毕后再进行常规翻升施工。 4 9 墩 身预埋 件 的施 工 1 ) 根据设计文件要求预埋排气孔钢管和墩身检测架钢板； 2 ) 根据大桥监测单位的要求预埋墩身应力应变计和温度应变计； 3 ) 根据墩顶 0号、 1号块的施工方案， 在墩顶实体段预埋托架梁的各 种钢构件。 5 墩身施工线型控制 5 1 影响 高墩施工精度的因素及其解决办法 1 ) 环境温差。a 喷水降温法： 通过安装在 内外翻模板结构上 的环形喷水养生管， 间断地向墩身喷水 ， 在养护墩身的同时起到 降低阴阳面温差的作用， 从而使 日照温差引起的墩身轴线偏位减 少到最小。b 在测量控制中确定一个基准温度和基准时间。具 体实施方法为： 在每天上午 6 ： 3 0左右 ， 沿墩身横、 纵方向两条中 心线， 在翻模下口精确安放水平尺， 用全站仪进行测量， 用此位置 的日照偏差， 作为待施工墩身部位模板的f t 照偏差， 在模板中线 调整 中予 以消除 ， 以达 到克服 温差影 响 的 目的。2 ) 风力 、 机械振 动和施工偏载。a 采用刚度大的模板( 面板为 5 r n n l 钢板， 筋板为 6 3 6 3 6 it lr n的角钢， 并采用四道 1 0 06 it i i t i 的槽钢作为横 带) ， 以提高模板整体的抗弯、 抗扭强度； b 在施工作业平台上须 定人定岗， 各司其责， 在墩身混凝土浇筑时， 混凝土应从四边均衡 下料 ， 以防止混凝土出现偏压 ， 造成模板倾斜。 5 2 墩身线型测量 在墩身施工控制测量中， 采用高精度全站仪和激光垂准仪配 合使用、 相互校核的方案。具体使用的仪器为拓普康 g t s - 6 0 2 l 型全站仪和索佳 p d 3型激光垂准仪。 在施工中需注意 ： 1 ) 激光垂准仪需每半月进行一次校核； 2 ) 每 1月2月需对大桥控制网进行一次复核 ， 特别是在多雨季节， 湿陷性黄土容易造成控制桩点移位。 6 结语 1 ) 模板的选择要结合具体的施工条件 ， 综合考虑各种因素来 选择； 2 ) 翻升模板的设计 、 施工工艺流程应紧密结合现场实际情 况来确定； 3 ) 混凝土的外观质量与混凝土拌合物的内在质量和混 凝土的施工工艺是紧密相关 的； 4 ) 针对影响高墩施工精度的因 素， 采用喷水降温法预先测量调整和提高模板整体的抗弯、 抗扭 强度来解决 ； 5 ) 为确保高墩施工外观现形， 采用高精度全站仪和 激光垂准仪配合使用、 相互校核。金水沟大桥桥墩 2 0 0 3年 7月 开始施工， 2 0 0 4年 1 0月全桥最高 4号墩顺利封顶。各主墩线型 控制良好， 受到监理及建设单位的好评。实践证明了该高墩施工 及控制方法 的成 功 ， 可作为 同类工程 的参考 。 th e t hi n wa l l hi g h p i e r c o ns t r u c t i o n t e c hn o l o g y a n d l i n e a r c o n t r o l me a s u r e s liga ng ab s t r a c t ：wi t h j i n s h u i g o u bri d g e e n g i n e e ri n g o f yu ya h e x p r e s s h i g h wa y a s e x a mp l e ，t h r o u g h c o n s t r u c t i o n p r o g r a m alt e rna t i v e c h o i c e ，t h e o q e l“ r i s i n g modal b o a r d e o n s t r u e g o n w