爬模在高桥薄壁空心墩中的应用.doc

下湖口号大桥高桥墩施工方案一、工程概况：下湖口号大桥位于永武高速公路A3标段，分左右两线。左线桥里程中心为K40+120处为4*30米预应力混凝土刚构T梁，全长170米。右线桥中心里程为K40+121，3*40预应力混凝土刚构T梁+4*40米预应力混凝土刚构-连续混合体系，桥全长288米。基础为钻孔桩基础和扩大基础。重力式桥台，桥墩为薄壁空心墩和实体桥墩。1个空心墩，其余为实心桥墩，最高墩身H为52米。上部都为五孔一联预应力砼40m刚构T型梁，桥面宽度12.25米，共计T梁55片，每片吊装重量133.4T，双导梁架设，采用“先简后连”法施工。盖梁以下墩身截面为矩形薄壁双孔室空心墩、矩形实心墩。空心墩每孔长宽为2.45m1.6m。每孔的四角设置0.4m0.4m的倒角。空心墩身外轮廓形状为6.5m2.8m的矩型。实心墩外轮廓为6.5m2.2m从上到下尺寸一致。如图所示，墩身下部0.8米高度内为实心，往上高度1.5m和墩身上部周边从1m变至0.6m，上部周边则从0.6m变至1m，是为防止应力集中而设计的。墩身中段的壁厚为0.6m。隔墙没有设置变截面，从上到下，壁厚均为0.6m。墩身上下两头各1.5m内，即实心和变截面部分，按常规方法施工，绑扎钢筋，立模定位后，浇筑砼。墩身上部从空心变实心时，在内侧变截面段的适当位置，预埋空心方钢，每孔室4根，拆模后方钢伸出内侧空间30cm。成为铺设方木和实心部分底模之前，必须将孔内所有东西清除干净。盖梁施工则在实心段外侧预埋钢管，管中穿粗螺栓，以此为支点搁置工字钢作大梁，实现无支撑立模后，从中间向两端浇筑盖梁混凝土。壁厚为0.6m的薄壁空心墩及实心桥墩采用爬模技术工艺施工。墩柱外形用4块模板拼装而成，采用拉杆控制墩模的外形尺寸正确。每节模板高度采用4.0米拼成。利用提升井架配合拆装模板，利用塔吊提升物料及小型设备。二、组织机构项目经理：梁金桥项目总工：金岩物资设备部：高清升工程管理部：曹爽安全质量部：杨少君人力资源部：闫宏清综合管理部：丁柱项目副经理：杨少君模板班：10人钢筋班：10人砼班：10人运输班：4人三、施工方案（一）实心墩1、用4米高的一套钢模板为一节，逐节向上提升浇筑到顶。下糊口高架桥桥墩最高，需提升墩模9到10次将等截面积墩柱全部浇筑完毕，然后浇筑盖梁。2、提升时不将钢模板卸开，仅松解螺栓，使四周面板离开墩身混凝土表面约1cm，在面板仍连成整体的情况下向上提升。落在顶层对拉螺栓上，再拧紧螺栓完成模板再安装工作。3、等截面的墩柱部分浇筑完成后，4米高等截面模板落地卸解，换上盖梁钢模。在松解的状态下提升到位，拧紧螺栓即完成顶端盖梁钢模的安装工作，等待浇筑盖梁的混凝土。4、为省去外脚手搭拆工作量，设想在模板外侧焊设脚手，使脚手架随模板整体提升，不但能免除搭设落地脚手架，还可免除对升落钢模板的干扰。5、为了混凝土接缝处墩面平整美观，需采用以下措施：制作4米高的墩模时，上、下口的几何形状力求全等，制作误差越小越好；提升且安装好上节钢模后，即对钢模与墩面间的水平缝隙进行堵缝处理，以防漏浆污染下节墩身表面；拆模后如感接缝欠佳，可立即修理，以免日后修理时新老水泥粘结不牢而易掉落，修理时要注意新老色调一致。6、本工程中3个板式实心桥墩，钢模板设计成两个大面模板，两个小面模板，高度均为4米。组装时将大面模板用对拉螺栓拉住，两端各放入小面模板一块，拧紧对拉螺栓，然后用顶紧螺栓将小面模板顶紧在大面模板上成型，用10号槽钢与5mm厚钢板相焊为框架，大面模板用10号槽钢，间距为500mm，由5根M25对拉螺栓来承受混凝土水平压力，对拉螺栓间距为1400mm，并采用伸出模板外的塑料套管，以防水泥浆漏入套管内粘住对拉螺栓，使对拉螺栓无法回收。每500mm一层槽钢框架间用5100扁钢间距为440作竖肋，作为5mm厚钢板的双向支承件，并用以增强模板的竖向刚度。7、在下糊口高架桥墩模中，在钢模外侧，再焊上角钢作脚手架的框架，层高1.5米，下铺木板为走道，其下还可挂一层悬挂脚手，用以修饰墩面。8、当新浇筑混凝土满一天后，整体模板需向上提升安装时，其作业顺序是：悬挂吊绳，使11吨重的钢模转由提升架承建；抽出混凝土中的所有对拉螺栓；在四角退丝，退出顶紧螺栓约10mm；退丝松动大、小面板间的连接螺栓约15mm；松动模板，使之脱离墩身混凝土表面；用约14圆钢制成的尖钩，从大、小面板间的缝隙中钩住在连接螺栓上，使模板空间尺寸大于墩身截面每边平均约10mm；向上提升整体钢模到位后，在已浇筑混凝土上部且在钢模底下方插入一层对拉螺栓，然后将钢模落在对拉螺栓上；清模和涂脱模剂后，摘除连接螺栓上的所有挂钩；在绑扎钢筋合格后，即可拧紧顶紧螺栓和连接螺栓，同时利用予埋混凝土顶部钢构件调整好模板的垂直度；拧紧对拉螺栓，堵塞已浇筑混凝土顶处的板缝，即可等待浇筑新一节的混凝土。至于脚手架，则始终附着在钢模上，在松解、提升、安装过程中无需作任何操作。9、整体提升大型钢模板的设备，设计万能脚手架焊接成1.42m井架，井架上固定型钢横担制作成提升架。提升架下端用枕木作为底座，底座固定在混凝土顶部预埋钢筋上从而固定提升井架。提升井架用塔吊进行垂直运输。10、本桥的混凝土垂直运输用塔吊来解决。施工人员上下作业利用落地式门式脚手架附设走梯来解决。11、新工艺实施的效果明显。1）、工效高，因钢模板不需大拆大装，甚至落地滑膜涂油，因而大量节约工时，所用工时，约为原来的10-20%，节约效果明显。2）、施工文明、安全。老工艺需要大拆大卸，或甚至逐片落地清模涂油，需占用现场场地。新工艺则稍将模板松开，原位提升安装，操作少，占用场地小，提升与安装平稳，故施工更为文明和安全。3）、模板完好率高，损伤小，老工艺因大拆大卸，模板与模板，或与脚手、或与地面碰撞机会多，因此损伤也多。新工艺在提升安装，或落地拆卸时，都比老工艺文明，因此新工艺具有模板完好率高，损伤少，周转使用率高，维修费用少等优点。4）、零件丢失少。新工艺在提升安装和落模时，高空中不拆装螺栓，仅对螺栓作松或紧的操作，故螺栓，垫圈等零件丢失甚少。5）、无脚手架的干扰。老工艺常需落地脚手架相配合才能施工。在模板提升，或落地清模涂油时常受脚手架干扰、均需数人用绳牵引并观察，以免与脚手架相撞。新工艺可将脚手做在钢模上，不但提升安装时无此干扰，就是等截面段完成后，落地拆除，换入盖梁模板时，也无脚手架与之干扰，故较老工艺方便安全得多。6）、施工成本低，由于不搭设落地脚手架，模板周转次数多，零件无丢失，模板装拆快，工效高等因素，故施工成本较低。7）、混凝土表面完整。因模板不在高空大拆大装，无模板碰撞墩身，能保持墩身表面完整。（二）空心墩1、爬模组的结构薄壁空心高墩是本工程施工的重点和难点工程，应用爬模工艺来完成。爬升模板主要由底座、爬升井架、型钢横担、内外模板、手链葫芦、法兰调节器和操作平台等组成。详情请见“爬升模板示意”图。底座由槽钢组成，相对称两边挟置4个方钢偏心靴座，安装时插入薄壁砼墩身内侧预留孔内，以支撑爬升井架和全部施工荷载。爬升井架由48钢管脚手焊接而成，高度10米，分成两节。下节与底座相连，立足于墩壁的内侧预留孔上；上节与井字型钢横担相接。两个爬升井架分别置身于两个空心室内，两个井架的第二节用横管联结牢靠。内外模板同高，均为3.8m。内模由胶合板组成两个筒模。外模由厚度为4mm的钢模组成4块大模板，通过螺栓连成整体。手链葫芦由连轮盘、倒卡和链条组成，吊挂于型钢横担上。两个井架内外分别安装手链葫芦2T和3T各7个。法兰调节器设置两层，四面与混凝土内壁顶紧，调节爬升架处于垂直状态。操作平台分上下两层，上层在外模上口外侧，图中未示出，下层在井架底座上，为浇筑混凝土时使用，兼有高空安全防护功能。2、薄壁墩爬模的工艺流程本工程混凝土的垂直运输采用QT60型塔式起重机配吊斗吊装，充分利用塔吊配合爬模施工，如装卸爬升井架和模板等。当基坑逐层对称回填压实比原地面稍高时，铺设30cm碎石垫层和槽钢，作为塔吊的底座。安装在墩体附近，塔身利用墩体结构的刚度作附着。因墩身高而分节段施工，每节段3.8m，每次浇筑混凝土53.6m3。根据QT60型塔吊配合JS500强制式混凝土搅拌站的生产能力，约需6小时完成。由于墩身的逐段升高，在墩身的外侧，预埋钢板锚固塔身，使塔吊随墩身的升高而逐节升高。这样安装塔吊，不管是台风还是吊装物件，塔吊始终都保持无恙。3、爬升模板的安装与使用在墩体混凝土下节的内壁，预留上下两层孔洞，每孔室每层4个，尺寸为15cm15cm15cm。利用塔吊将地面拼装好的底座和第一节爬升井架吊入墩壁孔室空间，偏心靴座伸入下层预留孔内，爬升井架立足于此。然后，吊入第二节与第一节相连。应用法兰调节器使爬升井架顶紧在四面的砼内壁上。并校正垂直度及方正在误差范围内。用机械连接接头沿墩高方向接长钢筋，逐根现场连接主筋，每隔一根错开35d接头，以保证在同一截面上钢筋接头面积不超过50%。钢筋绑扎好后，先安装内模，后安装外模。安装外模前先放入定距砼垫块，4层平拉杆夹具对称分次锁紧。联接所有模板的联结件，使内外模形成整体，装好手链葫芦，校验合格后便可浇筑薄壁砼。砼的水平运输从拌和站到施工点用混凝土运输车。运用塔吊配吊斗吊装浇筑砼。分层浇筑，每层厚度以0.3m为宜，层层振捣密实。当浇筑砼强度达到2.5Mpa后，拔出穿墙平拉杆，卸下所有联结螺栓，缩小筒模，依托井架，手拉链绳，缓慢爬升内筒模一个行程3.8m。到位后重新组装内筒模，还原正确位置。接长并绑扎钢筋，放入定距砼垫块。逐片卸下外模联接件，依托井架，对称手拉链绳，分两次同步爬升外模一个行程3.8m。到位后，连接内外模板，形成新的整体，调校内外模的平拉杆，锁紧所有联接件。运用塔吊吊装井架，拆下井架的横向联结管，每个井架单独爬升。使底座中的偏心靴座沿着墩体内壁爬升一个行程，就位于新浇筑的预留孔内，应用法兰调节器顶紧砼内壁，使井架处于新的正确位置上。井架、模板等各种设备经检查无误后，分层浇筑砼，当砼养护至2.5Mpa后，进入下一个循环。模板采用对称同步爬升，其目的在于使井架始终处于受力的平衡状态。不允许单面爬升模板，防止偏心受力而使井架偏斜。反复循环分节段浇筑薄壁高墩砼，塔吊的塔身逐段接高，模板和井架逐段爬升，直至浇完墩身砼。4、爬升模板的拆除利用QT60型塔式起重吊机拆除爬升模板的设备。卸下联结螺栓，将模板吊到地面，堆放平整。吊出第二节井架和型钢横担，接着将第一节井架和底座同时吊出。5、爬升模板的特点1）、爬模的工作原理是应用杠杆平衡理论，采用中心支撑，两边对称手拉链绳，缓慢垂直爬升模板的方法进行施工。整个爬升系统始终维持力的平衡状态，相对应两面模板应同时安装，同时爬升，避免单边受力，防止井架偏斜。2）、由于底座装有不可逆的空心方钢偏心靴座，井架在爬升时只能上升，不会下降。一旦下滑，顷刻间偏心靴座顶紧砼壁面，不再下降。3）、模板爬升前卸下所有联结螺栓，爬升时分块进行，各单元独立对称爬升。爬升完毕，及时安装连接件，固定后又联成整体。在模板爬升过程中要做到稳起稳落，平稳就位，防止大幅度摆动和碰撞。并要求在一个工作台班内完成，不宜中途交接班。4）、爬升井架和内外模板只能垂直向上爬升，因此墩体变截面部分，改常规方法立模浇筑砼。6、爬模施工注意事项1）、爬升井架垂直度允许偏差：井架最高点水平位移30mm。方正的允许误差控制在10mm以内。因此预留孔洞位置必须相对精确，以减少法兰调节器的调节幅度。2）、模板安装时，螺栓先临时固定，待就位校正后方可正式固定，所有联结螺栓不可漏拧。3）、安装模板时，要严格控制空心墩四角边线的垂直度和方正程度。并且在模板的四角设海棉防渗条，使模板密贴不漏浆。4）、分段施工的接缝处理：拆模后在墩体砼上口，外侧周边沿水平方向用切割机切平，凿除清洗干净后立模，逐节调整误差，避免累积误差的出现，脱模后接缝成一条水平线。5）、预留孔洞在拆模后，用与墩体同标号的小石砼补实。其表面用3：1的本体水泥和白色水泥，加水混合成团，涂于表层，用钢曼刀压实括平，使新砼与原来砼颜色一致。6）、按高空作业的规程操作，佩戴安全帽，系安全绳，设置安全防护设施，由专业人员组织指挥。遇六级以上的大风，停止高空作业。7、门式钢管脚手架本工程采用落地门式钢管脚手架搭设作业人员垂直上下通道。搭设MF1219行门式脚手架，从现行行业标准门式钢管脚手架查得搭设高度为60米，满足本工程。三、安全、质量保证措施：1、安全保证措施：制订安全综合保证措施：工程开工前，建立健全各项安全制度及防护措施，各类机械的运行规则及安全作业制度，用电安全须知及电路架设养护作业制度，便道便桥通行及养护作业制度，高空安全作业制度，搭设、拆除脚手架安全作业制度，施工现场保安制度，工区防洪、防火、防风措施，有关劳动保护法规定的执行措施。深化安全教育，强化安全意识。工作人员上岗前必须进行技术培训和安全教育，牢记安全第一、预防为主的宗旨，安全员坚持持证上岗。抓好现场管理，搞好文明施工。抓好现场管理是做好安全工作的一个重要环节，易燃易爆品妥善保管，工程材料的合理堆放，各种交通、施工信号标识明晰，正确使用风水管路及供电线路，施工工序有条不紊，做到文明施工，保证安全生产。 实行项目经理负责制，明确项目经理在施工安全管理中的主体地位，在施工过程中对本项目的施工安全负全面责任。项目经理是法定代表人在工程项目上最高的全权代理人，在安全生产方面对法定代表人负责，对本项目安全负总的组织领导责任。全面落实安全生产责任制，做到责权利相统一，层层签订安全生产包保责任状，把安全生产职责落实到每一级领导，落实到每一个工点、每一道工序、每一个职工。严格考核，奖罚严明。项目部和工程队均要成立安全生产领导小组，由项目经理(或工程队长)任组长。其任务是：定期召开安全生产会议，分析安全生产形势，总结和部署安全生产工作，组织安全培训教育，开展安全生产检查活动等。安全质量部，配专职安全管理干部2名，工程队配专职安全员2名，班组配兼职安全员。安检人员要挑选工作责任心强，有施工现场工作经验并经过安全管理培训的同志担任。加强班组建设，执行“三工、三检”和“周一”安全活动，集思广益，发现问题，找出隐患，杜绝“三违”，把事故隐患消灭在萌芽状态。认真实施标准化作业，严肃施工纪律和劳动纪律，杜绝违章指挥与违章操作，保证防护设施的投入，使安全生产建立在管理科学、技术先进、防护可靠的基础上。安全管理保证体系框图说明1、三无：无因工伤伤亡无交通伤亡无火灾及水灾事故2、一控：控制年负伤频率在2以下 3、三消灭：消灭违章指挥、消灭违章作业、消灭惯性事故安全领导小组组 长：项目经理副组长：副经理、总工安全方针：安全第一预防为主安全目标：“三无”、“一控”“三消灭”安全责任制安全教育安全工作体系安全控制安全检查安全活动经费三工教育防淹亡防交通事故防高空坠落定期检查不定期检查防火灾防触电各业务科室队正、副队长各队安全员、正、副班长各工班安全员、安全监督岗岗员现场安全生产确保施工全过程安全目标实现奖惩兑现提高安全意识提高预防、预测能力消除事故隐患防塌方安全奖惩条例安全管理措施系统安全教育重点工程和技术复杂的新、难、重项目，不良气候条件下的危险性大的作业项目，要结合现场和实际情况，编制专门的安全措施，进行安全技术交底，由施工技术负责人和专职安全管理人员监督实施。所有施工技术支架及工作平台，必须具有足够的刚度和强度，同时设置必要的安全防护设施，以确保施工安全。所有作业人员通过门式钢管脚手架垂直上下，严禁用塔式起重机吊送作业人员。2、质量保证措施：成立以项目经理为组长，总工程师为副组长的质量管理组织机构，明确各级管理职责，管生产必须管质量，建立严格的考核制度，将经济效益与质量挂钩，质量管理组织机构详见图。项目经理部成立质量领导小组，项目经理及总工程师分别任正、副组长，成员由质量、施工技术、物资设备、计划财务等部门负责人及各施工队长组成。其中：项目经理对本段工程质量承担主要责任，施工队长对施工质量承担直接责任，并严格实行工程质量终身负责制。质量管理领导小组负责定期组织质量检查、召开质量分析会议，检查、分析质量保证计划的执行