桥梁高墩滑框倒模施工工法

1 桥梁高墩滑框倒模施工工法 一 前言 我们采用桥梁墩身施工方法通常为翻模 滑模和爬模三种 但是随着建 筑业的不断发展 建设单位对工程的质量和进度要求越来越高 尤其对悬臂 现浇高敦桥梁来说墩身施工速度的快慢对悬臂及上部桥面系的进度会造成直 接影响 翻模和爬模对桥梁高敦来说进度明显较慢 若采用滑模虽然进度较 快 但是由于混凝土和模板之间由于滑动产生很大的摩擦力 影响墩身表面 质量 同时也会损伤混凝土内在质量 为了提高桥梁工程施工速度 同时保 证墩身混凝土的质量 我们结合现在的各类的施工方案的优缺点及工程设备 的新发展 研究出滑框倒模的施工 拟定详细的施工方法 并得到合理施工 取得了良好的效果 北京 福州高速三明段上洋特大桥的成功建造 为这一 课题研究开创了先例 并获得了成果 二 工法特点 1 滑框倒模只对模板加固框架及施工平台进行提升 而模板保持不动 该施工方法可以避免滑模施工中模板滑动时对混凝土表面的搓动 损伤以及 浇筑振捣时产生漏浆 确保了混凝土表面质量 2 滑框倒模的提升主要依靠外部的 12 根钢管 避免滑模依靠墩内钢筋 提升所产生的挠动 确保了混凝土内部的质量 3 滑框倒模采用小块模板 由 60cm 高的模板组成 提升一定的高度拆 除底层模板装到顶层 这样就降低了工人的劳动强度 同时模板留有固定的 孔加固模板 并确保立模板的精确施工 同时拆模与装模重复作业 能方便 施工人员技术熟练快速进行高效率的作业 4 滑框倒模一次浇筑 60 120cm 达到 0 2 0 5MPa 即可提升脱模 施 2 工速度快 有滑模的优点 同时 根据施工需要可以进行停模 不要昼夜施 工 有翻模的优点 确保施工的速度可控性 降低了工人劳动强度 5 滑框倒模可以避免滑模预埋件施工只能埋 PVC 管道的缺点 可以在墩 顶预埋部分只需要把预埋点的模板替换为木模 6 同时考虑到施工难点为 0 块施工 施工可利用滑框倒模的工作平台 安装搭设 0 块施工的平台 可以有效安全 为后序工作做好充分的准备 7 同时考虑到材料的周转使用 型钢采用整体长杆件 方便以后使用 提高经济收益 三 应用范围 适用于铁路和公路桥梁的高墩 水塔等工程的施工 四 滑框倒模的装置和施工工艺原理 一 滑框倒模的组成 滑框倒模的组成有 平台 围圈 三角斜脚 模板 千斤顶 扒杆 吊 架及围篮等 见图 1 平台 平台由 I20a I25a 的槽钢组成 用连接板加固为一个框架式的结构 作 为爬升千斤顶的支力点 并提供施工平台 千斤顶 钢管 围圈 内模 扒杆 三角斜腿 模板 钢管 平台 3 2 围圈 用来加固模板框架 固定滑道设备 是墩身截面尺寸的有力保证 3 三角斜脚 利用三角原理来加固模板 并确保施工平台的稳定性 4 千斤顶 滑框倒模的主要动力 千斤顶与平台固结 爬升在 48 的钢管上 选 用升降式千斤顶 5 模板 选用钢模板为 600 900mm 的标准模板 由 4 层拼装面成 总模板高度 为 2 4m 墩身内模根据实际施工条件及设计的变截面要求 采用木模和特制 钢模组成 6 扒杆 固定在平台上 由电动卷扬机完成吊重 人工完成扒杆的转向 主要解 决材料 设备 混凝土的提升问题 7 吊架及围篮 主要用于人工拆模的操作平台 提供安全保护设备 二 滑框倒模模板的拼装 1 滑框倒模主要爬升在 48 的无缝钢管上 拼装前确定钢管的支承位 置 用高标号混凝土预埋钢板作为基础 防止沉降和钢管滑动 安装模板以 前要准确放样 确保立模的准确性 2 模板拼装采用先安装纵横梁 使其组成一个平面框架结构 同时要保 证平台在同一个高程面上 在安装千斤顶时 使框架由爬杆来支撑 围圈通 过吊杆用螺栓安装在千斤顶上 其顺序为先内后外 先上后下 围圈安装完 毕后进行三角斜撑的加固性安装 同时安装模板 模板安装应严格确保断面 4 尺寸的准确 进行围栏的安装 和加固杆件的拼装 使滑框具有足够的稳定 性 同时对支撑杆进行加固 支撑杆长度应互相错开 千斤顶及油路组装必 须做试压工作 确保千斤顶完好 安装后的应垂直 并保持清洁 滑框倒模 外框架组装后 进行一次试滑 来检查框架的整体稳定性和液压设备的合理 性 试滑后进行模板安装 按先下后上 先中间后两边的原则进行拼装 模 板安装前 在滑道处要涂润滑剂 模板应涂脱模剂 安装完成后模板的下缘 口进行封闭 3 模板及框架提升 滑升框架操作控制台使油压千斤顶同时工作 提升工作平台 模板与框 架间利用钢管相对滑移而使模板保持不动 48 的钢管沿着模板背面匀速向 上滑动 框架提升应做到垂直 均衡一致 主要方法为用水准仪测量 控制 施工平面并控制确保各千斤顶的移动量一致 框架滑升 30cm 后 即停止油 泵工作 继续灌注混凝土 使两次浇筑混凝土量达 60cm 即一块模板高度 当底层模板露出后 即每提升 60cm 后便进行脱模施工 脱模强度必须达到 0 2 0 5Mpa 之间 使用挂钩吊住模板 然后松开模板上面的螺丝 用力使模 板向下滑移 脱模应从中间向两边施工 确保不损伤棱角部份 拆除的模板 应及时除去清理模板内侧的混凝土 以免过硬并且涂磨模脱模剂 然后把模 板安装从中间向两端进行 在此过程中各主要工序的钢筋绑扎混凝土浇筑中 线水平 调整千斤顶升差 支承杆接点 加固等应同时穿插进行 使各道工 序紧密连接 提高施工速度 内模施工采用提升模板的方式 每次利用上工 作平台为动力进行提升模板 三 混凝土的施工 1 选择早强型 半干硬性混凝土 配合比应满足规范和设计要求 强度 为 C40 混凝土 混凝土的拌制用电子计量装制 并在试验规程现场制作混凝 5 土试块 2 混凝土采用分层连续浇注 每次浇筑厚度为 30cm 加强混凝土的振动 确保质量 3 运送混凝土运送到墩底 然后运到起吊斗内 通过扒杆起吊到施工截 面 分层对称浇筑 4 混凝土施工的间歇进行钢筋的绑扎 模板的拆处 安装等工作 主要 施工流程图如下 5 混凝土养生 由于桥墩构造的特殊性 对混凝土的养生造成一定困难 为了解决这一 问题 在滑模吊架下方用橡胶水管围墩身一圈并固定在吊架上 并在水管上 均匀打孔 出水孔的方向正对桥墩 随着桥墩的施工 利用橡胶水管及时洒 水养生 洒水养生应掌握恰当的时间间隔 在养生期内保持混凝土表面湿润 四 墩身控制 1 在施工过程中 除了拼装模板时要求严格对中外 在框架滑升过程中 也要跟踪测量 随时检测墩身的垂直度 稍有偏移必须立即纠正 确保墩身 滑框倒模的拼装 混凝土的浇筑 框架提升 钢筋绑扎拆处底层模 板 安装顶层模板 混凝土的浇筑 6 的垂直度符合规范要求 2 检测手段 在框架滑升前 工作平台两端各悬挂 25kg 的锥形重锤 并在地面设置对应的点 在工作平台上每边各设一个基准点 各用一台经纬 仪跟踪观测 并检查锤球是否对中 如果发生偏移及时纠正 保证在滑升过 程中墩身的垂直度 使浇筑完成的桥墩符合设计要求 五 墩顶部位的施工框架的拆除 1 桥墩顶有 2m 实心部份 且要进行封底 预应力筋预埋件 0 块托架 预埋等各道工序的施工 浇至距墩顶 2m 时 拆除内模 及空心墩内的钢管 架等材料 利用施工平台的横梁吊起封顶混凝土的模板 一次浇筑 60cm 待 混凝土达到 70 的强度后解除吊装钢筋 完成封顶混凝土的施工 并将预埋 件所在位置替换成竹胶板准确埋设入混凝土内 确保 0 块施工方便和安全 考虑到预应力筋的过长 在平台上搭设脚手架进行加固 待顶层混凝土浇筑 完毕并达到一定强度 拆除围圈 三角斜脚等底部构件 利用上平台和拔杆 将预埋托架的设备起吊并安装加固使托架施工安全 方便快捷 2 当框架升到墩柱设计标高后 即停止浇注混凝土 12 个小时后拆除围 圈 三角斜脚等底部构件 完成预埋托架施工后 首先操作油压千斤顶使其 不再受力 工作平台底面落到墩身混凝土顶上面 拆除平台设施 五 质量措施 1 混凝土分层灌注 捣固 定人 定位 定责 不得漏捣 重捣和捣固 过深 振动棒不要接触模板和预埋件 浇注后的混凝土必须及时养生 它对 实体强度至关重要 设置专人采用高压水泵分次倒水至混凝土的顶部洒水养 生 2 模板的强度及刚度应符合规范要求 模板内侧应光滑 平整 安装后 7 模板标高 内部尺寸 轴线位置 相邻板高差及表面平整度允许偏差按 公 路桥涵施工技术规范 进行检查 发现有超过允许偏差变形值的可能时 应 随时纠正 3 钢筋表面无锈蚀及焊渣 其间距 尺寸 保护层厚度及焊接应符合设 计及规范要求 4 浇筑混凝土的质量应从原材料 施工配合比 混凝土运输 振捣及混 凝土养生等几个方面加以控制 混凝土应连续浇筑 以保证其整体性 在混 凝土浇筑过程中 随时检测平台的平面位置和墩身的垂直度 稍有偏移必须 立即纠正 确保墩身的垂直度符合规范要求 六 安全措施 1 高空作业人员必须配安全带 2 作业区必须安设安全网 3 双层作业时 上下层应紧密联系 时刻注意下层作业人员的人身安全 4 高空作业人员必须带工具包 严禁乱扔 乱放 以免危及底下人员的 人身安全 严防高空坠物 5 对运料用的吊桶 吊钩 钢丝绳 卷扬机等机具必须经常检查 6 墩身施工是高空作业 要对施工人员进行经常的安全教育 严格执 行高空作业安全制度和规定 7 非施工人员严禁进入施工场地 8 电源开关必须设在安全防水的地方 9 电缆线各搭接处必须做绝缘处理 8 七 主要施工机具 见表 1 表 1 单个高敦滑框倒模所需主要施工机具 序号名 称规格型号单位数量 1 强制式混凝土搅拌机 JQ 1000 台 2 2 单级离心清水泵 12 5m3 h 50m 台 2 3 对焊机 UN 100 台 1 4 电焊机 BX1 401 台 1 5 钢筋调直机 GT4 14 台 1 6 钢筋弯曲机 GW40 1 台 1 7 钢筋切割机 GQ 40 台 1 8 滑框倒模设备套 1 9 吊机 QY 16 台 1 10 装载机 ZL40 台 1 11 混凝土搅拌站 45m3 h 座 1 12 混凝土运送车 6m3 台 2 13 插入式震动器 50 30台各 5 14 发电机 250KW 台 1 15 倒链20 30kN套 4 16 水平仪 DJ6 台 1 17 经纬仪 DJ2 台 1 八 劳动力组织 见表 2 表 2 单个高敦滑框倒模所需要的劳动力 序号工 种工 作 内 容人数 1 钢筋工 钢筋焊接 绑扎 主筋的连接 48 无缝钢管接 头安装及爬升钢管的接长 12 2 模板工模板安装 底部模板拆卸 提升和模板修整 10 3 混凝土工混凝土搅拌 输送 捣固和凿毛养护 16 4 电工检查维修线路 1 5 测量工检查墩身垂直度和平台偏移情况并及时纠偏 2 6 机修工操作控制台 负责工作平台的提升 1 7 安全员检查 处理各种安全隐患 1 8 值班技术员施工技术指导 质量检查记录 1 9 架子工固定平台的纵横梁 6 10 汽车司机运送混凝土 钢筋和其他材料 4 11 吊车司机滑框倒模施工 平台拼装初期对纵横梁进行提升 1 12 试验员制作试件并监督混凝土的配料 1 9 九 施工效果 1 桥梁采用滑框倒模进行施工取得了很好的施工效果 为高墩施工提供 了一个新的施工技术 实现了高墩施工的新突破 并取得了很好的社会效益 有很高的推广价值 2 采用滑框倒模每天至少可以施工 5 个循环 即每天 3 0 米以上 最大 速度可达 4 8m 同等条件下进行翻模施工 由于内外模均需进行搭设脚手架 平均每天速度只能达到 1m 同时滑框倒模提供了极大的施工平台 为钢筋安 装 混凝土的浇注的安全提供了保障 3 采用此工艺施工混凝土塌落度小 分层浇注且连续施工使墩身内实外 美 接缝平顺 色泽柔和 墩身垂直度得到很好控制 各种指标满足要求 得到了监理和业主很高的评价 并在相邻标段进行推广 十 技术经济分析 1 按墩高 36 米计 若用翻模 需要内外支架钢管 40 吨 钢管架打设和 拆除人工 1000 工日 即使采用 3 米高的模板 最快速度每三天一个循环 平均每天只有 1 0 米 2 采用滑框倒模只需内置钢管 1 5 吨 减少了 40 吨钢管架的投入 和 1000 工日的投入 使相应人工和材料的投入大大减少 3 框架平台为混凝土提升提供了安全平台 减少混凝土浇注的成本 同 时框架只须拼装一次 十一 推广前景 从滑框倒模的施工过程来看 此工艺结合滑模和翻模的施工优点 是一 种综合的新型施工技术 滑框倒模的平台能够很好的保证墩身施工的安全性 并有足够的空间进行施工 同时可保证墩身施工的质量 可以有效的克服墩 10 身施工的难点 在高墩施工中更为显著 具有很高的推广价值 十二 工程实例 北京 福州高速公路福建三明段 12 标上洋特大桥 全长 215 2 米 位 于缓和曲线和圆