变截面空心薄壁高墩施工技术.doc

马坡洛河特大桥变截面空心墩施工技术中铁十四局集团第二工程有限公司 崔树鹏 摘要：在变截面薄壁空心高墩施工中采用3层各2.0m高钢模板利用塔吊翻升施工墩身，充分利用现场资源，加快了施工速度较快。关键词： 变截面薄壁空心高墩 翻模 塔吊提升 施工技术1、工程概况包西铁路通道（陕西段）马坡洛河特大桥位于陕西省白水县纵目乡、北塬乡境内，起迄里程桩号为DK666+718.28DK668+083.18，全长1364.9m；孔跨布置为10孔32m+(40+5x64+40)m连续梁+7孔32m+(40+3x64+40)m连续梁+3孔32m+1孔24m梁桥。全桥墩台共计34个，其中空心薄壁墩高30m以上墩台18个，最高墩62m。墩身结构见图1。全桥墩身设计情况表1。2、方案比选图1 墩身构造图空心薄壁高墩施工一般采用的施工方法有落地支架提升模板、滑升模板及翻转模板施工方案。落地支架提升模板方案支架材料用量较大，施工速度较慢；滑升模板方案施工速度快，但滑模工艺要求严格，质量难以控制，管理难度较大；翻模施工方案工艺较简单，施工连续，速度较快。一般均需配备塔吊、电梯等设备。经过详细比较，决定采用优化传统翻转模板施工方案。采用此种施工方案，能够充分利用常备构件，材料用量少，施工速度较快，且工艺相对较简单。3 、总体施工体构想为便于施工，变截面薄壁空心墩采用3层各2.0m高钢模板翻升施工墩身,桥墩砼浇筑采用自动计量的搅拌站集中拌和,混凝土运输车输送,墩身混凝土、钢筋和模板采用塔吊起吊。表1 全桥墩身设计情况表墩号高度（m）外壁坡度内壁坡度墩号高度（m）外壁坡度内壁坡度备注6号41.545：175：115号5745：175：1其中12、13、25、26、27为刚构墩7号4045：175：116号5545：175：18号4445：175：117号3645：175：19号3745：175：123号2145：175：110好41.545：175：124号3245：175：111号57.545：175：125号5750：150：112号6150：150：126号5950：150：113号6250：150：127号5750：150：114号5845：175：128号3245：175：14、 模板设计与制作4.1 翻模设计设计翻模模板时综合考虑了以下因素:4.1.1 混凝土的侧压力、坍落度及捣固的影响。4.1.2 混凝土的外观质量及模板刚度。4.1.3 模板及其支架的安装、拆除及混凝土施工的周期。4.1.4 塔吊的起吊能力。4.2 前期设计与制作为保证墩身混凝土的外观质量，加快施工进度，根据本标段墩身设计特点（变截面、空心、内外截面尺寸较大、墩身较高）等，进行方案设计。模板面板采用5mm钢板，以减低重量，利于模板翻动。每套模板高度6m，每次翻升4m，模板自墩顶向下分块进行设计，底部采用调节块解决非整尺寸问题。4.2.1 平模板变截面空心薄壁墩外平模按照每块高2m、宽度按墩身平面宽度1/2进行制作。内平外模按照每块高2m、宽度按墩身平面宽度为便于拆模，按1/2-5cm进行制作。4.2.2 圆弧段模板 本桥模板设计重点是圆弧段半径随翻升变化问题。经过仔细研究，圆弧段采用半刚性可调模板设计，高2m，弧长按墩顶弧长的1/5等分，向下采用加设调节块方案满足尺寸要求。见图2。4.2.3 翻模工作平台设计图2 圆弧段可调模板设计图工作平台采用70705的角钢加工,工作平台焊接在模板外侧的围带上。工作平台沿四周焊接栏杆插座,设防护栏杆,栏杆外侧设封闭安全网,施工平台上铺设厚5cm木板,并与工作平台固定,供人员操作和摆放小型机具。见图。考虑塔吊提升能力及安拆模板安全、方便，每层模板分设安装模板平台及拆卸模板工作平台。见图3-图4。 图3 模板工作平台立面示意图图4 模板工作平台平面示意图4.2.4模板连接及加固 模板在同一平面连接处采用螺杆连接牢靠。为保证混凝土浇注时不漏浆，成型美观，在模板连接处贴双面密封胶带。为加强模板刚度和稳定性，保证变截面空心薄壁墩浇注时不跑模，在平模板沿高度方向，上、下部各50cm位置水平向各设置一根14#双槽钢背肋（共2根）。沿水平方向间距30cm位置竖向8#槽钢框架肋。拉杆采用穿PVC管的直径14mm的圆钢制作，拉杆螺母采用双螺母及所配套的垫圈。平面和弧模板连接处采用5cm的厚角钢打孔，用螺杆进行连接牢固。4.2.5安装质量标准（1）在墩身施工前对施工人员进行技术交底，使施工人员熟悉和掌握钢模板的施工与操作技术。（2）钢模板的布置与施工操作程序均应按照模板的施工设计及技术措施的规定进行。（3）在浇注空心段时，组合钢模应尽量避免开孔，如必须开孔时，应用机具钻孔，不得使用电气焊熔烧开孔。（4）拆模后应及时对模板进行检修。（5）模板安装前应涂脱模剂，并涂刷均匀，稠度适中。（6）模板安装好后，对其轴线位置、水平标高，各部分尺寸、垂直度进行检校，直到符合设计及规范要求。模板安装允许偏差和检查方法见表表1 墩身翻模允许偏差和检验数量、检验方法序 号项 目允 许 偏 差 （mm）检验数量、检验方法1前后、左右距中心线尺寸10测量检查每边不少于2处每安装段全部检查2表面平整度32 m靠尺检查不少于5处3相邻模板错台1尺量检查不少于5处4空心墩壁厚3尺量检查不少于5处5翻模施工工艺及施工要点5.1主要施工工艺本桥翻模是由三层定型模板、内外工作平台、塔式起重机、手动葫芦组合而成的成套模具。施工时第一层模板支立于墩身基顶上,第二层模板支立于第一层模板上,第三层模板支立于第二层模板上。第一节段混凝土强度达到2.5MPa时,拆除第一层模板,待第一节段模板打磨、刷脱模剂并做少量修整后利用塔式起重机将其翻升至第四层,第三层模板不拆除,作为翻升后其顶上两层模板的支撑基础,依此循环向上形成钢筋焊接绑扎、拆模、翻升立模、模板组拼接长泵送管道、灌注混凝土、养生和测量定位、标高测量的不间断作业,除第一次翻模施工高度为三层6m外,其余每次翻模施工高度均为两层4m,直至达到设计高度。5.2施工要点5.2.1施工准备施工塔吊基座,安装塔吊;用脚手架塔设工作梯;在塔吊和工作梯四周设置临时排水沟,防止基础下沉。进行混凝土配合比设计,检查模板尺寸、平整度、节缝错台宽度、垂直度是否满足要求。对每套模板进行编号,防止使用混乱。5.2.2测量放线按设计图纸,放出薄壁空心墩中心点和内外模边线,用水准仪测量立模底面四周标高,如四周不在一水平面,采用砂浆将立模底面标高调整到同一高程。5.2.3钢筋焊接绑扎钢筋在加工厂按设计图纸下料后,由三轮车运输到施工现场,用塔吊将钢筋吊到工作面,16以上钢筋连接采用钢筋滚压直螺纹技术,其余钢筋连接采用焊接或绑扎。采用塑料垫块来保证钢筋的保护层符合设计要求。墩身主筋连接垂直度用钢管架控制。5.2.4安装模板首先采用砂轮打磨模板表面锈迹,然后处理面板的凸凹不平整点与钢模板的面板间的缝隙,面板凸出部分,用小锤轻轻敲打到基本平整后,再用砂轮打磨平整,面板凹进部分及钢模板面板间的缝隙,采用高级原子灰和高级原子灰固化剂,通过高温处理后进行填凹、堵缝;模板与模板间的接缝采用高级双面布胶粘贴于模板搭接面,再拧紧模板连接螺栓,达到模板接缝密实;模板的脱模剂涂刷均匀,厚度一致,根据实践经验,采用长效脱模剂,拆模后混凝土表面光洁度非常好;模板安装时面板缝要有规律,上下紧贴结齐,宽度一致。内外模板围带之间用20圆钢拉杆连成整体,拉杆在内外模板之间套硬塑料管。5.2.5模板调试检查三层模板安装后,用水准仪和全站仪检查模板四周顶面标高和墩身中心及平面尺寸,模板四周顶面相对高差不得大于5mm,模板墩身中心及平面尺寸偏差不得大于5mm,否则采用手动葫芦进行调整,直至符合标准后再进行下道工序施工。5.2.6浇筑混凝土混凝土采用拌合站集中供应,一台HZS50强制式搅拌机拌和混凝土,混凝土水平运输采用混凝土罐车运输;混凝土垂直运输, 墩身混凝土、钢筋和模板采用塔吊起吊。混凝土出罐坍落度控制在15cm17cm;采用塔吊垂直运输,混凝土出罐坍落度控制在8cm12cm,并根据施工环境温度和浇筑速度进行调整。采用50插入式振动棒捣固,混凝土分层摊铺,分层捣固,分层厚度为30cm,捣固的顺序为先四周后中间,相邻两个插入位置的距离不得大于振动棒作用半径的1.5倍,防止漏捣、重捣和捣固过量。混凝土初凝后,将混凝土顶面的浮浆铲除并凿毛,铲除厚度一般为5cm,有利于下次混凝土浇筑时连接,同时防止产生混凝土软弱带。5.2.7混凝土养生混凝土浇筑后,顶部外露面采用土工布覆盖洒水养护,空心墩墩身拆模后,在墩身上端用水管缭绕一圈,在水管上通眼,并用土工布包裹;结构物在养生期间必须安排专人随时补水,以确保混凝土表面保持湿润,养护时间不少于7d,防止混凝土受温度影响产生表面收缩开裂。5.2.8模板翻升内外模均采用塔吊翻升在灌注最上层混凝土前，将最下层模板翻升。翻升前可将模板对称分解成几大部分进行整体解体，然后提升和安装。解体前先用挂钩吊住模板，然后抽出拉杆，将拆下的模板吊升到最上层模板砼待浇注顶位置，及时将模板清理干净后进行组装。6 劳动力组织及机具的配置采用翻模法施工，每墩身各主要工序的劳力及机具资源配置见表3、表4。表3 劳力资源配置表序号工种人数职责序号工种人数职责1工班长1人墩身施工全面管理4混凝土工6人，负责墩身砼的浇筑2技术员1人墩身施工技术工作5模板工8人负责模板安装工作3钢筋工8人钢筋加工、绑扎6塔吊司机2人塔吊操作合计26人表4 机具资源配置表序号设备名称规格型号单位数量序号设备名称规格型号单位数量1拌合站HZS50座16发电机75KW台12砼运输车9m3台47电焊机BX3-350台23塔吊20t台18切割机台24切筋机台29振动器台25直螺纹加工机台17、质量控制和安全管理措施7.1 加强混凝土的搅拌运输的控制，防止混凝土出现离析，严格控制混凝土施工的配合比及料源的情况，不合格的混凝土一律不得使用，混凝土采用混凝土运输车运输，防止出现离析现象；钢筋的加工绑扎及焊接要符合规范要求，每次混凝土浇筑前要进行彻底检查，不合格的坚决返工处理；模板支立应按测量定位的坐标严格操作，保证在误差允许的范围内；混凝土浇筑应严格按照设计的顺序进行，每层浇筑的厚度50cm，确保不因局部压力过大而出现崩模的现象；支架与模板的连接焊接牢固，在安装前进行认真检查，确保质量及安全。7.2 薄壁空心墩属高空作业范畴，所有操作人员均应有高空作业上岗证，特种作业人员均须持证上岗；每个施工人员佩戴安全帽、安全带、安全绳，避免出现事故；支架与模板焊接牢固；拆装模板时，人员要将安全带绑在安全栏上，绑扎牢固；起吊重物时，下面严禁站人，同时要观察好四周及作业面，要有专人指挥，不得野蛮施工。8、几点体会8.1 由于空心高墩施工周期长,注意使混凝土施工所用的原材料(水泥、砂、碎石)一致,防止由于混凝土原材料不一致,使浇筑的墩身颜色不同。8.2 用泵车浇筑空心墩混凝土时,须注意控制混凝土浇筑速度,确保模板连接螺栓和拉杆的可靠性,防止发生胀模、跑模现象。8.3 由于混凝土浇筑后的收缩现象,使已浇筑混凝土与模板间有较小的缝隙,在下次浇筑墩身混凝土前,将已浇筑混凝土与模板间的缝隙用原子灰封闭；同时再次紧固支撑模板的拉杆,防止顶层混凝土浆流入下层模板缝隙间,污染已浇筑墩柱表面。8.4 在本桥薄壁空心高墩施工中,根据现场实际情况,采用塔吊配合翻模施工,在、安装时安全工作，要做到统一指挥，统一进行施工中须注意高度重视模板拆卸。参考文献： 李晓波 大场子特大桥薄壁空心墩翻模施工技术 管斌 大桥空心墩翻模施工方法简介作者简介：崔树鹏 通讯地址：陕西省白水县四马路中铁十四局包西指挥部工程部第一项目部 电话：13809133673 E-mail：崔树鹏977126.com