宜万铁路赵家岭大桥薄壁空心墩施工技术

马 骥

(中铁十八局集团第三工程有限公司,河北涿洲 072750)

宜万铁路赵家岭大桥薄壁空心墩施工技术

马 骥

(中铁十八局集团第三工程有限公司,河北涿洲 072750)

重点阐述赵家岭大桥薄壁空心高桥墩翻模施工及支架系统以及泵送混凝土施工工艺。采用翻模施工,可用于不同直径的墩和收坡,且内外模可互换,自下而上反复倒用;内模预埋U形钢筋,作为内模支撑的支架;模板支撑除传统的“内拉外顶”外,另加钢箍支撑,内外模间加内支撑,防止浇筑中模板变形。采用泵送混凝土技术,有效控制坍落度,保证混凝土质量。本施工技术不仅操作方便,经济效益明显,而且墩身外观质量可与大块模板相媲美。

宜万铁路;铁路桥墩;薄壁空心墩;双曲可调模板;泵送混凝土;施工

1 工程概况

1.1 桥梁结构

宜万铁路6标段位于湖北省宜昌市点军区和长阳县境内,线路里程:DK39+114～DK48+840,全长9.726km。本标段桥梁7座,其中赵家岭大桥为双线曲线桥,中心里程DK39+230.11,全长231.92m;桥跨结构为(60+100+60)m连续梁;1号和2号墩为钻孔桩(柱桩设计)基础,桩径2m,最长桩48m,墩身为双线圆端型空心墩,墩高54m;桥台设计为双线T形桥台,扩大基础;宜昌台与堰湾二号隧道出口和万州台与赵家岭隧道进口皆为桥隧相连结构。

1.2 工程特点及难点

桥址区岩溶强烈发育,表现为溶岩、溶洞发育;地势陡峭,薄壁高墩,施工难度大,且便道坡度较大;两台皆在山体上施工。

2 施工方案

赵家岭大桥墩桩基础采用冲击钻成孔作业;两桥台采用明挖基础;墩身混凝土采用翻模施工,混凝土浇筑采用高压泵送。

3 施工工艺

3.1 模板设计与工艺

3.1.1 模板的特点

(1)可通过调弧、拼接用于各种不同直径的墩和收坡,适应性强。内外模间可互换,自下而上反复倒用,和加工大块模板相比,能节省大量模板,有明显的经济效益。

(2)小块模板拼装方便,便于调整,易于加工。和滑模、爬模相比,结构简单、操作方便、零部件损耗小、便于加工,具有明显的优越性。

(3)通过在模板间加梯形木条调节坡率,并可在梯形木条上钉铁皮环绕整个模板内侧,使每节2m只有1条竖向缝,且不漏浆,提高墩的美观性。和滑模、爬模相比,墩身外观质量有明显提高,可与大块模板施工质量相媲美。

(4)通过预埋U形钢筋作为内模支撑的支架,可以大大减少脚手架用量。

3.1.2 模板的制作

根据施工图纸制作定型钢模板。模板每节高度2m设3层共6m,分内、外模板。每节外模由4块角模、8块平模组成。内模由8块角模、8块平模组成。内外模板的面板用6mm厚的钢板制做,模板肋筋采用[10型钢,水平间距60cm一道,以保证模板的牢固性。模板顶面及底面与面板之间用10mm厚的钢板焊接,眼孔间距30cm,眼孔直径24mm的椭圆孔,螺栓采用φ22mm的螺杆连接。模板节数根据施工速度、气温情况及脱模要求强度而定,一般3～6节循环作业。

3.1.3 模板的支撑加固

除传统的“内拉外顶”外,内模在预埋钢筋上搭钢管架支撑,每节模板外侧另加1个钢箍支撑;外模每节模板外侧加3个钢箍,并在最顶一个钢箍上前后左右各加1条拉索斜拉以保证轴线竖直。内外模之间加对拉螺栓,在浇筑混凝土面的上方按墩壁厚加上木条支撑,防止浇筑中涨模或模板内缩,造成墩径过大或过小。待混凝土浇至木条高度时拆除木条。钢箍采用φ20mm圆钢,拉索采用φ30mm钢丝绳,保证有足够的加固强度。钢箍先用拉紧器大致拉紧,再通过在钢箍和模板间嵌入木条来收紧,模板支撑加固见图1。

图1 模板的支撑加固

3.1.4 模板的拆卸

当浇筑混凝土的强度达到2.5MPa时方可拆除侧模板。拆除模板时动作要轻,并保证其表面及棱角混凝土不致因拆模而受损坏。拆完下节模板后,内外模即可移至上节使用,混凝土顶面以下至少要留2节模板以保证上节模板的稳定。

3.2 钢筋的制作

由于墩柱比较高,钢筋不可能一次焊好,因此钢筋的制作成型,一般都在钢筋场完成,成型后采用分段焊接、绑扎的方法施工,钢筋定位通过上下预埋定位筋来保障钢筋位置的准确性。在焊接过程中,要保证钢筋的焊接质量、绑扎质量,钢筋制作安装要满足钢筋的技术规范要求。

3.2.1 钢筋配料

(1)熟悉施工图,了解工程概况,检查图纸各编号是否齐全,记住每一个构件中各钢筋之间的相互关系,通晓钢筋与模板、脚手架配置等多方面的联系。

(2)审查构件各部位尺寸是否吻合,每一个构件中所有钢筋编号的数码是否存在重复现象,核对各编号钢筋的直径、长度、根数是否存在施工图与材料表不相符的情况,如果不符及时上报监理进行更正。根据施工图经严格计算确定各种钢筋的配料长度。

3.2.2 钢筋加工

为了防止钢筋锈蚀,必要时可用抹布试擦浮锈,陈锈采用手工或机械除锈方法必须清除干净,保证钢筋和混凝土之间的啮合力。对直径粗的钢筋手工调直, φ10mm、φ8mm采用数控调直机调直切断。钢筋弯曲成型前应根据钢筋的配料编号长度分别切断。并在工作台上根据配料表和图纸上标明的形状、尺寸,将各弯曲点的位置标定。第一根钢筋成型后应与图纸上标明的形状尺寸进行复核,经核实无误后再成批生产。

3.2.3 钢筋的绑扎与安装

(1)绑扎前的准备工作。根据施工需要,钢筋的焊接绑扎分层进行,并按质量标准控制焊接、绑扎的尺寸,根据每一次的焊接、绑扎的高度,利用碗扣支架,采用塔吊提升法架设相应的操作平台。

(2)钢筋的焊接。根据现场的焊接设备,采用搭接焊搭接时应先对钢筋预弯,使两钢筋的轴线位于同一直线上,用两点加以固定,搭接长度要符合规范要求,单面焊大于10d(d为钢筋直径),钢筋接头同一断面按其占截面积的50%设置。

(3)钢筋的绑扎操作。在薄壁空心墩主筋上划出钢筋的位置线,用十字花扣和反十字花扣进行绑扎,绑扎中注意调整主筋的位置,各交叉点用铁丝绑扎结实,必要时亦可点焊焊牢。为了确保钢筋骨架的竖直度,骨架四角竖筋必须用垂直找正,以免绑扎成型骨架倾斜。

3.2.4 保护层的控制

为了保证保护层的厚度,应在钢筋与模板间设置异型砂浆垫块和钢筋绑扎牢固并互相错开或在钢筋顶面用木楔做支垫,当浇筑完混凝土后拆除木楔,并保证混凝土拆模后表面不显示垫块痕迹。

3.3 混凝土施工

空心墩墩身混凝土强度等级有C20、C25两种,混凝土配合比由项目部试验室根据原材料自身特点及天气情况适时调整,并对坍落度进行控制。空心墩壁较薄,最薄处为60cm,对混凝土的和易性和水灰比要求较高,由2台JS500式强制式搅拌机和1台PLW1200式三仓配料机组成,混凝土的坍落度控制在14～16cm,以免堵管,并严格控制混凝土搅拌时间在1.0～1.5min。

3.3.1 施工准备

在施工前应对水泥标号、品种、净重进行复验,是否符合设计要求和标准,校核砂、石料的含水率进行配比换算,并做好试验调整出合适的配合比。检修搅拌设备的运转情况,调试配料机的称量系统,保证用料准确。检查钢筋、模板的位置和高程及垂直度,确保准确无误。

3.3.2 混凝土的拌制

混凝土的拌制就是根据混凝土的配合比,把水泥砂石和水通过搅拌的手段,变成匀质的混凝土。投料顺序是先加入石再加入水泥,最后加入砂。混凝土搅制时间以1～3min为宜,以达到混合均匀,颜色一致。同时要保证搅拌出的混凝土的和易性和坍落度等符合规范要求。

3.3.3 混凝土的运输与浇筑

混凝土运输设备采用机动翻斗车、吊车和塔式起重机。混凝土浇筑前对模板、钢筋进行检查,模板要平整、光洁,钢筋要干净、顺直。浇筑时分层均匀对称浇筑,厚度根据浇筑速度及日常工程量而定,一般30cm左右为宜,并将混凝土浇筑至模板平齐,使施工缝与模板缝在同一位置上,不允许超出模板,一般低于模板1mm为宜。混凝土自由倾落度大于2m时均采用串筒,以防混凝土离析。

3.4 混凝土的振捣

混凝土振捣要充分、密实,振捣按操作规范要求进行,不得漏振过振和撞击模板。基础采用70型插入式振捣棒,墩身采用50型插入式振捣棒,振捣插入点的次序采用交错式、深度插入下层5～10cm、时间每点20～30s和每层混凝土的厚度为振捣棒长度的1.25倍。

3.5 脱模及养护

脱模应该掌握好时间,过早会使混凝土发生裂纹或丧失强度,过晚会造成脱模困难,甚至使混凝土局部损伤,同时不利于模板的周转,一般当混凝土强度达到2.5MPa时,开始拆模。混凝土的养生:混凝土的初级养生是保证混凝土早期强度的重要措施,由于墩柱高,采用薄膜覆盖的方法,进行前期养生,后期采用自然养生。

3.6 托盘顶帽施工

托盘顶帽结构尺寸变化较大,预埋件预留孔较多,施工时应加以重视。对托盘顶帽结构尺寸变化处,尽量采用定制整体异型模板,以减少模板块数,增强模板整体性。托盘顶帽模板加固、调整采用交叉斜拉杆配以顶部水平内撑,以使整个加固系统受力明确,结构稳定。墩台托盘外伸较多时,设置三角形托架做底模支撑。顶帽预埋件包括检查设备及悬灌梁托架用预埋件等,施工中应提前对模板位置进行复测,根据轴线位置在模板上钻出孔洞,安放预埋件,必要时与墩台顶钢筋焊接定位。认真阅读图纸,统计预留孔数量、尺寸及位置,制作内模,立模时按记录逐个安装内模,加固牢靠。

4 施工时注意事项

搭设临时操作平台高度能够保证每一次浇筑模板组装高度即可(大于4.5m,小于5m)。模板接缝要调至密贴平顺,必要时可在接缝处安装2mm回力橡胶条或5mm海绵条。混凝土浇筑时严禁输送泵管与模板、肋带等接触,以防模板受冲击变形。

5 安全保障措施

(1)各级施工负责人必须明确“管生产必须管安全”的安全生产管理原则。在施工的全过程中,应将“安全第一,预防为主”的方针,落实到有关工作中去。

(2)特殊工种的操作人员,必须通过安全技术培训,至考试取得合格证后,方可上岗工作。其他人员也应进行安全技术培训和考核。

(3)凡进入施工场地的人员,均应按先行的《工厂安全生产规程》和《建筑安装工程安全技术规程》的规定穿戴安全防护用品。

(4)夜间施工作业应有照明设备。工作灯应使用安全电压。

(5)工地应平整,并经常保持排水通畅。土地应按各种建筑设施的需要,设置消防、防洪、防台风、防雷电等设施。

6 结语

薄壁空心墩在施工中采用了翻模施工,收到了良好的效果。翻模施工可以节省人力、物力,并解决了墩身过高而造成的施工困难,同时也能够保证墩身的内在和外观质量,使墩身的施工连续有序,不影响施工工期。此项技术在桥梁施工中积极推广运用,以促进铁路桥梁事业的飞速发展。

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U445.55+9

B

1004 -2954(2010)08 -0187 -03

2010 05 17

马 骥(1984—),男,助理工程师,2010年毕业于天津大学。