徐 玥,孔庆祥
(1.西安铁路工程职工大学,西安 710065;2.中铁第一工程公司 第四分公司,陕西 咸阳 712000)
空心高墩墩身施工目前主要有以下几种施工方法:(可调)模板支架施工、滑模施工、爬模施工、翻模施工。翻模施工法适用于桥梁20 m以上的空心墩施工。对于收坡高墩,且同类型桥墩数量较多的,应采用大块成套钢模,分段支立、浇灌,在不同墩位间倒用。
马桑树二号双线大桥位于新建铁路云桂线站前7标段管区,根据本桥桥墩特点,结合施工实际情况,决定在高24 m的8,9,10号墩,采用翻模施工。
为减轻高墩自重,一般设计为空心墩。空心高墩采用翻模进行施工,翻模由模板、工作平台、吊架、提升设备组成。翻升模板可采用2层布置,每层高4.0 m,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。工作平台采用20号槽钢组拼成空间桁架结构,配合随升收坡吊架,为墩身施工人员提供作业平台,稳定性能良好。
翻模施工的模板提升方式有吊机提升法和液压穿心千斤顶提升法。
平台的提升系统采用液压穿心千斤顶,自动化程度高,可控性能良好。
圆端形翻模总装图见图1,圆端形翻模施工工艺流程见图2。矩形空心墩翻模与圆端形空心墩翻模设计、施工原理相同,外模形状按矩形设计,工艺流程参见圆端形翻模工艺流程。
外模支立的好坏直接关系到以后的施工,要求尺寸正确,外模顶水平,否则在空心段施工时,会造成模板不平整。
图1 圆端形空心墩翻模总装
图2 圆端形空心墩翻模施工工艺流程
1)利用短钢管在实心段及墩身四周搭设一脚手架平台,安放整体吊装的平台。
2)平台的组装按由内到外的顺序,在平地上组装。组装时,内外钢环按圆心对称安装在辐射梁上,不得有偏心。辐射梁均匀分布在半个圆周,采用丁顺结合布置,安装好后将所有螺丝拧紧,并涂上黄油。平台的吊装利用塔吊进行整体吊装,每侧辐射梁下设2台千斤顶。
3)安装预埋件及液压设备。预埋靴子的位置要特别准确,它是为整个平台的顶杆预先造孔,使套管能顺利提升,保证平台的平衡。平台安装就位后安装千斤顶,插入顶杆套管。并采取措施保护套管,避免套管与混凝土粘连。
4)组装翻模。内外模板各设2层,翻模按顺序、部位进行组装。组装时,模板间缝隙要严密,内外模板间按设计尺寸进行校正,并安设拉筋和内撑。
严格按照设计图绑扎钢筋之后,灌筑混凝土。
混凝土由拌合站集中拌制,混凝土搅拌运输车运至墩下,混凝土输送泵泵送入模,对称均匀浇筑。
混凝土灌筑到模板顶时,要低于模板口1~2 cm,为下一板方便组装翻模,防止有错台。当混凝土的强度大于3 MPa时清除浮浆,凿毛混凝土表面,进行第二、三节段施工。施工完成的混凝土要及时养生。
在灌筑过程中用测量仪器随时观测预埋件的位置及模板、支架等支撑情况,如有变形和沉陷立即校正并加固。
翻模组装后,第一次提升平台应在混凝土灌筑达到一定高度后进行,时间宜在混凝土初凝后,终凝前,提升高度以千斤顶的1~2个行程为限(一个行程3 cm)。第二次及以后的每次提升(终凝前),每小时提升一次,当混凝土表面发硬时,每半小时提升一次,当混凝土表面发白时,再提升1~2个行程。混凝土终凝后,每4~6 h提升一次。
模板组装完毕后,在灌混凝土前试提升一次,以检查套管是否被粘住。在浇筑混凝土前把套管擦干净,并涂油。
平台提升总高度以能满足一节模板组装高度为准,同时控制在终凝后达到设计高度,切忌空提过高。
平台提升过程中注意随时进行纠偏、调平。收坡在平台提升至总行程一半后进行,终凝前完成,就位后专人检查。平台提升的操作人员应选派责任心强、素质较高的工人,培训后上岗。
模板解体:模板可视情况分为若干个大块整体翻升,此工作在灌筑最上层模板混凝土过程中提前进行。解体前先用挂钩吊住模板,然后拆除拉筋、围带等。
模板翻升:待平台提升到位后,用倒链将最下层模板吊升至安装位置。提升过程中(包括平台的提升)有专人检查,以防模板与固定物挂碰。
检查模板组装质量,符合桥墩设计要求。检查合格后安放撑木,拧紧拉筋。
拆除按照与组装的相反顺序进行。先拆除模板,后拆除平台。
拆除平台时,在墩顶用钢管搭设一脚手架平台,使液压平台稳放于脚手架平台上。将套管与平台的螺栓松开(不要卸掉),将千斤顶倒置套在顶杆上,反向爬升,将顶杆依次抽出。完成后,拆除平台上所有设备,将套管与平台的螺栓全部松掉,利用双索吊同时起吊,整体吊装,最后拔出套管,灌孔。
翻模是由上、下二组同样规格的模板组成,随着混凝土的连续灌筑,下层混凝土达到拆模强度后,用吊机配合自下而上将模板拆除,接续支立。如此循环往复,完成桥墩的灌筑施工。
1)墩身模板:外模分上、下两节,一次支立而成。接缝可采用阴阳榫接头,一般要求在工厂内统一加工。模板用槽钢骨架与6 mm钢板组焊成整体。施工过程中,两节模板交替轮番往上安装,每一节都立在已浇筑混凝土的模板上。内模采用组合钢模拼装,内外模间设带内纹的对拉螺栓,以利于拆模和避免墩身混凝土内形成孔洞。墩身内腔每隔一定高度预设型钢作支撑梁,上面搭设门式脚手架作为装拆内模和浇筑混凝土的工作平台。安装和拆卸模板,提升工作平台以及钢筋等物品的垂直运输均由塔吊完成。每块外模背面沿墩身上升方向焊接两条带孔钢轨,并使上、下节模板的钢轨对齐,工作平台利用插销固定在钢轨上。安装好上节外模后,可取下插销,利用塔吊将平台沿钢轨向上滑升到上节固定。
2)模板位置调整:当四大块模板组拼成形后,所有螺栓不必拧紧,留出少量松动余地。模板前后方向偏斜的调整,通过手拉葫芦拉至正确位置;左右偏斜的调整,则在模板底边靠倾斜方向的一端塞加垫片实现。模板之间的缝隙塞有橡胶条,防止漏浆。由于模板制作及起始第一节模板调整的精度都很高,以后每次调整幅度很小。调整完毕后,拧紧全部螺栓,即可浇筑混凝土。
3)拆模:在安装钢筋的同时,可以开始拆下面一节外模。拆模时用手拉葫芦将下面一节模板与上面一节模板上下挂紧,同时另设两条钢丝绳栓在上下节模板之间。拆除左右和上面的连接螺栓,然后通过两个设在模板上的简易脱模器使下节模板脱落。脱模后放松葫芦,使拆下的模板由钢丝绳挂在上节的模板上。然后逐个将四周各模板拆卸并悬挂于上节模板上。这样将拆模工作和钢筋安装工作同时进行,节约至少半天时间,同时最大限度地减少了对塔吊工作时间的占用。
该桥三个空心墩采用翻模施工,解决了高空作业施工难、垂直运输复杂危险等难题。
翻模施工工艺适用于大、中桥各种空心高墩,以及各类烟囱等工程实体的施工;适用于多种类型高耸结构和多种结构类型(剪力墙、框架、框剪)的高层建筑,以及外周边脚手模板施工及电梯井筒内部的脚手架模板施工,具有广泛的推广价值。
[1]中华人民共和国铁道部.TB 10203—2002 铁路桥涵施工规范[S].北京:中国铁道出版社,2002.
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