某黄河大桥薄壁空心墩液压爬模施工技术的研究.docx
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某黄河大桥薄壁空心墩液压爬模施工技术的研
究
摘要:
本文结合某高速公路黄河特大桥X#墩的施工,介绍了液压爬模系统及爬模施工工艺在薄壁高墩建设中的
应用,为今后高墩的施工积累经验。
关键词:
薄壁高墩;爬模工艺;液压系统;施工技术中图分类号:
U445.4文献标识码:
A文章编号:
1006-4311(2015)09-0207-02
0引言
西部大开发战略自启动至今,高等级公路在西部地区日渐普及。
众所周知,我国西部多山地沟壑,地形复杂,要在山地上建造公路,必须考虑高墩大跨连续刚构桥结构。
本黄河大桥主梁为连续刚体,与薄壁墩固结而成,吸收了连续梁桥和T型刚构桥的优点,具有适应性强、施工方便、易于养护、造型优美、经济性好、行车舒适等优点。
在现浇竖向钢筋混凝土结构中,液压自爬模无疑是较为先进的施工工艺。
爬模施工是在结构平面上,将模板沿结构周边一次安装完毕,无需支设或拆卸模板,从而连贯的浇筑混凝土,节省施工时间。
也就是说,爬模施工是通过连续浇筑混凝土使模板提升,以此按设计要求浇筑整体
结构。
1工程概况
本黄河特大桥全长1072m,最大桥高150m,主桥最大墩高141m。
主桥上部是(88+4×160+88)m混凝土预应力刚构桥。
桥墩采用单薄壁空心桥墩,横桥向宽度7.0m,顺桥向宽度9.0m,横桥向壁厚为0.7m,顺桥向壁厚为0.9m。
薄壁空心桥墩墩高116m,平面尺寸为7.0×9.0m,结构尺寸2m实心段+6m变截面空心段+102m等截面空心段+4m变截面空心段+2m实心段。
空心部分内壁设置倒角,形式为0.3×0.3m。
为了在不影响墩身质量、保证人员安全的前提下赶超进度,积累更多施工经验,施工部基于翻模与爬模两种技术措施,经认真比选,最终决定采用爬模施工方案。
墩身混凝土浇筑及钢筋绑扎的标高都应该达到6m。
同时为了顺利开展钢筋部分的施工,还须将一劲性骨架安装在墩身内部。
墩高116m,按6m*20次的标准分阶段浇筑。
节段划分以及墩身的细部结构详见图1。
2先进的液压爬模系统
液压爬模主要涉及三大系统,即模板系统、爬升系统和工作平台系统。
2.1模板系统模板系统的主体构造是图2所示的模板及可移动的支架。
2.1.1钢木组合可拆式整体木模板这套模板包括面板、竖肋和横肋等主体构件。
面板是酚醛树脂双面覆盖胶合板、21mm进口维萨板。
其胶合工艺特殊,抗变形能力和防水性能较好。
它的表面经高压合成树脂处理,能避免混凝土附着。
并且可重复利用至少20次。
竖肋的主体构造是20cm×8cm的工字木架,而横肋则是14d轻质槽钢,可保证模板具有较强的刚度。
用自攻螺丝、地板钉连接面板和竖肋,用连接爪连接横竖肋。
在面板上钉的螺钉必须是平齐的,以免浇筑后的混凝土表面不平整。
模板的斜撑主背楞是2根双16d槽钢组合件。
连接面板和斜撑主背楞的构件是连接爪、调节座连接。
竖向调节模板时会用到调节座。
调节后,将一后移装置装设在斜撑主背楞处,以便于水平移动螺旋斜撑和主操作平台。
内模板与外模板之间可通过拉螺杆、垫板连接。
2.1.2移动模板支架首先,用螺栓、销轴型钢连接移动模板支架,用一拆卸式支撑体系稳固模板,一来可加快施工进度,二来浇筑混凝土时可承受部分侧压力,并且在浇筑完毕后,可借助滑轮实现整体脱模。
2.2爬升系统爬升系统:
它的主体构造是液压系统、埋件系统、导轨和爬架。
爬架:
它包括上爬架、下吊架。
拼装上爬架,主要是方便安装模板和钢筋。
拼装下吊架,目的是为爬升操作、拆卸锚锥、修饰混凝土表面和电梯入口搭建一作业平台。
埋件系统:
其主体构件是爬锥、高强螺杆、受力螺栓、埋件板和预埋件支座。
其中,已浇筑节段的承力点――锚锥,由高强螺栓、锥形螺母和锚筋组成。
除此以外,爬升系统主要通过爬头、锚板和锚靴传力。
导轨的主体构件是楼梯挡板(1组)、20d工字钢(2根)
。
矩形定位孔作为爬升的承力点应设在侧面。
液压系统的主体构件是操控系统、液压油缸和操作控制箱。
施工时,应该在同一操控平台上完成电控操作,这样维护起来比较方便(详见图3)。
2.3工作平台系统工作平台系统可摆放小型施工机具,能够为安全作业提供以稳固的平台。
按照设计要求,应该
由下到上安设6层工作平台,即为-1,0,+1,+2,+3,+4,各层的功能如下:
-1层:
拆卸锚锥,修饰墩身混凝土表面。
0层:
爬升操控;
+1、+2、+3层:
装设和调整模板,安装锚锥;
+4层:
绑扎和处理未浇筑的混凝土段墩身钢筋,浇筑混凝土构件。
3完善的墩身液压爬模施工工艺
3.1爬模拼装在场外拼装爬模结构,然后运抵现场,按施工要求吊装到位。
预留爬模预埋件,然后开始首节墩柱的浇筑施工。
当混凝土筑件的强度符合15MPa的标准后拆掉模板,在预埋锚锥位置上固定锚板,并在锚板上挂锚靴,通过限位销调整位置。
接下来,按要求装设三角架、后移装置、承重架,并安装上爬架及爬升系统的操控平台,然后安装下吊架。
浇筑完第二节墩身混凝土并整体脱模后,以此进行挂做、导轨、液压系统的装配,在液压系统的配合下完成爬升部分的施工内容。
安装好模板承重结构后,在其主纵梁上固定移动模板。
但是须在地面预拼三角支撑架体。
3.2爬架爬升在爬升施工中,只有爬架和轨道相互配合,才能使爬架爬升。
操控爬升系统时,应该按1-8号的标号管理液压操作平台上的油缸。
每边的油缸处安排一位观察人员,随时查看自锁提升件的卡锁是否紧贴着导轨梯挡,同时密切关注导轨梯挡上是否同步爬升。
油泵要指派专人操控,每个操控人员人手一台对讲机,实时交流1-8号的运行情况。
待四边步进装置到位后尽快安排第二次爬升。
若四边的爬升进度不同步,还须调节液压油路确保同步爬升。
爬升架高出指定标高10cm时停止爬升,将承重销插在指定位置,回油让爬架回落至原位,插上安全销,并将液压油泵关闭,断电,拧紧贴在混凝土表面上的承重三
角架的附墙撑。
3.3模板施工钢筋绑扎到位后安装模版。
可借助塔吊将内模吊装到位。
通过内模平台支撑后,穿对拉杆连接模板,再借助全站仪调整模板位置,最后拧紧阳角拉杆。
吊装模板时须注意几个关键节点:
一是吊运过程中,切忌刮碰模板;二是为了避免混凝土筑件脱模后出现色差,必须用同一种脱模剂脱模;三是振捣过程中保证棒头与模板表面至少相距10cm,以防刮蹭模板板面;四是严禁用撬动的方式拆模,可借助模板背后的钢构支撑拆模;五是采用软毛刷刷脱模剂,严禁使用钢刷。
4切合实际的工艺改进
对比同类桥梁的爬模施工,结合现场的施工情况,在工艺实施过程中进行了改进。
4.1首节变截面空心段施工爬模时模板标高6m。
混凝土墩底实心段标高是2m,变截面空心段的标高是6m,因而定制的内模板不能用在首节混凝土筑件上,施工的繁琐程度可想而知。
鉴于此,施工部拟用竹胶板和钢模板组装内模板,用槽钢作背楞,很好的解决了模板的使用问题,同时提高了施工效率。
4.2交叉流水施工墩身左右幅结构形式相同,因此决定用1个钢筋工班和1个模板工班交叉流水作业,以加快施工进度。
也就是说,墩身左右幅交错着作业,施作左幅
的钢筋部分时,右幅同时浇筑混凝土,反之亦然,这样可保证每个工班始终有作业面,并且只需拼装一套内模板
(左右幅共用)、两套外模板即可完成本阶段的施工内容。
模板随爬架爬升操作。
这样一来,变截面空心段组合模板可灵活周转,节省了一部分施工成本。
4.3墩身质量控制措施现场利用型钢制作钢筋定位卡尺,控制墩身主筋间距,采用劲性骨架引导支撑钢筋安装。
立模时在薄壁墩内外侧模板之间布置多道70、90cm的钢筋,用以提高立模精度,保证墩身及保护层厚度。
外模板低于
板面10cm设置一道定位卡槽,用以控制混凝土浇筑高度,保证混凝土面的连续平整。
混凝土浇筑采用地泵,高压泵管沿塔吊固定爬升。
泵管接到平台中心处,接软管至墩身四面,均匀布料,保证混凝土浇筑质量。
5结束语
本黄河特大桥使用的液压爬模施工技术,极大的提高了工效,保证了安全,使得该技术日臻成熟。
虽在施工过程中也遇到了不少问题,最终都得以解决。
该墩作为黄河特大桥墩身首件工程取得了示范效应,为该黄河特大桥创优质工程奠定了良好基础。
参考文献:
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[2]罗其青,邓继华.桥梁高墩爬模施工[J].湖南交通科技,2005,31(3):
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- 黄河 大桥 薄壁 空心 液压 施工 技术 研究