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解析桥梁高墩施工中滑模和爬模施工工艺的应用

发布时间:2017年6月19日

    1 ·工程实例分析
    某高速公路跨越河流,桥梁为T 型梁结构,#16—#38 桥墩采用空心薄壁高墩,高度在28m—60m 之间,主墩高60m。建设方对工期要求较紧,为实现高质、高速建设,决定采用滑模和爬模相结合的施工工艺。建设方和施工方对此方面的研究颇为重视,仔细分析了两者的优缺点,如滑模虽然造价低、施工快,但工艺方法上有局限性。爬模技术则是对滑模的改进,适应性强,组织管理较为方便,且质量较高,但经验不足。为此,建设方决定将两者结合,以提升最后建设效果。
    2· 滑模施工工艺
    2. 1 构成及特点
    滑模系统包括: ( 1) 模板系统。主要包括模板、围圈,模板多为薄钢板制作; ( 2) 提升设备。包括千斤顶、提升架、油泵、顶杆、高压油管、杆套管等; ( 3) 操作平台系统。构成部分有操作平台、吊架、混凝土平台、液压操作平台等; ( 4) 辅助系统。
    滑模工艺速度快、周期短、成本低,材料消耗较少,可减少设备投入、节约模板用量,而且浇筑的混凝土表面光滑,不易产生裂缝。另外对于拉筋、钢模板、架子管等材料都能有所节省。其不足之处在于: 混凝土表面需要二次抹面成型; 桥墩的竖直度不好控制,一旦出现偏差,很难纠正,从而不利于施工精度。
    2. 2 滑模安装工艺
    首先应对承台进行清理,将杂物彻底清除,然后找平放线。关于提升架,组装好后确保立柱、横梁位于同一平面,且节点连接牢固,而后就位安装。围圈的组装通常遵循“先内后外,先上后下”的顺序进行,该工程将上下围的距离设计为650mm,下围与模板下皮保持着450mm 的距离,井字架槽钢开口朝向对称位置,其他步骤均按要求操作。
    其次是墩壁模板的安装,同样遵循先内后外的顺序,壁模板上大下小,倾斜度控制在0. 5%以内。在操作平台的组装中,结合放线位置,将桁架就位找平,钢水平、垂直支撑安装完成后,开始平台木板的铺设工作。
    然后按照要求进行油压提升设备的安装,确保所有均能正常运行。如千斤顶的安装,应保证其垂直度,若有倾斜需加以调整。控制台安装后,对电机转向、电铃灵敏度进行试验,同时准备好充油排气工作。总试压应连续多次试验。最后是支撑杆的安装,以及内外吊架、安全网的安装铺设。
    2. 3 钢筋绑扎及混凝土浇筑
    施工现场建立钢筋加工棚,由专业人员进行人工钢筋绑扎。在绑扎墩台、支座垫石钢筋时,需做好各种预埋件的预埋工作,并留设相应的钻孔。随着模板的提升,穿插进行接长顶杆及钢筋绑扎工作。该工程使用的是C40 混凝土,采用分层均匀浇筑的方法,浇筑时的坍落度设计为15cm,每层厚度为25cm。在浇筑完后未凝结时开展下一层的浇筑,且浇筑后的混凝土表面与模板上缘保持15cm 的距离。振捣与浇筑同时进行,振捣棒插入前一层混凝土的深度应控制在5cm 之内,且不得与模板、钢筋等向触碰。模板滑升过程中必须停止振捣工作。在出模后8 小时进行养护。
    2. 4 模板滑升
    ( 1) 初升阶段。起初浇筑高度在65cm—75cm 之间,分2—3 层浇筑,需要4h 左右。然后缓缓提升模板5cm,并对底层混凝土状态进行检查。用手指压在表面,感觉砂浆不粘手,混凝土表面虽有指痕但按不动,且用指甲可以划出痕迹,即可开始初升。当混凝土强度达到0. 4MPa 时,硬度足够,可将模板提升3—5 个千斤顶行程。然后全面检查滑模系统,确保围圈连接牢固、螺栓没有松动、顶杆亦无弯曲。
    ( 2) 正常滑升阶段。混凝土每浇筑一层,将模板滑升一次,尽量保证浇筑厚度与滑升高度相同。浇筑、滑升以及钢筋绑扎工作应交替进行。此工程采用20cm/h 的滑升速度,该阶段还应分多次缓慢提升,每次连续滑升高度需控制在28cm 以内,滑升过程中应实时监测设备及其他元件的运行状态。
    ( 3) 终升阶段。随着模板滑升,当距离墩顶部约有1m 时,进入终升阶段。需将速度减缓,并做好找平、找正工作,确保最后浇筑的一层混凝土顶部高程与位置准确。
    3· 爬模施工工艺
    3. 1 构成及特点
    爬模系统包括: ( 1) 模板系统。主要包括钢模板、角模、螺栓螺母、垫片等; ( 2) 液压提升系统。有横梁、围圈、提升架立柱、千斤顶、控制台、油管、支撑杆等; ( 3) 操作平台系统。包括操作平台、外架立柱、栏杆、斜撑、铁丝网、外挑梁等。   模板的组装使用可从任意一层开始; 施工方便,整体结构性好; 因配置有脱模器,可顺利完成脱模工作; 液压设备及各种模板装置能够循环使用; 可节省模板的放置空间; 混凝土质量较好,偏差小、裂缝少。其不足之处在于: 施工工艺复杂,成本过高; 安全性能与滑模相比较低。
    3. 2 爬模安装工艺
    同样应先承台的杂物清理干净,并做好找平放线工作; 按照工程要求及布置图进行支模,此工程采用先内后外的顺序。每完成一段支模,及时应穿墙螺栓紧固。经常会以PVC 管套在螺栓上,先立模板后穿过去。支模顺序按照平模、阴阳角模、顶角模的顺序进行; 先在地上组装提升架,支模结束后,将提升架吊运至预定位置,可临时用钢筋加以固定,等环梁连接后再去掉临时焊接钢筋。接着是围圈、挑梁及平台铺板的安装; 然后安装栏杆和安全网。最后进行液压系统和激光靶的安装。
    3. 3 钢筋绑扎及混凝土浇筑
    绑扎第一层墙体钢筋,安装门窗洞口边框模板,边框模板之间加支模稳固,以防变形。绑扎同时,将第二节模板拆除,倒置在上一节模板上,进行适当调整。拆模按照正确的方法和顺序进行,不得硬撬。新一轮模板安装时,将其分为3 - 4 块大模板,按照墩身直径和坡度变化列出收分表,分别加以调整。混凝土的浇筑振捣与滑模相似,应严格按照要求进行每一步操作。
    3. 4 模板爬升
    爬模时,先对架上的4 个支腿进行调整,确保尺寸位置符合要求。由专业人员操作液压控制台开关,两个顶升油缸活塞杆支撑在下爬架上,两缸体同时向上顶升,行程达到1. 5m 时停止爬升。调节专门杆件,伸出4 个支腿支在爬升架上,然后操纵液压控制台,使活塞杆回收带动下爬架,内套架上升就位,支好下爬架支腿。另外,还包括放钢筋绳、拆除螺栓等工作,均应按照要求进行。
    4· 结束语
    滑模和爬模技术在桥梁高墩中的作用日益突出,应用越来越多。两者各有优劣,在使用中应根据实际情况具体选择,并严格按照规范要求完成每一步操作,以提高整体质量。