[12-11 17:00:46] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3770次
[摘要]滑模工艺采用埋入钢管作为爬杆支承,液压千斤顶产生外力克服滑升时的摩擦力、模架自重和施工荷载,将成型模架体分阶段连续提升,达到混凝土连续浇注,直至高桥墩混凝土墩身成型。与传统施工方法相比,节约施工机械设备、工期、劳动力、模板及周转材料等,效果良好。
晋济高速公路路基第一合同段东耿窑大桥为左右幅分离式桥梁,全长582m,为双排式等截面空心薄壁钢筋混凝土方墩,高度为35~45m,同一轴线左右墩身净距10m,截面尺寸为5m×3m(长×宽),壁厚60cm。
该桥部分墩身高度较大,传统的翻模施工方法存在以下问题:①模板投入较大;②脚手架等周转材料使用较多;③下一步施工的间歇周期较长,进度缓慢;④模板的拆除和安装以及钢筋、混凝土材料的垂直运输使用机械设备的台班较多;⑤每次施工搭设作业平台费工费时。因此在选定施工方案时,借鉴混凝土高水塔结构采用滑模施工的经验,设计和采用钢桁架结构,将左右幅墩身滑模连成一个刚性整体同时提升,通过施工中设置中线、水平控制点,有效解决了上述问题,且解决了墩顶盖梁施工的支架问题。以该桥6号墩为例,高43.2m,可滑段43.2m,共历时21d,其中因故停盘4d,工序间歇停盘3d,实际滑升工作日14d,平均每天滑升3.1m,效果良好。
1 设计原理
以埋入墩身混凝土的爬杆作支承,液压千斤顶产生的外力克服滑升摩擦力、模架自重和施工荷载,在混凝土完成固身初凝时提升模板(软脱模),将固定成型模架体连续提升,采用水准管检查模架水平度、挂线锤检查墩身方向和垂直度,通过限位器调整千斤顶行程进行纠偏,采用定滑轮导向和卷扬提升实现混凝土和钢筋的垂直运输,达到混凝土连续浇注成型。
2 桁架结构设计
桥墩的滑模采用1 000mm×1 000mm矩形桁架梁作为模板的围檩,桁架梁主梁和腹杆采用└80×8,模板采用6mm厚钢板,模板高1.25m。采用“开”形提升架,其主梁采用[18a,高度为4m,提升动力采用16台10t穿心式千斤顶。支承杆(俗称爬杆)采用48mm×3.5mm钢管,由于爬杆占用1根竖向钢筋的位置,在施工中每根爬杆代替1根竖筋。为保证左右幅桥墩同时连体滑升,中间连接体处设1个龙门架,高7.5m,在靠近墩身处设2个龙门架,高5m,承重能力≥5t,安装2台5t卷扬机形成独立的垂直运输系统。为了便于混凝土脱模后养护及部分缺陷修补,在桁架梁下端吊挂辅助平台,平台采用└50×5,宽80cm,铺5cm厚马道板,利用12钢筋每隔1.5m悬挂在桁架梁上,外侧焊接围栏,以确保施工安全。在辅助平台上墩身周围约30cm安装环状水管和喷头,下接高压水管用于混凝土养护。
3 施工工艺
3.1 滑模体安装
基础顶面混凝土施工结束后,进行滑模体的安装,准确对中,找平,依次安装桁架梁、模板、“开”形提升架和千斤顶。
3.2 钢筋加工及安装
钢筋在加工厂下料加工。滑模施工中,边滑升边安装钢筋。钢筋绑扎始终超前混凝土30cm左右。立筋每节长度4.5m,采用滚轧直螺纹套筒连接。利用卷扬机将钢筋吊至滑模工作盘上。
3.3 混凝土浇注
混凝土下料方式采用料斗卷扬机提升顺溜槽入仓。由于钢筋密度较大,为了保证混凝土顺利入仓,要求混凝土和易性好,坍落度控制在14~16cm。
3.4 滑模滑升
1)混凝土初次浇注和模板初次滑升应严格按以下步骤进行:①第1次浇注10cm厚半骨料的混凝土或砂浆;②接着按每层30cm厚浇注第2、3层;③厚度达到70cm时,开始滑升3~6cm,检查脱模混凝土凝固是否合适;④第4层浇注后滑升6cm;⑤继续浇注第5层再滑升12~15cm;⑥第6层浇注后滑升20cm,若无异常现象,便可进行正常浇注和滑升。
2)滑模的初次滑升要缓慢进行,并在此过程中对液压装置、模体结构以及有关设施在负载情况下作全面检查,发现问题及时处理,待一切正常后方可进行正常滑升。
3)转入正常滑升后,应尽量保持连续施工,并设专人观察和分析混凝土表面情况,确定合适的滑升时间,并根据以下几点进行鉴别:滑升过程能听到“沙沙”的声音;脱模的混凝土无流淌和拉裂现象,手按有硬的感觉,并能留出1mm左右深的指印,能用抹子抹平。
4)根据现场施工情况,确定合理的滑升速度,按正常滑升每次间隔1h,控制滑升高度30cm,日滑升高度控制在3~5m。www.tmgc8.com
5)修饰是滑模混凝土施工的一道重要工序,当混凝土脱模后须立即进行此项工作,一般用抹子在混凝土表面用原浆压平或修补,如表面平整亦可不做修整,为使已浇注的混凝土具有适宜的硬化条件,防止发生裂缝,在辅助盘上设洒水管对混凝土表面进行养护(滑升较低时可直接洒水养护)。
6)洒水管设在辅助盘外圈,采用直径25mm的塑料管,朝混凝土表面方向每隔100mm钻Φ1mm的小孔。
7)滑模施工工艺 混凝土下料→平仓→振捣→滑升→钢筋安装→下料。
8)对滑模混凝土要求固身初凝时间4~6h。所谓固身初凝是达不到初凝但又不流淌,即手按有1mm深指痕,强度约0.1MPa。
3.5 测量控制
滑模在滑升过程中,受各种不均匀动力影响,模体会发生偏移现象,为方便及时地观察模体偏移,在四面中心或四角设4根重锤线,每滑升30cm时检查重锤线相对于初始混凝土或基线的位移,并且每向上滑升2m,使用全站仪或经纬仪观测1次,发现偏差及时纠正,保证变形在2cm内。滑升过程中,通过调整千斤顶高差逐渐完成自身纠偏。
3.6 模板拆除
滑模滑升至指定位置时,将模体固定后进行解体,利用门架配合卷扬机在高处拆除部分结构,最后利用设置在盖梁上的支撑点将桁架及模板整体滑下。
3.7 操作要点
1)施工前,对混凝土的配合比、外加剂进行现场实验,测定混凝土的坍落度、凝固时间,为滑模施工做好准备。
2)从滑模组装到混凝土浇注施工,严格按照结构物周边线进行控制,确保其垂直度偏差满足施工规范要求。
3)严格按照分层分片对称浇注混凝土,每次滑升间隔时间≤2h,滑升高度≤30cm。
4)加强设备的使用和维护,控制平台在每次滑升前油泵空转1~2min,给油终了时间2~3s,回油时间≥10s。在滑升过程中应了解设备运行状态,应无漏油和其它异常现象,工作不正常的千斤顶要及时更换,检修标定后备用。
5)因故停止浇注混凝土超过2h,应采取紧急停滑措施,并对停工造成的施工缝认真处理。
6)爬杆采用焊接,焊接后用砂轮机打磨光滑,且平整度与原钢管面一致。
4 施工中出现的问题及处理
滑模施工中常见问题有:滑模体倾斜、平移、扭转、模体变形、混凝土表观缺陷、爬杆弯曲等,其产生的根本原因在于千斤顶工作不同步,荷载不均匀,混凝土浇注不对称,纠偏过急等。因此,在施工过程中应加强观测检查,确保良好运行状态,发现问题及时处理。
1)纠偏 利用千斤顶高差自身纠偏或施加一定的外力纠偏。纠偏不能操之过急,以免造成混凝土表面拉裂、死弯、模体变形、爬杆弯曲等。
2)爬杆弯曲 爬杆弯曲时,采用加焊钢筋或斜支撑,弯曲严重时,切断爬杆,重新接长后再与下部爬杆焊接,并加焊“人”形斜支撑。
3)模板变形处理 对部分变形较小的模板,采用撑杆加压复原,变形严重时,将模板拆除修复。
4)混凝土表观缺陷处理 采用局部立模,补上比原强度等级高一级的膨胀细骨料混凝土,并用抹子抹平修复。
5)停滑措施及施工缝处理 因结构需要或意外原因停滑时,应采取停滑措施,混凝土停止浇注后,每隔15min滑升1~2个行程,直至混凝土与模板不再粘结。对于停滑造成的施工缝,根据施工规范要求处理。复工前将混凝土表面残渣除掉,用水冲净,混凝土施工缝先铺1层10cm厚的水泥砂浆,然后再浇注原配合比混凝土。
5 技术经济分析
5.1 工程质量和安全
1)采用拼装钢模或翻模不能一次连续浇注完成,必须分节浇注,易留模板缝和施工缝,且振捣困难;采用滑模混凝土连续浇注,可避免模板缝和施工缝出现。
2)采用拼装钢模或翻模,轴线偏位和垂直度较难控制,特别在高空时,仅靠钢丝绳或缆风绳控制,精确度低;滑模除用全站仪或经纬仪观测外,主要靠模体上的垂线控制,能够及时发现,即使有偏差也可通过调整千斤顶进行精确、有效的纠偏。
3)钢模板一次拼装立模较高,混凝土浇注不便,容易产生离析。滑模采用分层浇注混凝土,每层厚度30cm左右,易浇注、振捣。
5.2 工期
1)如采用2套翻模,每次每墩安装高度4.5m,安装需1d、浇注1d、绑扎钢筋1d,3d浇注9m,平均每天3m。www.tmgc8.com
2)采用一套整体式滑模,除第1次需安装模板和绑扎钢筋外,以后都不需再安装模板,绑扎钢筋与混凝土浇注同时进行,每天可提升4m,共浇注8m。
3)以高度40m的空心薄壁墩为例,使用翻模正常施工需27d,而采用滑模需14d(其中模架拼拆占4d)。
5.3 施工成本
以施工1个40m双墩为例,对翻模和滑模进行分析,共同投入的搅拌站、人工等项目不作比较,仅以不同项目比较如下:
1)普通钢模板投入2套8节共12m,重25t,每吨5 800元,模板费145 000元;25t吊车月租2.2万元,27个台班计19 800元;脚手架管共17t、4 500m,按租赁费0.02元/(m.d)计,需投入2 430元。以上共计投入167 230元。
2)滑模模架现场自行加工,购买钢板、角钢、槽钢、钢管等共计14.3t,含加工每吨成本4 500元,共计64 350元,千斤顶和卷扬机为自有设备。
3)滑模较翻模施工节约成本10.28万元。
6 结语
滑模工艺以其使用周转材料少、作业周期间歇短、速度快、一次成型、机械设备使用少、施工成本投入低、节约资源及安全、高效等优点,适用于施工场地狭小、混凝土结构设计高度较大的工程施工。
