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关键词:铁路桥梁空心薄壁桥墩翻模;施工技术
Abstract: bridge thin-walled hollow piers over mold construction technology is increasingly widely used in construction, the construction control of this project is simple, construction is convenient, to shorten the time limit for a project, cost savings.
Key words: hollow thin-wall piers of railway Bridges over mould; The construction technology
中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)04-0000-00
一、薄壁空心墩翻模技术概述
随着当代铁路工程建设事业的发展,桥梁薄壁空心墩越来越多,以往大量采用爬模施工技术,但其墩身混凝土外观质量不利于控制,影响整个墩身的观感质量;翻模施工技术正好弥补了爬模的缺点,现在施工中被广泛采用。
铁路桥梁薄壁空心桥墩翻模施工技术施工桥墩控制简单、施工便捷、利于缩短工期、节约成本。空心桥墩翻模就是外形与重力式桥墩相似的空心结构桥墩。这种桥墩具有截面积小、截面模量大、自重轻、结构刚度和强度较好的特点,多用于铁路桥的高墩结构。薄壁空心桥墩和重力式实体桥墩比较,一般可减少圬工量30%~50%。
2O世纪8O年代以来,随着滑动钢模板、预制构件以及预应力拼装等新工艺的发展,克服了过去就地立模、高空作业、施工慢、质量差、费工费料等施工方面的困难。薄壁空心桥墩应用日益广泛。
二、桥梁空心薄壁桥墩翻模施工方法
翻模施工是以凝固的混凝土墩身为支承主体,通过附着于已完成的混凝土墩身上的下层模板支撑上层模板及平台,从而完成钢筋成型、模板就位和校正、混凝土浇筑等工序。
在铁路桥梁施工过程中,我们也常用空心薄壁桥墩翻模来进行施工。在施工时空心墩柱施工综合考虑其设计墩高、工程质量要求、工期要求、场地条件等多方面因素,空心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。翻升模板建议一般次采用2层布置,每层高4m,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,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。平台的提升系统采用液压穿心千斤顶进行提升,自动化程度高,可控性能良好。
空心薄壁桥墩翻模施工方法有两种:一种是小模板满堂脚手架翻模法施工,另一种是大模板模板支架翻模法施工。
采用小模板满堂脚手架翻模法施工优点是:小模板易提升,不需要大型起吊设备。安满堂脚手架可以全封闭防护,不易出现危险。缺点是施工程序多,施工缝多,模板不易拆除,利用率低,施工周期长,浪费时间,工期不允许。并且满堂支架施工对人员的需求量大,重复劳动浪费大量的人力,周转性材料投人过多,成本增加,不满足经济实用施工要求。
而采用大模板模板支架翻模法施工(每次施工高度根据实际情况机动调整)。优点是成功地解决了工期紧张的问题,工作效率大,大模板混凝土施工接缝少,而且施工缝采用凿毛处理,满足业主建造精品工程的要求。
施工工艺及方法:
1、钢筋加工及安装。在承台混凝土施工时,预埋墩身钢筋。主筋的接长采用双面搭接焊施工,横向箍筋现场绑扎成型。主筋下料长度根据模板高度和混凝土浇筑高度确定为,加工施工的钢筋端部必须调直,要求切口的断面与钢筋轴线垂直。
2、模板的安装、拆除和工作平台的布置。每节内外模采用四块大块模板和四片转角模板共八片组成。墩身底部现浇段,内模斜倒角部分用组合钢模板拼装,其他部分采用定型大块钢模拼装而成。
模板在安装前必须进行试拼,检测模板接缝、错台、连接等方面的问题。试拼完后应将模板集中摊平,进行打磨、除锈、涂刷脱模剂。模板安装前须用全站仪准确测设出墩身的内外立模边线,模板安装利用汽车吊辅助完成。整套模板采用直径20mm圆钢作为拉筋,拉筋外套直径22mm的PVC塑料管以备混凝土施工完毕后拉筋抽出。内、外模板安装加固后,整体应有足够的刚度,在混凝土施工过程中做到稳固、不变形拆除下层模板时先抽取模板拉筋,然后用在上层模板上用导链挂钢丝绳拉紧下层,随后拆除上下层模板联结螺栓,最后拆除、提升下层模板。外挂托架平台采用建筑脚手架管搭设,支承于钢托梁上,内模工作平台设置在内支架上,内外工作平台铺设6cm厚度的木板,周围一圈挂上安全网,底层兜挂安全网。每浇筑一次,即两节模板循环一次,外挂托架提升一次,提升时采用1O吨手动导链提升。在该操作步骤之前必须检测并确保该段墩身砼强度达到设计强度的75%以上方可进行下一步施工。
3、墩身混凝土浇筑。钢筋、模板加工安装完毕经检验合格后,就可以进行墩身混凝土的浇筑。采用泵送砼分层浇注至模板顶面,每次浇注一节段,浇筑连续进行。采用塔吊配合施工的墩柱,泵送管依附于塔吊的塔身上,采用长臂汽车吊配合施工的墩柱,泵送管依附于施工旋梯上。砼拌和应均匀,浇注层厚不宜大于30cm,在下层砼末凝固前浇注上层,振捣应附合规范要求,不能过振欠振而造成砼内在和外观质量的影响。
4、墩身养生采用顶部水桶自流法进行养生。墩身预埋件的施工墩身施工过程中。应注意预埋件的埋设:根据要求预埋排气孔和墩身施工预埋钢板、根据监测要求预埋墩身应力应变计和温度应变计。
三、桥梁空心薄壁桥墩翻模施工控制
如何对铁路桥梁空心薄壁桥墩翻模施工进行一定的过程控制,以满足质量验收要求,我们可以从下面几个方面来讲:
1、施工人员的控制。在施工过程中。施工工地专职安全员每日对墩身模板的内外工作平台、支架和塔吊的爬梯进行检查,重点检查各焊接点的牢固情况,和安全防护网的完整性。每一混凝土施工循环后,在进行下一次安装前须派专人对模板和工作平台支架集中进行检修和加固。并且各上岗人员必须进行岗前安全知识培训,严格按操作规程施工。所有人员进入施工作业区,必须将安全帽、保险绳、防滑鞋等防护用品佩带齐全。严禁酒后上岗和疲劳作业。
2、桥墩施工精度要求较高,需要按要求施工。桥墩薄壁空心墩,墩身柔度大,在施工中受到日照引起的温差、风力、机械振动及施工偏载的影响,墩身的轴线可能发生弯曲和摆动,使墩身处于一种动态之中。高温季节,在阳光的照射下,高墩的朝阳面和背阳面温差较大,墩身也因此产生不均匀膨胀,使其向背阳面弯曲,对墩身施工精度有影响,且随着温差的增大而增大、随着太阳方位的改变而改变。
3、采取有效方法,消除分节段施工缝的错台,提高砼外观质量。在施工过程中一定要做实体浇注前的首件工程试验排演,以检查模板和浇注工艺的合理性。并且施工控制、监测控制的内容和手段一定要保证墩身线型符合设计要求。
四、结语
通过技术人员现场的严格质量控制,对施工工艺及方法进行反复的琢磨,出现问题及时采取相应的措施进行解决,可以确保铁路空心薄壁墩施工的质量安全的同事,也进一步的保证了工程进度的提前。
参考文献
Abstract: Thin wall U-shaped girder is a kind of new-type reinforced concrete girder designed with advanced foreign concept. It has been successfully applied in the Nanjing south station to Lukou airport section project of Nanjing to Gaochun inter-city rail. It has strong resistance to pressure, shock absorption and sound insulation, novel structure, beautiful appearance and saves construction materials. But its wall is thin. The thickness of the thinnest part of the floor is only 260 mm, and the open section has low torsional rigidity. Therefore, there are high technical requirements of U-shaped girder erection, and the construction is difficult. This paper mainly introduces the process of U-shaped girder erection with bridge girder erection machine to provide reference for similar projects.
关键词: 架桥机;薄壁U型梁;架设工艺
Key words: bridge girder erection machine;thin-wall U-shaped girder;erection process
中图分类号:U445.46 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)12-0073-03
1 工程概况
南京至高淳城际轨道南京南站至禄口机场段工程,即南京地铁S1线,线路总体呈南北走向,土建TA02标主线高架起自禄口机场路基过渡段,止于禄口新城南站,高架线路全长约5.4km,由上海隧道工程有限公司承建。
上部结构标准梁主要采用预制30m长的U型简支梁(图1)。
该段桥梁直线段线间距为4.7m;曲线段半径为650m,线间距为5.1m。下部结构为单柱T型整体桥墩,预应力结构混凝土盖梁。该工程涉及的梁型较多,其标准U型梁的总高1.9m;宽度有3种:5.06m、5.205m、5.5m;跨度有4种:30m、28m、26m、25m。最重的U型梁的混凝土体积为73.1m3,理论梁重190t。
由于工程部分线路穿越横溪河和保税大道,如采用常规的履带吊或门式起重机吊装的施工方法,施工时需要对河道和道路进行封闭。为了减少对周边环境及居民的影响,最终决定采用架桥机的方式,架设其中的72片单墩双线U型梁,架桥机施工的线路总长为1km。
2 DF50/200Ⅲ型架桥机
2.1 DF50/200Ⅲ型架桥机主要构成
DF50/200Ⅲ型架桥机主要包含主梁、1号支腿、2号支腿、3号支腿、起重天车、专用吊具等构造,此外还有液压系统、电控及动力系统等部件。
① DF50/200Ⅲ型架桥机主梁为双三角桁架梁结构,主梁长70.2m、2.8m、宽1.47m、重约117t;2根主梁横向中心距为9m;主梁顶面铺设供起重天车行走的轨道,前端设有桁架连接梁,尾端设有门式连接架;每节之间用销轴连接,单节最大长度为10m,重约6.5t。
②架桥机架梁时的前支腿(1号支腿)为刚架结构,上部采用横梁与主梁连接,支腿立柱可伸缩调节,下节伸缩柱下端设箱型梁结构,以适应末跨架设及坡道施工。
③2号支腿为架桥机中支腿,自上至下依次为吊挂组件、托辊轮箱、转盘、伸缩调节机构、横梁、支承刚架及其横移机构等。利用伸缩调节机构可调节支承高度;利用支承刚架结构支承在U型梁底板部位,同时支承刚架可沿横梁横移,以满足曲线梁施工需要。
④3号支腿为DF50/200Ⅲ型架桥机后支腿,由吊挂机构、伸缩机构及支承机构等构成。架梁时3号支腿支承在桥墩隐形盖梁上,作为后支点。
⑤起重天车由2套额定起重量120t的机组组成,各自独立,2台天车可同步进行起吊或走行,也可单台工作,以满足各种工况使用的要求。起重天车大梁两端连接纵移小车,小车由减速机驱动,减速机电机变频启动,实现无冲击平稳启动;起重天车大梁顶面设横移小车,横移范围为±3m;起重天车在架桥机主梁顶方钢轨道上自行。
⑥DF50/200Ⅲ型架桥机共有2套专用吊具,前后起重天车各1套,通过吊具均衡机构实现对预制梁的“4点起吊、3点平衡”起升系统,以确保4个吊点间均衡受力,使预制梁不受任何不平衡荷载所产生的扭矩。
⑦3套液压系统分别提供1号、3号支腿的升降,以及2号支腿的升降和横移。
⑧采用柴油发电机组给架桥机和运梁车供电,主控电源由主接触器、主过流继电器、天车及各行走机构过流继电器组成;整机纵移由中支腿上2组(4台)电机和运梁车8台电机来执行;天车由2台纵移电机和2台横移电机驱动,并设有天车超程及过流保护装置;每台运梁车由8台电机驱动,变频调速。
图2为架桥机主要部件构造图。
2.2 架桥机技术参数
DF50/200Ⅲ型架桥机主要技术参数见表1。
3 架桥机架设工艺
3.1 提梁
由于该工程U型梁重达190t,提梁采用2台MG100-45门式起重机双机抬吊。
3.1.1 提梁流程
①轮胎式运梁车通过运梁便道将U型梁从梁场运至提梁站门式起重机下的卸梁区;
②解除U型梁与运梁车的锁定;将门式起重机吊具的吊杆放进U型梁的吊梁孔;安装固定螺母;
③2台门式起重机天车同步提梁,将U型梁吊至桥上的轮轨式运梁车上;
④解除天车吊具,轮轨式运梁车将U型梁运至架桥机处架设。
3.1.2 注意事项
①为避免U型梁在吊装过程中受扭、碰撞,2台起重机在吊装过程中必须保持同步。
②起重机小车和大车采用可无级调速的变频电机驱动,在落梁就位安装时可做到微动调节,避免梁体碰撞。
③为避免梁体受扭,在其中1台天车的吊具上架设平衡梁,通过销轴与吊具梁连接(见图3),从而实现4点起吊,3点支撑,使U型梁始终处于静定支撑状态。
3.2 桥上运梁
图4为轮轨式运梁车桥上运梁图。
提梁站将U型梁装载至桥上的轮轨式运梁车上后,轮轨式运梁车携梁通过预先铺设好的运梁轨道将U型梁运至架桥机下给架桥机喂梁。
3.3 30m标准跨架梁流程
标准跨架梁流程为:
运梁车喂梁;前天车提梁,与后运梁车同步行走;后天车提梁,前后天车同步提梁行走;天车行走到位,横移、落梁。
待U型梁安装完毕后,进行2号支腿部位桥墩盖梁横向预应力束终张拉。
3.4 落梁工艺
工程采取目前国内高速铁路桥梁架设的通用落梁方法:将支座垫石的设计标高降低20~30mm,在落梁时采用液压千斤顶作为临时支点,U型梁首先支承在4个临时支点上,其中一端的2个液压千斤顶采用1台泵站控制,由1根主管路通过三通阀连通起来,形成理论上的1点支承布置,另一端的2个液压千斤顶分别由2台液压泵站控制,形成2点支承,从而实现U型梁整体的4点支承3点平衡(见图5)。
落梁时通过临时支点千斤顶调整至设计标高,采用快硬早强自流平灌浆材料在支承垫石与支座底面之间填实,当灌浆材料强度达到设计允许的强度后,临时支座千斤顶卸荷,U型梁重量支承转换至正式支座上,架桥机即可向前纵移过孔。
3.5 支座安装、灌浆及操作平台设置
①支座预埋钢板在预制U型梁时进行预埋,并预留锚固支座螺栓孔位;预制U型梁运至起梁点后将支座固定在预制U型梁上;待U型梁就位于落梁千斤顶上并调整后,安装注浆模板并注浆;支座注浆强度达到后,解除落梁千斤顶并移出,支座安装完毕。
②支座锚栓孔灌浆材料采用CISO RES无收缩砂浆,该砂浆具有实体膨胀、流动性佳、无泌水、早期及晚期强度高等特点。灌浆料通过漏斗软管伸入模板灌浆,直至浆体从支座底板四周流出,将导管拔出,浆体上表面要紧贴或略高于支座下表面。
③由于U型梁桥墩上没有操作平台,在架桥机2号支腿部位操作人员也无法从桥面下到桥墩盖梁处进行调梁及灌浆作业,U型梁吊具也无法拆除,因此,设置临时吊挂平台。该吊挂平台可沿U型梁外侧腹板纵移,中间部分可旋转打开以便通过圆柱形桥墩。对于无法通过的门式墩,可利用吊车将平台解除,然后在门式墩前方重新安装。
3.6 架桥机过孔步骤
①前一片U型梁架设完毕后,解除天车吊具,天车吊运横梁到前运梁车上方,与架桥机及运梁车连接;
②2辆天车行至前运梁车附近;2号支腿油缸收回悬空,解除2号支腿与主梁间连接,转换为吊挂状态;
③2号支腿吊挂至桥墩指定位置,油缸伸出顶紧桥面,1号、3号支腿油缸收回使其脱空;
④整机由运梁车驱动前移30m到位,1号支腿油缸伸出顶紧桥墩,用U形螺栓将2号支腿与主梁锁定;
⑤3号支腿油缸伸出与U型梁顶紧,驮运支架由天车吊至指定位置并固定,架桥机恢复至架梁状态,运梁车返回取梁。此时对2号支腿部位桥墩盖梁预应力束进行初张拉。
4 架桥机架设工艺的优点
笔者分别从工期、造价和维护保养成本、施工条件以及施工效益四个维度,对上文所述三种施工技术展开分析,发现薄壁U型梁施工技术工期最短,成本最低,对场地、天气的要求最低,施工效益最好。具体情况详见表2。
5 结语
该工程采用了架桥机架设薄壁U型梁的工艺,正常情况下每天可完成1跨(2片)的架设,因天气及机械等原因,最终在60d内完成了所有36跨(72片)梁的架设。采用该工艺,可大大降低因起重机械基础的不均匀沉降或其他人为因素而导致的梁体受扭,提高了施工质量。除起梁点外不需要过多的施工便道和基础处理,架设过程大部分处于已架设的U梁上,因而受外部环境的影响较小,提高了施工效率;总之,架桥机架梁工艺在工程质量、安全、施工成本等方面具有明显的优势。
参考文献:
[1]李善荣.引进架桥机技术参数修正的一点体会[J].建筑机械,2004(03).
关键词:桥梁工程;施工技术
中图分类号:U445文献标识码: A 文章编号:
一、工程概述
某桥梁长度871m共20跨,上部结构采用40m、50m的装配式预应力混凝土连续 T 梁,下部结构为24个21~66m高度的薄壁空心墩配群桩基础,其余为双柱式墩配桩基础,桥台桩柱式、肋板式配桩基础。
二、施工技术
(1)施工前期工作
承台施工前,应在混凝土垫层上准确放出薄壁墩的轮廓线,并用墨斗弹出薄壁墩预埋钢筋箍筋的轮廓线,方便预埋钢筋的准确定位。
承台钢筋绑扎完成后,在承台钢筋骨架顶面用ф16钢筋焊接出薄壁墩整体钢筋骨架的外型轮廓,外型轮廓的投影应与承台垫层上的墨斗轮廓线重合。
绑扎薄壁墩钢筋,为保证承台钢筋骨架在薄壁墩钢筋的重力作用下不变形,薄壁墩部分竖向主钢筋应插入到承台垫层上,提高承台和薄壁墩钢筋骨架的刚度。
第一段钢筋骨架按9m 国标等尺预埋,顶部同一断面搭接接头不得超过主筋数量的 50%。在承台顶面钢筋上沿薄壁墩轮廓线以外65cm处竖向焊接薄壁墩模板底脚定位钢筋,钢筋直径25 mm,长度为露出承台顶面20cm,间距100cm。
(2)施工第一段混凝土阶段
第一浇注段浇注高度为承台顶面至空心箱室底面。在承台表面用全站仪放出薄壁墩的四角控制点,弹出薄壁墩的轮廓线以及轮廓线外的参照线,参照线距离轮廓线30cm。搭设临时支架,调整钢筋垂直度,绑扎钢筋。绑扎钢筋的绑扎高度应高出空心箱室底面以上100cm,即第一浇注段顶面50cm。
薄壁墩内外模板采用委托专业厂家加工的钢模板。由于箱室为变截面,所以内模中部分模板采用木模板。薄壁墩断面设计有三种,分别是:3×8.35 m、3.5×8.35m、4.5×8.35m。正面均为8.35m,正面外模板组合宽度为:5块×1.5 m+0.85 m=8.35 m,高度2m;侧面外模板组合宽度分别为:2块×1.5m=3.00 m,2块×1.5m +0.5m=3.50m,3块×1.5m=4.50m,高度2m。为安全起见,正、侧面模板均采用螺栓紧固连接,防止模板侧滑和脱扣。
钢筋验收合格后,安装模板。承台以上15m范围内模板采用25t吊车安装和拆卸;15m以上采用内爬式塔吊安拆。安装第一段模板时,先在承台表面以上20cm 的钢筋骨架上焊接模板定位钢筋,钢筋一端与薄壁墩轮廓线平齐,一端焊接在主筋上,间距100cm。然后在模板底角处垫8cm厚泡沫板,将刷过脱模剂的钢模板立于泡沫板上,钢模板下部应紧贴在模板定位筋上,泡沫板内侧应与钢模板内侧平齐。模板合围后,在正面穿入对拉螺栓并戴上螺母,对拉螺栓水平间距1.5 m,层高为1m。在承台上面预埋的定位筋上焊接垂直于承台表面的竖向36 b工字钢,工字钢高度为 4.5m,间距2m。工字钢上端用直径28mm 钢筋对拉焊接,再在工字钢1.5m高度处打一斜撑。在模板底边紧贴一根10×10cm 木方,然后在木方与工字钢之间打入木楔,再将外模板上边的竖肋用直径16mm对拉螺栓连接。
混凝土浇注振捣对模板的侧压力验算:
墩身最大浇注高度4m,每小时浇注高度 0.8m。
新浇混凝土初凝时间:t0=200(/T+15)=200(/24+15)=5.128(h)
新浇混凝土作用在模板上的最大侧压力按下式计算:
取值:F=34.81 kN/m2
新浇混凝土对模板产生的侧压力荷载设计值:F设=1.2×0.85×34.81=35.51(kN/m2)
混凝土振捣对模板产生的侧压力荷载设计值:F2=1.4×0.85×4=4.76(kN/m2)
故最终新浇混凝土对模板产生的侧压力荷载设计值 Fmax=40.27(kN/m2)
采用 M16 对拉螺栓,M16 螺栓容许拉力43.5(kN/m2)
Fmax=40.27 kN/m2<43.5 kN/m2(满足受力要求)
检查模板平面位置及竖直度,检查各部支撑是否牢固,经检查合格后,浇注混凝土。
混凝土浇注:混凝土采用搅拌站集中拌和搅拌车运输到现场,用机械吊运混凝土入模,分层浇注砼,分层厚度30cm。浇注到箱室底面后,薄壁部分将混凝土表面浮浆去除并刮毛,按施工缝处理。其余部分抹平收光。终凝后洒水养生。
(3)施工第二段混凝土阶段
第二浇注段为空心箱室底面至第二层模板顶面以下 20cm 段。
拆除工字钢以及模板上边竖肋的对拉螺栓,焊接芯模定位钢筋,安装变截面芯模,芯模面板紧贴定位钢筋,并在芯模内侧打上支撑。芯模安装完成后,安装外模,正面模板分两段用吊车吊起与第一层模板合缝连接,为方便模板安拆,模板采用挂扣式螺栓连接,模板合围后,穿入内外模对拉螺栓以及模板顶部竖肋对拉螺栓,校正模板垂直度后,旋紧模板连接螺栓和对拉螺栓。为保证施工安全,用厚木板将内膜上部封堵。
安装工作围栏:工作围栏采用40×40 角钢焊接而成,工作宽度80cm,围栏高度 120cm。围栏采用分段制作分段吊装,在地面焊接成型,用吊车起吊至上层模板的钢板挂钩上。为保证模板和挂钩受力均匀,挂钩应在每一个模板竖肋上焊接一个,挂钩距模板顶面50cm 处。安装工作围栏时,应对称安装,防止模板受力倾斜。围栏安装完成后,校正模板垂直度,检查合格后浇注第二段混凝土。施工方法同上。
图1工作围栏的安装
塔吊的设置与安装:每两墩装备1台塔吊,为JL125型自升塔式起重机。JL125型塔式起重机是一种水平臂架、小车变幅、上回转的附着式自升塔式起重机,起升高度为100m,其臂长为50m。额定起重力矩1250 kN·m。
安装内爬式塔吊,原则上塔吊应安装在墩位轴线的上游,塔吊的起重量根据模板厂家设计的钢模板重量和塔吊的工作半径来确定。塔吊的安装位置,根据现场施工条件确定。
图2 塔吊的安装
第二层混凝土浇注完成后,强度达到 2.5MPa后,拆除第一段模板。拆除第一段模板时,应先将模板下泡沫板抠除,再将对拉螺栓拆除,然后用吊车稳住模板,再将模板竖向连接螺栓拆除,最后将第一段和第二段连接处的螺栓拆除。吊车在拆除模板时不得用力扯拉模板,防止模板突然脱落伤及人员和机械。
(4)施工其余段混凝土
杂,施工过程中应严格按施工工艺施工,本文结合工程实际介绍了大桥薄壁空心高墩的施工方法,从总体施工安排、翻模模板加工、安装、混凝土浇筑、拆模、养护等方面提出了具体的施工措施。
关键词:薄壁空心 高墩 翻模施工 工艺
1 铁路桥梁薄壁空心高墩施工的工艺流程
本人通过结合大量的铁路桥梁薄壁空心高墩施工工程实践,认为铁路桥梁薄壁空心高墩施工的工艺流程为:安装劲性骨架绑扎接高钢筋拆模清理模板和涂脱模剂翻升、安装模板检查中线与标高测量冲洗清理灌注混凝土、养生提升滑架,直至达到设计墩柱高度。
2 薄壁空心高墩施工方案设计
2.1 垂直运输机械选择 垂直运输的机械选择关系到施工进度快慢,主桥高墩施工的难点是垂直运输和高空作业防护,而选择和设计作业平台直接影响到高墩施工作业人员的安全,需要提高重视。受主桥墩身高的影响,在墩身实际施工过程中,电梯和塔吊通常作为施工作业人员和物料提升的工具,以便于施工并缩短施工周期。
2.2 选择支架、模板和混凝土的运输方案 在进行高墩施工过程中,涉及到的技术比较繁杂,如模板施工、滑模施工、翻模施工、爬模施工等,在这些施工技术中各有自身的优点和不足,具体如下:①滑模施工。在滑模施工中,滑模的组成包括模板、提升架、提升系统、工作平台。在该阶段施工中优点是工期快,不足之处是消耗大量滑升支承杆材料以及耗用测量施工定位的劲性骨架材料,导致成本较高。②提升模板施工。优点是容易控制施工方法,不足是施工进度慢,劳动强度大,难以掌握工期,且必须耗用大量的提升和施工定位用的劲性骨架材料。③爬模施工。在该阶段施工中,采用节段式进行施工,方便施工控制,劳动强度小,不足是工序比较繁琐,爬升结构复杂,成本较高。④翻模施工。优点施工成本费用较低,不足难以控制施工和安全无法保证。本文介绍的高墩的施工方案,具体如下,支架系统:施工平台采用整体式轻型爬架;模板系统:通过采用翻拆模法对墩身进行施工,长度与墩身高度相匹配,标准模板每节长6m,纵向共有4块,每块高1.5m;运输系统:每个主墩旁要配备安装QT80EA塔吊,便于提升和运输物质材料,采用电梯作为员工上下班的运输工具。
3 铁路桥梁薄壁空心高墩施工方法
3.1 测量放样 墩柱四个角点的定位在承台施工结束后采用全站仪坐标定位,高程用水准仪测量,必须闭合或附合高程和平面点测量,确保测量精度。墩底截面轮廓线用墨线放出,为方便第一节模板安装,一般将轮廓线加模板厚度放宽。同时放出墩柱主筋、劲性骨架位置,确保安装位置准确。
3.2 劲性骨架、钢筋加工及安装 ①劲性骨架加工及安装。劲性骨架自由段高度施工过程中控制不大于9m,墩身钢筋安装在劲性骨架安装完毕后即可进行。②加工钢筋及安装。钢筋主要在加工棚内进行加工和制作,采用现场绑扎法,在制作的工程中,除竖向筋配料及加工外,其余的钢筋制作需要先放大样然后进行加工制作。并在制作完成少量钢筋后,在地面平地上进行绑扎试验,根据试验结果进行调整弯制方法与尺寸。对形状与尺寸已确定的钢筋,通过采用拉尺检查的办法对精度进行控制。要标识所有钢筋半成品,标识内容涉及钢筋的型号、规格、安装位置等,在一定程度上避免误用。检验时,对于不符合设计要求的半成品做好标识,防止使用。③防裂钢筋网布设。钢筋网至墩柱外表面净距符合保护层厚,采购D10钢筋网及D6冷轧带肋防裂钢筋网。④直螺纹套筒钢筋连接。直螺纹接头位置位于同一断面的数量不得超过50%,接头的受力性能不得低于钢筋本身。施工时每个接头均检查,确保连接牢固。⑤电弧焊接头搭接长度。双面焊不小于5d,单面焊不小于10d。钢筋加工及安装严格按《铁路桥涵施工技术规范》中相关规定执行。
3.3 模板安装 模板采用拉杆固定,钢筋安装完毕且经监理工程师检查验收后即可安装模板,拉杆按模板预留孔布设。
3.4 首次立模准备 ①安装模板。模板安装时,通过塔吊进行起吊、人工辅助就位的方式进行。组装时,先拼装与墩身等高的外模,然后将其他剩余的外模板按顺序进行组拼。为了防止外模接缝漏浆,采用双面胶对接缝进行处理。安装完毕外模板后,依次安装内模板、布垫块,最后上拉杆。②检查立模。模板安装完成后,通过采用水准仪和全站仪对模板顶面标高、平面位置进行检查,并且调整误差超标,直至符合设计要求。对墩柱垂直度通过采用激光铅垂仪进行复核,对三向中心线采用全站仪进行测控。
3.5 混凝土灌注 ①混凝土拌制。结合现场砂石材料含水率,根据试验室配合比设计确定施工配合比,严格按施工配合比拌制混凝土,为防混凝土在徐变收缩过程中产生裂纹,要控制混凝土搅拌时间和坍落度及水灰比。另外,在夏季进行混凝土施工时,由于混凝土的出机温度受混凝土所用碎石以及搅拌用水的影响较大。为确保混凝土的出机温度,必要时可以往碎石上喷水降温等措施。在灌注混凝土的过程中,由于夏季白天温度比较高,利用潮湿的麻袋将混凝土的输送泵管进行覆盖,并经常浇水,确保麻袋湿润,在一定程度上降低混凝土入模温度,进而避免堵管。②混凝土振捣。混凝土振捣要及时,同时不漏振,但也不能过振,防止离析。要求如下:第一,采用慢速均匀插入和拔出的方式对混凝土进行振捣。防止在快速拔出振动棒时,在混凝土内部出现孔洞。强化振动将混凝土内部的空气排除,进而确保混凝土的密实性。振动棒要上下抽动,确保混凝土振捣均匀。第二,混凝土振捣时间要合理。混凝土振捣时间过短,导致混凝土振捣不密实。如果混凝土振捣时间过长,会造成粗骨料下沉,导致轻浮物质上浮到混凝土表面,进而发生离析。混凝土的振捣标准以混凝土表面无气泡和浮浆,混凝土不再下沉为宜,振动时间应为20~30s。
3.6 模板拆除 模板的拆除,待混凝土在模板内的强度超过10Mpa,在确保混凝土棱角完整的情况下,安装完毕劲性骨架和钢筋并且检验合格后,拆除模板,下一节段模板同时进行安装,拆除时按从下至上顺序进行。
3.7 墩顶实心段施工 墩身内模架待模板翻升至墩顶实心段底部时拆除,底模采用吊放方式安装,然后绑扎钢筋,提升、安装外模板并浇混凝土。根据施工图,墩顶施工过程当中注意预应力钢绞线的正确安装施工及墩顶钢箱牛腿的预埋安装。
3.8 墩身线形控制 对墩身进行线形控制,需要做好:第一,完成承台混凝土浇注后,利用护桩对墩中心进行恢复,通过大桥控制网对墩身进行校核,放出准确的墩身大样,然后立模、施工墩身第一节混凝土,墩中心在墩身底部的实心段混凝土上放出,同时设置一直径为40cm、高40cm的钢筋混凝土圆台,在预埋的钢筋头上将墩中心准确地定位。安装完每节段模板后,通过全站仪对四边的模板进行检查。为保证墩身线形,施工中要检查模板对角线,确保误差在5mm以内。检查已灌混凝土的模板时,在每个方向制作2个方向点,通过拉线与全站仪相互校核的方式,防止大雾天气不能检查模板,不影响施工。检查模板时,墩身上的后视点尽量靠近承台,每次检查前,校核各个方向点是否在一条直线上,按墩高比例向相反方向调整出现的偏差。第二,墩身垂直度采用两台铅垂仪控制,做好墩身垂直度的控制,第一段墩身砼施工完毕后,于墩身四角布置8个点,每个点距墩身面50cm,要求采用全站仪放点后并复核点与墩柱面及点与点之间的距离。将两台铅垂仪置于同一墩柱面的相邻两个点上,垂直度检测时调试好铅垂仪使之投射到放于墩顶的反射板上,采用水线连接两点观测该墩身面的位置情况,同时采用钢尺检测点到墩身面的距离,调整模板使之能与两点之间的连线与模板面重合,同时满足点到墩身面的50cm距离,既完成该面的调整,依次将每个面调整到位又满足了墩身垂直度要求。
4 结束语
薄壁空心高墩施工方法、方式很多且各有特点,利用翻模模板进行空心高墩的施工,具有操作简单、施工速度快、安全可靠、不需要专用设备、节省投资等优点,所以在变截面空心薄壁墩的施工中,得到比较广泛的应用。薄壁空心墩的施工质量只要采用正确的施工工艺和测量控制措施就可以得到保证。对于翻模模板施工法和高墩测量控制措施应很好的掌握并加以运用,以保证高墩施工的质量。
参考文献:
[1]李康明.浅谈公路桥梁薄壁空心高墩施工的施工技术[J].科技致富向导,2010(9).
关键词:桥梁 空心薄壁墩 施工技术 工艺
引言:随着我国交通事业的发展,空心薄壁墩在高速公路中得到广泛应用,空心薄壁墩对于减少工程造价,保证线性顺适有明显效果,在对桥梁薄壁空心高墩进行施工时,要十分注重技术方面的问题,保障其质量,如果在建设时出现质量缺陷,那就要进行全面控制,通过各种防范工作,避免一些不利因素的发生,在施工时,如果发现问题就要迅速解决问题,从而保证桥梁工程的质量。为了更好的控制作为连续刚构桥控制性的墩身施工质量,下面就巴南广高速公路TJ1-5合同段薄壁空心墩的施工工艺及要点浅谈如下。
工程概况
巴南广高速公路TJ1-5合同段K31+608苏家沟大桥位于巴中市巴州区曾口镇,桥长489 米。其中 5、6、7、8、9#桥墩采用薄壁空心墩,共计薄壁空心墩10个,合计墩高 190.54m;7#墩空心墩为全桥最高51.72m。根据设计,墩身采用(2.20+H/40)×2.20m 钢筋砼变截面薄壁空心墩,墩身四角设10×10cm的倒角,每墩薄壁空心墩内设一个空心段,空心段壁厚 50cm,空心墩上下分别设 1m实心段
滑模设计
滑模设计采用液压内外分体滑升模板施工,内外模体利用“开”型架连为整体。为保证质量,滑模采用整体钢结构,滑升动力装置为ZYXT--36型自动调平液压控制台,滑模装置组成为:模板、围圈;提升系统;滑模盘;液压系统;辅助系统。
1模板、围圈
墩身模板采用δ6mm钢板制作而成,模板高1.26米,用L50×5mm的角钢作为加筋肋,间隔30cm一道加筋肋,通过上下两道围圈定位支撑,围圈焊接于桁架梁上。围圈采用14#槽钢加工,围圈上口距模板上面15cm,上下围圈间距72cm。
2提升系统
提升架是滑模与混凝土间的联系构件,主要用于支撑模板、围圈、滑模盘,并且通过安装在顶部的千斤顶支撑在爬杆上,整个滑升荷载将通过提升架传递给爬杆,爬杆由φ48*3.5mm的钢管制成,根据施工经验和常规设计,采用“开”型提升架,18#槽钢组合制作成。
3滑模盘
滑模盘分为操作盘和辅助盘。操作盘为施工的操作平台,承受工作、物料等荷载操作盘框架采用桁架梁结构上铺网纹钢板,由于混凝土施工过程中侧向受力较大,为确保操作盘的刚度,经过计算选用N80*8和N63*6角钢加工制做的1000mm ×1000mm复式桁架梁作为工作平台。为便于施工,用三角撑将平台外侧加宽0.5米。
4辅助盘
为混凝土养护、修面的工作平台,采用钢木结构悬吊布置,沿混凝土面布置一周宽700mm平台,上铺马道板,用φ20mm圆钢间隔2米悬挂在提升架和桁架梁上,并焊接钢筋护栏,悬挂密目安全网。
5液压系统
选用HM-100型千斤顶,设计承载能力为10000kg,计算载能力为5000kg,爬升行程30mm,液压控制台为ZYXT--36型自动调平液压控制台,并通过高压油管同千斤顶相连,形成液压系统。
6辅助系统
包括洒水养护、中心测量、水平测量等装置。洒水管用胶φ50mm质软管制成,固定在辅助盘上,沿混凝土壁均匀布孔。中心测量用短重垂线,观察模体的水平位移,在模体的四个面对称设四根重垂线测量,并用激光铅垂仪校正。水平测量利用水准管,观察滑模盘的水平度。
薄壁空心墩的施工技术分析
1.滑模调试
滑模组装检查合格后,安装千斤顶 ,液压系统,插入爬杆并进行加固,然后进行试滑升3~5个行程,对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查,发现问题及时解决,确保施工顺利进行。
施工现场需敷设一趟3×16+1×10电缆,提供380伏电源,为确保滑模施工顺利进行,不发生粘模事故,应做好备用电源准备工作。
为保证混凝土质量,在辅助盘上敷设一趟胶质软管,以便于及时对出模的混凝土进行养护。
2.劲性骨架施工
劲性骨架为角钢与节点板组焊结构。劲性骨架在胎膜上分节段加工,节段长度的划分要与滑模的立模高度、墩身钢筋绑扎高度、塔吊的起重吊距等结合起来考虑。劲性骨架出厂前必须进行检查验收。
劲性骨架采用墩旁塔吊起吊安装,就位后调整倾斜度及轴线偏位后,焊接固定。劲性骨架接高时,合理选择吊点位置,避免与墩身钢筋碰撞,较小吊装变形。安装时使用导链配合塔吊,过程中利用全站仪监控劲性骨架的轴线位置、倾角偏差、平面位置、顶面标高,测量检查合格后方可进行焊接固定。劲性骨架是钢筋骨架的依托支架,要求其拼装后的高度稍高于钢筋顶面。
3.钢筋加工及安装
1)钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收,分别堆存,不得混杂,且应设立识别标志。钢筋在存放及运输过程中,应避免锈蚀和污染。钢筋露天堆放时应垫高并加遮盖。
2)钢筋应具有出厂质量证明书和试验报告单。原材料进场后应进行抽样试验,焊接试验,试验合格报监理检验,监理检验合格后方可可投入使用。
3)焊工必须持有焊工证,在现场试焊合格后方可上岗施焊。
4)钢筋的表面应洁净,使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,钢筋应调直,无局部弯折。
5)绑扎墩身钢筋时,其间距、位置及混凝土保护层厚度等的设置必须符合设计和规范要求。垫块采用锯齿形垫块或与墩身颜色接近的混凝土垫块,每隔50cm交错布置,每平方米面积内不少于4个,以保证浇注混凝土时钢筋保护层厚度。
6)钢筋接长时应当为下一节钢筋施工预留有足够长度的接茬钢筋。接长时注意主筋和箍筋、对拉筋等应同步接长,以保证钢筋笼形成一个整体,不致于发生变形。
7)直径Φ32mm和直径Φ20mm钢筋均采用滚轧直螺纹连接。
结束语
经过工程实践证明,细化桥梁薄壁空心高墩施工步骤,控制过程管理,将极大的促进工程质量的有效提高,便于技术管理,更有利于规范一线工人的施工作业。通过以上分析,希望能给大家在同类桥梁施工中起一点借鉴作用,使施工过程更加便捷,确保工程质量。
参考文献
[1]谢财斌,尚友磊. 浅谈薄壁空心高墩测量控制技术[J]. 高速铁路技术,2011(04):62-65