高墩橋梁滑模施工技術(shù)

高墩橋梁滑模施工技術(shù)摘要:滑模施工因其進(jìn)度快、節(jié)省投資且特別適用于高橋墩施工而受到青睞?；趯?duì)工程實(shí)例的分析,論述了滑模系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理,闡述了高橋墩滑模施工工藝,指出了模板設(shè)計(jì)和混凝土施工中的注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞:高橋墩;滑模系統(tǒng);提升;施工采用高墩橋梁方案是道路跨越深溝寬谷時(shí)的有效措施,既可以保證線路順暢,又可以節(jié)省投資。近些年來(lái),滑模施工技術(shù)在我國(guó)橋梁建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。安徽某特大橋?yàn)橄湫突炷吝B續(xù)剛構(gòu)橋,其中2號(hào)主墩高62m,墩身采用液壓滑動(dòng)模板施工1,保證了施工質(zhì)量,縮短了工期,并節(jié)省了施工費(fèi)用。1滑模的工作原理1.1滑模系統(tǒng)的構(gòu)造滑模系統(tǒng)通常由提升設(shè)備、模板系統(tǒng)和操作平臺(tái)系統(tǒng)及配套設(shè)備組成。(1)提升設(shè)備。包括提升架、頂桿、千斤頂及附屬設(shè)施。提升架是一框架結(jié)構(gòu),其作用是將模板全部荷載傳遞給千斤頂,并將操作平臺(tái)與模板系統(tǒng)連成整體。頂桿是千斤頂向上爬升的軌道,亦稱爬桿或支撐桿,多用直徑為25mm的Q235A或Q275圓鋼制作,其承載能力分別為10kN和12.5kN。頂桿位于墩壁中間,采用絲扣連接逐漸接長(zhǎng),在滑模施工過(guò)程中,承受全部荷載并傳給基礎(chǔ)。頂桿分為不可回收與可回收兩種,前者將澆注在墩壁內(nèi),成為橋墩結(jié)構(gòu)的一部分;而后者需在千斤頂橫梁底部設(shè)置一套管,長(zhǎng)度達(dá)模板底面,套管隨模板同時(shí)提升,在墩壁內(nèi)形成管孔,模板完成終升后拔出頂桿,完成回收,可重復(fù)使用。千斤頂是施工過(guò)程中的起重設(shè)備,有螺旋千斤頂和液壓千斤頂。實(shí)際施工中,后者應(yīng)用較多。附屬設(shè)施指頂桿套管、油泵、高壓油管及控制系統(tǒng)等。(2)模板系統(tǒng)。包括模板及模板圍圈。模板一般采用薄鋼板制作。為便于拼接,相鄰模板之間多用螺栓連接。為了加強(qiáng)模板的剛度,通常在模板外側(cè)設(shè)置縱向加勁肋和橫向圍圈。模板圍圈是位于模板外圍,用于固定模板、保證模板形狀并將模板與提升架立柱連接起來(lái)的構(gòu)件。用于無(wú)斜坡空心墩的滑模,模板圍圈與提升架立柱直接連接;用于斜坡空心墩的滑模,模板圍圈與提升架立柱之間需設(shè)置調(diào)節(jié)絲桿,以便沿徑向移動(dòng)模板。圖1所示即為一種帶有調(diào)節(jié)絲桿的滑模結(jié)構(gòu),在?？谑兰o(jì)大橋主墩施工中得到應(yīng)用2。(3)操作平臺(tái)系統(tǒng)。包括操作平臺(tái)、混凝土平臺(tái)、外吊腳手架及液壓操縱平臺(tái)。(4)配套設(shè)備。主要包括混凝土拌和、運(yùn)輸及鋼筋焊接等設(shè)備。特別應(yīng)該指出,模板系統(tǒng)、操作平臺(tái)系統(tǒng)與提升架是聯(lián)結(jié)在一起的整體,它們是同步滑升的。1.2滑模的提升原理以油壓千斤頂為例,上卡頭與活塞聯(lián)結(jié),下卡頭與油缸底座聯(lián)結(jié),其間為排油彈簧。當(dāng)向千斤頂油缸內(nèi)充油時(shí),油缸內(nèi)的活塞通過(guò)上卡頭固定在頂桿上,隨著缸蓋與活塞之間進(jìn)油量的增加,油壓使缸蓋連同缸筒、底座帶動(dòng)提升架,從而帶動(dòng)整個(gè)滑模系統(tǒng)上升,直到下卡頭與上卡頭接觸不能再提升為止。此時(shí)模板提升告一段落,彈簧處于完全壓縮狀態(tài)。開通回油管路,解除油壓,排油彈簧推動(dòng)下卡頭使其被卡在頂桿上,同時(shí)推動(dòng)活塞上移并排油,使活塞回到油缸進(jìn)油前的位置,從而完成一個(gè)提升循環(huán)。油泵與各千斤頂之間用高壓油管連接,由操縱臺(tái)統(tǒng)一集中控制。頂桿一端埋置于墩臺(tái)結(jié)構(gòu)的混凝土中,另一端穿過(guò)千斤頂心孔,千斤頂依附在頂桿上。提升時(shí),滑模系統(tǒng)的重力及其他臨時(shí)施工荷載全部由頂桿承擔(dān)。2高橋墩滑模施工工藝2.1滑模組裝(1)在橋墩基礎(chǔ)頂面上將混凝土鑿毛清洗,接長(zhǎng)豎向主筋,綁扎提升架橫梁以下的橫向結(jié)構(gòu)筋。搭設(shè)枕木垛,定出橋墩中心線。(2)在枕木垛上按設(shè)計(jì)要求安裝模板和提升架,將套管固定在提升架橫梁下部。繼續(xù)安裝操作平臺(tái)、千斤頂及頂桿等。頂桿需穿過(guò)千斤頂心孔到達(dá)基礎(chǔ)頂面。(3)提升整個(gè)系統(tǒng),撤去枕木垛,將模板下落就位,再安裝其他設(shè)施。注意套管底部與基礎(chǔ)表面要接觸緊密,并用砂漿將周圍圍起來(lái),以免灰漿漏進(jìn)套管內(nèi)。外吊腳手架應(yīng)在滑模提升適當(dāng)高度后安裝。2.2澆注墩身混凝土滑模施工宜采用低流動(dòng)或半干硬性混凝土,坍落度控制在68cm。分層均勻?qū)ΨQ澆注混凝土,分層澆注厚度為2030cm,澆注后混凝土表面距模板上緣的距離宜控制在1015cm?；炷翝仓?yīng)在前一層混凝土凝結(jié)前進(jìn)行,同時(shí)采用插入式振搗器進(jìn)行搗固。振搗器插入前一層混凝土的深度不應(yīng)超過(guò)5cm,避免振搗器觸及鋼筋、頂桿和模板,禁止在模板滑升時(shí)振搗混凝土?；炷脸瞿?qiáng)度應(yīng)控制在0.20.4MPa范圍內(nèi),以防止坍塌變形。出模8h后開始養(yǎng)生。2.3滑模提升在滑模施工的整個(gè)過(guò)程中,模板的滑升可分為初升、正?；徒K升3個(gè)階段。(1)初升。最初灌注的混凝土的高度一般為6070cm,分23層澆注,約需34h,隨后即可將模板緩慢提升5cm,檢查底層混凝土凝固的狀況。若混凝土已達(dá)到0.20.4MPa的脫模強(qiáng)度時(shí),可以將模板再提升35個(gè)千斤頂行程。此時(shí),應(yīng)對(duì)滑模系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查。包括提升架的垂直度和水平度是否滿足要求,圍圈的連接是否可靠,系統(tǒng)的變形是否在允許范圍內(nèi),模板接縫是否嚴(yán)密,操作平臺(tái)的水平度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),連接螺栓是否松動(dòng),千斤頂工作是否正常,頂桿有無(wú)彎曲現(xiàn)象等。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)修正和完善。(2)正?；?。待各項(xiàng)檢查完畢并符合要求后,可進(jìn)入正?；A段。每澆注一層混凝土,即每滑升一次,力爭(zhēng)使滑升高度與混凝土澆注厚度基本一致。在正常滑升階段,澆注混凝土、綁扎鋼筋和滑升模板交替進(jìn)行。一般混凝土澆注和模板滑升速度控制在20cm/h左右。正?；A段應(yīng)分多次慢慢滑升,每次連續(xù)滑升高度不宜超過(guò)30cm,要經(jīng)常停下來(lái)檢查構(gòu)件與設(shè)備是否正常工作。各項(xiàng)作業(yè)之間要緊密配合。(3)終升。當(dāng)模板滑升至離墩頂標(biāo)高1m左右時(shí),滑模進(jìn)入終升階段。此時(shí)應(yīng)放慢滑升速度,并進(jìn)行準(zhǔn)確的抄平和找正工作,保證最后澆注的一層混凝土頂部標(biāo)高和位置準(zhǔn)確。(4)調(diào)節(jié)坡度。對(duì)于墩壁有斜坡的情況,在提升模板的過(guò)程中應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿,使橋墩側(cè)面斜坡滿足設(shè)計(jì)要求。2.4綁扎鋼筋及豎向筋接長(zhǎng)模板每提升一定高度后,即要穿插進(jìn)行接長(zhǎng)頂桿及綁扎鋼筋的工作。此項(xiàng)工作應(yīng)在滑升間隔時(shí)間內(nèi)完成,以免影響施工進(jìn)度。3滑模設(shè)計(jì)與施工中的注意事項(xiàng)3.1保證模板的剛度模板必須具有足夠的剛度抵抗施工荷載,使變形控制在允許值范圍內(nèi)。模板按簡(jiǎn)支板計(jì)算,其最大允許撓度一般為支點(diǎn)間距的1/1000。作用在模板上的水平荷載主要是新澆筑混凝土的側(cè)壓力,其沿模板垂直方向的分布近似呈梯形,如圖2所示。其最大壓力計(jì)算公式為:p=12h(1)式中:p為新澆混凝土側(cè)壓力最大值,kPa;為混凝土的容重,kN/m3;h為側(cè)壓力分布高度,h=065070H,H為模板高度。32合理確定頂桿和千斤頂?shù)臄?shù)量頂桿的數(shù)量按下式確定:n=KP/N(2)式中:K為工作條件系數(shù),對(duì)于液壓千斤頂,其值為08;P為頂桿承受的全部垂直荷載;N為單根頂桿的容許承載力,其值應(yīng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。千斤頂?shù)臄?shù)量應(yīng)遵循與頂桿數(shù)量相同的原則,即一根頂桿安裝1臺(tái)千斤頂,因此,在確定頂桿與千斤頂?shù)臄?shù)量時(shí),應(yīng)綜合考慮,使頂桿的承載能力與千斤頂大致相同。頂桿與千斤頂一般應(yīng)均勻布置,局部承受荷載較大時(shí),可考慮集中布置。33滑模施工的防偏與糾偏331墩臺(tái)垂直度的控制在施工過(guò)程中,要勤觀測(cè)、及時(shí)防偏糾偏。產(chǎn)生中線偏移、水平偏移及扭轉(zhuǎn)的原因主要有荷載布置不均、千斤頂爬升不同步或部分千斤頂不工作、混凝土灌注不均勻等。防偏即在施工中盡量避免上述現(xiàn)象發(fā)生。結(jié)構(gòu)一旦產(chǎn)生偏扭,即要采取糾偏措施。包括中線糾偏、模板調(diào)平和扭轉(zhuǎn)糾偏。實(shí)際操作中,每滑升1m,就進(jìn)行一次中心校正?；腥缬衅?應(yīng)查明原因,有的放矢。一般情況下可將較低一側(cè)的千斤頂抬高24cm后逐漸糾正,一次糾正量不宜過(guò)大,以免產(chǎn)生明顯的彎曲現(xiàn)象3。332操作平臺(tái)水平度的控制操作平臺(tái)一旦發(fā)生傾斜,將導(dǎo)致頂桿彎曲、墩臺(tái)結(jié)構(gòu)發(fā)生偏轉(zhuǎn)并使滑升困難。所以,平臺(tái)上堆料要均勻放置,并注意均勻?qū)ΨQ分層澆筑混凝土。還要經(jīng)常做到精心觀測(cè)和調(diào)整?？捎盟絻x觀測(cè)千斤頂高差,并在頂桿上劃線標(biāo)記千斤頂應(yīng)滑升的高度,在同一水平面上的千斤頂高差不能大于2cm,相鄰千斤頂?shù)母卟畈荒艽笥?cm。34停工處理因氣候惡劣等原因,停工有時(shí)難以避免。停工前,混凝土要灌滿模板并振搗完畢,插入接頭鋼筋。停工后,在正常氣溫下,每隔1h將模板稍微提升一次,以防模板與混凝土粘連?；炷翝仓袛嗪?混凝土要整平。繼續(xù)施工時(shí),混凝土表面要鑿毛,并沖洗干凈。35常見問(wèn)題的處理方法(1)混凝土拉裂掉角。脫?；炷翉?qiáng)度過(guò)高或模板未設(shè)置好錐度易造成混凝土拉裂掉角。應(yīng)結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),掌握好混凝土脫模強(qiáng)度,防止兩次提升時(shí)間間隔過(guò)大。同時(shí),在安裝模板時(shí),適當(dāng)設(shè)置錐度4。(2)施工速度慢。環(huán)境溫度低會(huì)造成混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)慢而使施工速度慢?？筛鶕?jù)氣溫、水泥標(biāo)號(hào)經(jīng)試驗(yàn)摻入一定數(shù)量的早強(qiáng)劑,促使混凝土盡快達(dá)到出模強(qiáng)度,加快提升速度。(3)混凝土外表不美觀混凝土出模后蜂窩麻面較多,不但需要修補(bǔ),而且不美觀,造成永久遺憾。在施工中要設(shè)計(jì)好混凝土配合比,振搗均勻密實(shí),掌握好脫模時(shí)間。模板在安裝前,需在表面涂潤(rùn)滑劑,以減少滑升阻力,并有利于混凝土表面光潔。(4)頂桿彎曲。頂桿彎曲會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的施工質(zhì)量和安全問(wèn)題。頂桿插入千斤頂時(shí)要保持垂直。頂桿接頭的布置應(yīng)避免集中到一個(gè)斷面。頂桿的負(fù)荷要通過(guò)計(jì)算確定,如果負(fù)荷過(guò)大或脫空距離過(guò)大時(shí),平臺(tái)傾斜也會(huì)導(dǎo)致頂桿彎曲。若頂桿彎曲不大,可通過(guò)焊接支撐構(gòu)件等對(duì)其進(jìn)行糾正;若彎曲較大,則應(yīng)更換彎曲部分,必要時(shí)換成新桿。4結(jié)束語(yǔ)滑模施工是橋梁墩臺(tái)施工的先進(jìn)工藝,反應(yīng)了橋梁建設(shè)發(fā)展的方向和水平。對(duì)于高橋墩施工,一般具有施工速度快、混凝土質(zhì)量好、節(jié)省工程造價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。施工中應(yīng)正確組裝模板、控制好脫模強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)勤觀測(cè)、勤測(cè)量,注意預(yù)防并及時(shí)糾正滑模系