摘 要:介绍了罗源洞特大桥变坡圆端形空心墩施工中采用的分节倒模施工技术,即先立一段墩身模板,完成该段墩身混凝土施工并达一定强度后,保留该段墩身模板的最上一层模板作为下一段模板生根之用,拆除其余墩身模板作为下一个桥墩的第一节模板。施工实践表明,该方法在保证施工质量的前提下可加快施工速度、节省投资。
关键词:空心墩;倒模;工艺流程
1工程概况
罗源洞特大桥桥墩为变坡圆端形空心墩,共有27个,墩高最低18 m,最高27 m。墩身结构由三部分组成:上实体段(高2.5 m)、空心部分及下实体段
(高2.0~5.0 m)。墩顶截面矩形部分为3 m×8m,墩顶设70 cm×80 cm的进人洞通往空心墩,墩身外表面坡度为1:35,内表面坡度为1:70,空心桥墩壁厚最小50 cm,最大90 cm。鉴于空心桥墩壁薄、墩高,混凝土浇筑施工比较困难,因此墩身混凝土浇筑分三次施工:下实体段与部分空心段第一次施工,剩余空心部分第二次施工,上实体段2.5 m为第三次施工。
2模板结构构造
由于变坡桥墩的墩身模板在不同墩高位置处的截面尺寸不尽相同,为确保施工质量、减少投入,根据现场实际及施工经验决定采用分节倒模施工方案,即每墩浇注完一段墩身混凝土后只留最上一层模板作为立下一节模板生根之用,其他模板全部拆除倒运至下一个桥墩作为该墩第一节模板。墩身模板是由3节段大块组合模板及内支撑、内外工作平台组成的成套模具。内外模板之间不设拉杆;每一节段模板主要由内外模板、模板固定架、围带等构成,每一节段模板高视墩身高而定。外模采用定型钢模,其标准节2 m,面板用厚度4 mm钢板构成,竖向和水平向加劲肋用型钢组成,围带也用型钢和连结拉杆组成;内模采用竹胶板,内模加劲肋用4 m长8 cm×8 cm方木并夹带钢管,支撑钢管间距为50 cm,防止在浇注混凝土过程中出现涨模、爆模的情况;为保证空心墩壁厚满足设计要求,根据墩身不同截面的壁厚制作定长的方木,以1 m的间距支撑于内外模之间,待浇注混凝土时,边浇注边取下木撑。
3倒模施工工艺及关键技术
3.1工艺流程
3.2关键技术
(1)模板进场后为了保证墩身混凝土外观质量,首先进行模板预拼装,检查模板各部分尺寸、模板接缝及平整度,在承台顶面用全站仪放出墩身边线,并放出墩身纵横方向的护桩,以便在以后的墩身施工中校模时使用。为保证新老混凝土的良好结合要对承台表面进行凿毛,其要求为:必须将混凝土表面的浮浆凿掉,露出石子,凿深1~2 cm,凿完后用高压风吹掉混凝土残渣,再用高压水冲洗干净,保证凿毛混凝土面清洁。
(2)第一次搭设脚手架、绑扎钢筋。根据设计图纸,对钢筋进行下料,钢筋的绑扎严格按图纸中的位置、间距以及规范中规定的允许误差进行。钢筋绑扎完成后进行预埋件的埋设,应注意预埋件的尺寸和位置的准确。
(3)第一次拆外架、立外模。拆外架前应每隔2 m将拉勾筋与墩身护面钢筋点焊连接加固稳妥,防止拆完外架后墩身护面钢筋扭曲变形;模板拼装之前先将模板磨光清除干净,涂抹脱模剂,脱模剂采用新鲜机油,涂刷时要轻、薄、均匀,以保证混凝土表面颜色一致。立外模过程中要每立一校正一层模板的平整度和垂直度,并保证模板间接缝的错台大小符合规范要求。
(4)第一次拆内架、立内模。立内模的过程中,当预埋件的位置与内模发生冲突时,不要改变预埋件的位置,而要调整内模,同时注意内模间的接缝不能过大,如果有小的接缝应用透明胶带封住,防止浇注混凝土的过程中漏浆。
(5)浇注第一节墩身混凝土。混凝土的水平运输采用罐车,垂直运输采用汽车输送泵。在墩身直线段四个角及中间安置6道串桶(为防止混凝土离
析,混凝土自由倾落高度不宜超过2 m),混凝土通过串桶进入模内。浇注混凝土前,先将墩身内杂物清理干净。混凝土的振捣采用插入式振动器,振动器的移动距离在30~35 cm范围内,与侧模保持~10 cm的距离;混凝土分层浇注,每层厚度控制在30~40 cm左右,放料应对称均匀,防止因为放料不均匀造成墩身内模偏移。振捣顺序为:先振捣倒角处,再从两边向中间振捣,振捣时间控制在20 s左右,以混凝土不再下沉、不再冒气泡、表面泛浆为准。为保证混凝土的外观质量,在混凝土的浇注过程中进行混凝土的质量控制,保证混凝土具有良好的和易性、流动性,并控制混凝土的坍落度基本相同,以保证混凝土表面颜色一致;混凝土浇注过程中有专人看护模板,防止跑模影响混凝土质量。因墩身混凝土分节浇注,控制好每节混凝土顶面高度可以保证相邻两段墩身接缝良好,从而保证混凝土的外观美观。当混凝土浇注到顶层时,使混凝土面稍高于模板顶,以便凿毛时方便清洗处理;浇注完毕后派专人用木抹子将模板四周附近的混凝土抹平,保证混凝土面与模板顶面平齐,以保证上下两节段为一条平齐的接缝。
(6)第一次拆外模。第一节墩身混凝土达到设计强度的70%时,首先将最顶节直线段的长桁架拆除,然后将围带及模板间的连接螺丝松动使顶层模板与混凝土之间出现空隙,再用吊车将顶层模板中的一块吊起,使顶层模板与下层模板分离再在两层模板间垫入3 cm厚的垫块,用同样的方法在顶层其他几块模板与下层模板间垫入3 cm厚的垫块,这样,上下两层模板完全分离,就可以将顶层模板以下的模板全部拆除转至下一个桥墩,而顶层模板留在该墩上,作为立下一节模板生根之用。待底节模板全部拆除后,再将顶层模板间的连接螺丝上紧,桁架上牢。在此过程中,可能由于下落不均匀致使顶层模板发生倾斜,因此,在立第二节模板前需实测顶层模板标高,以便保证第二节模板的垂直度满足规范要求。拆完第一节模板后要用塑料薄膜将浇注完成的墩身包裹严密并进行洒水做好混凝土的养生工作。
(7)凿毛、二次搭设脚手架并绑扎第二段墩身钢筋,施工注意事项同上。
(8)二次拆外架、立外模至上实体段底。第二节钢筋绑扎完成后,墩身钢筋较高,为防止拆完外架由于风力的作用将钢筋刮倒,需在拆外架之前用风缆绳将钢筋固定。
4质量控制措施
(1)模板采用定型钢模板,由专业厂家设计生产,根据砼浇筑速度、初凝时间等对其刚度进行检算合格。加工标准及精度严格控制,厂内拼装调试,并对每节模板进行编号。现场安装对号入座,并注意装拆过程中模板的保护。
(2)钢筋半成品由钢筋加工车间生产供应,现场安装控制。承台施工时,墩身预埋筋采用定位圈固定,避免砼浇筑过程中钢筋移位;墩身施工时,采用内外脚手架支撑,横向钢管限制不同高度钢筋的平面位置。
(3)模板支立顺序按先外模后内模,钢筋支架的拆除亦为先外架后内架。支立模板前,对墩底承台砼凿毛处理;测量放样,精确定位;检查预埋件的数量、位置,并安设好底节实心段的砼循环降温系统;底节模板与承台接触部分用坐浆封闭,然后调平及对中。
(4)混凝土采用电脑控制自动计量拌合,按照高性能混凝土要求控制材料误差及混合物性能,罐车水平运送,现场采用泵车垂直输送。多点安放布料管,控制混凝土自由倾落高度,人工划分区域振捣(采取模内振捣,受空心墩薄壁及钢筋限制,采取多人固定区域振捣)。墩底实心段向空心过渡部位是振捣控制的重点,混凝土浇筑至一定高度后,安排人员在内模内对其施振,确保过渡段砼饱满、密实。浇筑过程中按每小时不大于4 m的速度控制施工;安排专人巡模,及时处理异常情况。
(5)混凝土采取带模养生和塑膜包裹洒水养生,时间不少于14 d。
5倒模施工效益分析
罗源洞特大桥变坡空心桥墩27个,最低墩高18 m,最高27 m,共有变坡桥墩模板6套。采用普通施工方法,假设第一次绑扎钢筋不占用时间,一套模板完成一个桥墩所需时间为:42.5d,则6套模板完成27个桥墩共需42.5 d×27/6=191.25 d。
采用倒模施工方法,假设第一次绑扎钢筋不占用时间,由“墩身施工工艺图”可以得出一套模板完成两个桥墩所需时间为:58.5 d,则6套模板完成27个桥墩共需58.5 d×27/12=131.63 d。采用倒模施工方法比采用普通施工方法直接缩短工期58.62 d。另考虑上吊车的台班费和人工费等费用,采用倒模施工方法比采用普通施工方法直接节约成本约为135万元。
6结束语
通过武广客运专线罗源洞特大桥(DK1977+004.65)27个变截面空心高墩施工实践,圆端形变截面空心高墩采用保留每一节段最上一层模板的分节倒模施工技术是可行的,其在保证施工质量的前提下既可加快施工速度、还可减少模板设备的投入,节省投资,这为铁路、公路的圆端形变坡空、实心桥墩施工提供了有益的借鉴。 |
