无拉杆模板在客运专线桥墩施工中的应用
摘要:可调式无拉杆模板,具有设计承载力大、挠度可调、拆装快捷、使用安全方便、无脚手架施工等特 点。通过在施工现场墩身施工的应用,墩身错台和大面平整度可满足武广客运专线和新验标的要求,从 现场施工的情况来看,是比较成功的。
1 工程概况
武广铁路客运专线设计速度350 km/h,无砟轨道, 墩身设计为双线矩形实心桥墩或空心桥墩。按照武广 公司强制性技术要求,墩身采用无拉杆模板施工。
这里主要论述矩型桥墩施工技术。矩形桥墩断面 形式为3.0 m×6.8m。墩身高度从2.0 m~16.0 m不 等,对于墩高大于6 m的采用空心墩结构形式,墩高小 于6 m的桥墩采用实心墩结构形式,墩高等于6 m的 根据全桥布置图确定空(实)结构形式。桥墩全部采用 可调式无拉杆高精度桥墩外模板,内模板采用平面钢 模板整体拼装而成。
2 外模板
外模板采用北京博瑞模板脚手架有限公司生产的 整体定型模板。它采用可调式无拉杆式设计,具有设 计承载力大、挠度可调、无拉杆、精度高、拆装快捷、使 用安全方便、无脚手架施工等特点。
2.1 外模板设计总体思路
外模由面板、可调桁架、纵檩、调整丝杠等构成。 由于我项目部墩身高度均为50 cm的整数倍,所以模 板主要采用1500B+2500A型主要结构形式,另外配备 了2000A、1500A、1000A以及500A型调节段,其中B型 代表最上部模板,带5 cm倒角,A型代表下部模板。
模板拼装过程中,按照1500B→2500A→2000A→1500A →1000A→500A的方式进行。具体配备如表1。
2.2 外模板桁架设计
外模桁架由方钢和调节丝杠组成,丝杠的作用主 要为调整模板的大面平整度,起到微调的功能。外模 的刚度主要取决于可调桁架的宽度,对2.5 m高度的 模板桁架宽度取值为1.2 m,主要为满足不大于L/1 000 的变形要求。模板的构造图及三维图示见图1、图2。
2.3 外模板单位面积总量
衡量模板制作的另外一个指标为单位面积钢材总 量,该模板单位面积钢材总量为200 kg/m2。
2.4 外模板拼装固定
外模不采用拉杆加固,仅在桁架交接处采用丝杠 连接,增加桁架的整体性。外模板拼装时,模板间需填 塞双面胶,底部采用封口胶封闭,保证模板间无错缝、 无缝隙,以保证混凝土的外观质量。
2.5 外模在施工中存在的问题和解决方法
在外模施工中遇到最大的问题是因采用泵送混凝 土使混凝土灌筑速度过快,导致模板横向挠度变形超 标问题。为解决该问题,在模板制作时,在桁架中部安 装了四个可调螺栓,在混凝土浇筑之前,通过调整调节 螺栓的丝杠,使模板形成一个向里的5 mm的预变形; 混凝土浇筑后,抵消该变形,从而满足混凝土表面平整 度的要求。
通过几个桥墩的施工,该外模在配备上有些地方需要进一步改进,特别是在模板组合上采用2 000 mm 比采用2 500 mm更利于吊装和组合,建议采用 2 000 mm高度作为基数更合适。
3 内模板
3.1 内模板设计总体思路
墩柱内模采用20 cm、30 cm平面模板和圆角模板 拼装组成,模板高度分1 500 mm、1 000 mm、500 mm三 种形式,通过三种高度的组合可拼装成所有50 cm倍 数的高度。模板采用竖向支立,拼装时模板间需要采 用双面胶填塞。
3.2 内模板拼装固定
内膜部分采用定型钢模板。施工中采用搭设整体 支撑架的方法固定空心部分模板,按以下步骤拼装。
1)绑扎钢筋至墩顶倒角部分后,将底部倒角模板、 372008年第8期无拉杆模板在客运专线桥墩施工中的应用木模用两道∠50×50×4角钢、间距50 cm通过螺栓 和墩身钢筋拉紧,同时铺设空心段底模和留设布料作 业孔。
2)为防止内模上浮,在模板顶部设[100槽钢与外模 连接,同时也采用4~6根12的钢筋穿过内模斜拉到 承台混凝土的钢筋上。立内模时为保证混凝土的壁 厚,可采用50 cm长方木嵌入顶部内外模板之间,来控 制混凝土壁厚,待混凝土浇筑至方木位置时将其取出。
内模模板标准节段高度可分为为1.5 m、1.0 m、0.5 m。 在拼装模板的同时,在墩身内部搭设井式满堂支架,脚 手架顶部预留30 cm左右的空间,为了增加模板和脚 手架的整体稳定,内模采用对拉对撑,脚手架采用6排 横向立杆2排纵向立杆,步距为90 cm×70 cm、层间距 为120 cm,用钢管两端通过顶托支撑模板。圆弧部分 可弯制相同弧度的钢管对其加固。具体布置图3。
3)待浇筑下实体和空心部分后,拆除内模在脚手 架上铺设方木(10 cm×15 cm),并根据底模下表面高 度调整顶丝,使方木在同一高程上(高程为底模下表面 高度-15 cm-模板厚度)。
4)底模拼装在固定好的方木上,并调平固定,接缝 采用海绵条处理,保证浇筑混凝土时不漏浆。
5)人孔施工采用木模,施工时注意与底模的连接 和预埋爬梯。
3.3 内模施工中需解决的问题
在内模使用过程中需要解决两个问题,一是拆模 问题,二是模板上浮问题。对于拆模问题,我们通过倒 梯形模板的方法解决,对于模板上浮问题,可通过在底 模固定螺栓的方法解决。
4 混凝土施工工艺
实心墩采用一次浇筑成型工艺。空心墩采用3次 浇筑成型工艺,第一次浇筑混凝土的高度具体情况根 据外模高度确定,但不低于实体段高度。
混凝土保护层厚度的控制是保证墩身质量的关 键,武广客运专线墩身保护层设计厚度为4 cm,为保 证混凝土的外观质量,施工中采用4 cm专用塑料垫 块。另外,混凝土下料问题虽然是个细节问题,但是影 响混凝土外观质量,我们采用在适当的位置布设串筒 的方法解决,目的主要解决在混凝土灌筑过程中砂浆 粘模问题和混凝土下落高度过高问题。
预埋件是墩身施工中非常重要的内容之一,所以 对预埋件的位置和数量准确控制也是墩身施工的关键 工序之一。为解决预埋件准确性问题,采用内外上螺 母的方法解决。
5 操作要点
1)作为大体积无拉杆墩身施工,最主要的施工难 点为如何才能有效的防止模板变形造成漏浆的情况发 生,并且能保证墩身的内外质量。模板拼接缝需采用 双面胶进行填塞,防止漏浆。
2)采用桁架调整时,需要预留一定的预拱度。结 合现场墩身高度的特点,在浇筑速度为1.0 m/h时,预 拱度采用5 mm。
3)在浇筑过程中,采用薄分层密捣固减少混凝土 表面气泡和离析现象。
4)保证预埋件平面位置和数量的准确性。
5)拆模选择在一天温度最高时段,防止由于温度 差造成的收缩裂缝,并且拆模后及时采用塑料薄膜进 行包裹养护。
6 结束语
通过无拉杆墩身施工技术的应用,墩身错台和大 面平整度可满足武广客运专线和新验标的要求。从现 场施工的情况来看,是比较成功的,因此可在客运专 线、市政建设、高速公路中推广应用。
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