薄壁空心桥墩滑模施工工艺及应用
王东平
(山西远方路桥集团公司技术开发部,山西大同,037006)
摘要:介绍了薄壁空心桥墩施工中滑模系统的组成和施工工艺,指出了施工中易产生的问题及处理措施,从组织管理和技术方面提出了施工中的安全措施。
关键词:薄壁空心桥墩;滑模施工;安全措施
中图分类号:U445文献标识码:A
液压滑升模板是一种具有自升设备,能随砼的浇筑自行向上滑升的模板装置,由模板系统、操作系统和液压滑升系统组成,利用QYD—60型液压千斤顶沿支承杆(支承杆埋于砼中)向上爬升,带动整个滑模装置边浇筑边上升的一种连续成型的快速施工方法。滑模施工不用支架,不需周期拆装,用材省,劳力消耗少,施工进度快,结构整体性好,安全可靠,适用于现场浇筑高耸的钢砼结构,但模板一次性投资较大。
1工程概况
长邯高速公路第九B合同段,共有北桂花、坑东、坑西三座大桥,大桥上部为装配式部分预应力砼连续箱梁,下部采用薄壁空心墩,钻孔桩基础。三座大桥均位于黎城黄土盆地,黄土冲沟较发育,呈“V”字型,下切深度40 m左右,其中坑东大桥下切深度为47 m。
2 施工工艺选择及改进后滑模系统的组成
2.1 施工工艺选择
薄壁空心桥墩在确定施工方案时,因受施工场地限制,如采用传统的拼装式模板,不但组装困难,高空作业不安全因素多,而且质量很难控制,远远不能满足业主对该项目整体工期的要求。经过本项目QC小组的工艺攻关,最后确定采用液压滑升模板施工工艺,并对过去已有的滑模工艺做了改进。
2.2滑模组成
一般滑模是由钢模板围圈、支承杆、千斤顶、顶架、操作平台和吊装等组成。改进后的模板装置由模板系统、提升系统、操作平台系统组成。
(1)模板系统:由内外全钢模及提升架组成,内外均使用定型大钢模板(1 200 mm×2 400 mm,900 mm×2 400 mm),围檩附着在钢模板上联成一个整体。模板中间采用螺栓连接,提升架采用“开”字型提升架,模板垂直度为外模垂直,内模0.2%倾斜。
(2)提升系统:由液压控制台、千斤顶、油路及支承杆组成,控制台采用HY—36型,千斤顶采用QYD—60型,支承杆采用d 48 mm×3.5 mm钢管,接头采用d 38 mm无缝钢管,L=300 mm。油路为三级并联,液压控制台设置在操作平台中部。
(3)操作平台系统:由外挑架、内平台及内外吊架组成,外挑架采用钢管连接为空间桁架形式,以增加整体刚度。内平台用槽钢连接,外挑架、内挑架及两层绑扎钢筋架均铺5 cm厚木板,外设防护栏杆,挂安全网。
3滑模施工工艺
3.1组装
滑模构造比较复杂,而且要一次组装好,一直到施工结束,中途不再拆装。因此,要按照设计做好准备工作。组装前,应对各组装部件进行检查,弹出截面中心线及内外轮廓线,设定可靠的垂直控制点,搭设临时组装平台,安装垂直平台,安装垂直运输机械等。
组装顺序:施工放样、绑扎钢筋后,拼装外模板→安装外提升架腿→安装外模板→安装外挑架、连接钢管→铺外平台→安装千斤顶及油路,调试液压系统→插支承杆→调平后设限位卡→组装完成后按设计要求及组装质量标准全面检查后,开始浇注变截面砼→滑升到变截面砼完毕后停滑→安装提升架内腿及内模→铺设内平台→继续滑升。液压滑模板组装的允许偏差应遵照《液压滑动模板施工技术规范》的规定。
3.2 薄壁空心墩滑升顺序
模板高1 200 mm,分3次浇注,每次浇注400 mm高、18 m3砼,浇注2 h,3次约需6 h完成,浇注后滑升。第一个行程试滑后,停机检查滑升系统是否正常。正常后继续滑升到300 mm高度再浇注砼,到1 500 mm变截面浇注完毕,然后空滑900 mm,组装内模及安装提升架内腿、铺操作平台,接着继续滑升,每300 mm高一个循环工序,如此反复滑升到设计标高。注意滑升前要涂刷隔离剂。
3.3滑升状态检查控制
滑升过程中,遵循“分层交圈、均匀浇注、均衡提升、减少停顿”的原则,其他各工序作业均应在限定时间内完成,不得以停滑或减缓滑速来迁就其他作业。每滑升300 mm,千斤顶限位器卡平一次,用平台水平控制水平偏差,滑升标高由专人负责,每滑升1.5 m用水平仪操平一次,以确保标高准确无误。滑升时,当垂直度偏差超过3 mm时应采取纠偏措施。
3.4滑模停滑措施
滑模滑升时,因停电等特殊原因停滑时,需要采取停滑措施:第一,砼浇注至同一水平;第二,1 h提升一个行程,直至砼初凝并与模板脱离,但砼在模板内的剩余量不小于模板全高的1/2;第三,继续滑升时,按施工缝处理。
3.5对砼浇注和振捣及养生的要求
滑模宜灌注低流动或半干硬性砼,坍落度控制在6 cm～8 cm,砼浇注时应分层均匀对称浇筑,每一个浇灌层的砼表面应在同一水平面上,并应有计划均匀地变换浇灌方向,分层浇灌厚度为300 mm,各层浇筑的间隔时间应不大于砼的凝结时间,一般初疑时间控制在2 h左右,出模时砼接近终凝,时间控制在4 h～6 h范围内。当间隔时间超过时,对接茬处按施工缝处理。在滑升过程中,不得振捣砼,且砼出模强度必须控制在0.2MPa～0.4 MPa,以防止因自重下坍变形。在施工现场可用“手按现指纹,砂浆不粘手”来控制。砼脱模8 h后可养生,涂养护剂或水养均可。
3.6标高的测量及控制
顶标高控制在支承杆上,每隔300 mm用水平仪测一次,各千斤顶标高差最大不得超过30 mm,两个提升架千斤顶高差不得大于20 mm,超过时需进行及时调整,如此循环控制标尺,往上引到相对应的两角的竖筋上。
4施工中应注意的问题及处理措施
4.1墩身倾斜
墩身产生倾斜的原因有:操作平台不水平,使模板向一侧倾斜;操作平台有较大的偏心荷载或受较大风荷影响,使模板向一侧倾斜。影响操作平台水平的因素有:平台荷载分布不均;支承杆负载不一;千斤顶升差未及时调整;砼浇注不对称,各处摩阻力相差大;操作平台刚度差,难以控制水平等。施工中应及时发现偏差,找出倾斜原因并采取相应措施。
4.2墩身扭转
墩身扭转的原因有:千斤顶升差不一,经常沿一个方向浇注砼等,导致操作平台产生扭矩,而使平台和墩身扭转。
4.3预防措施
(1)认真校正千斤顶水平及支承杆的垂直度,防止支承杆导向滑升偏移。
(2)滑升时千斤顶要同步上升保持平台水平状态,根据滑升升差,全面调整滑升系统,每300 mm高整体调平一次。
(3)平台上荷载要均匀分布,不得堆压过多物品。
(4)严格按现场指挥顺序浇注砼。
4.4纠正措施
(1)平台倾斜法:将倾斜一侧的千斤顶限位卡逐步提高,提升后使平台倾斜,并在倾斜状态下滑升,使偏差逐步缩小,注意平台倾斜度不得大于平台长度的1%。
(2)外力纠偏法:对平台施加一外力使平台向偏移方向的反方向移动,达到纠偏目的。
(3)加垫千斤法:把千斤顶倾斜,使倾斜一侧的千斤顶底座抬高,利用千斤导向作用纠偏。
5安全保证措施
5.1组织措施
(1)施工管理人员要把安全工作当作头等大事来抓,要认真学习《滑压滑动模板施工技术规范》(GBJ 113—87)、《液压滑动模板施工安全技术规程》(JGJ 65—89)、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ 80—91),并领会其内容实质。
(2)参加滑模施工人员,必须进行安全技术培训,并通过考核合格后方可上岗操作,主要施工操作人员应相对固定该项目的滑模施工。
(3)设专职安全员负责日常施工现场质量安全检查工作,每滑升2m,要对内外挑架、吊架进行一次全面细致的检查;对机电设备和一些重要部位进行班前检查,并填写检查结果;对安全隐患要及时整改。
(4)施工人员进入施工现场必须戴安全帽,高空作业人员在没有防护设施和防护设施不健全的地方必须系安全带,并拴在牢固的地方。
5.2技术措施
(1)支平台板。支平台板要经常检查,补洞修理。严格控制操作平台堆载在1.0 kN/m2以内,钢筋和支承杆随用随吊,材料和机具均匀堆放有序。操作平台挑架和吊架边缘设防护栏杆(高度不低于1.2 m),栏杆外侧和吊脚手架设置兜底满挂密目安全网封闭,并与防护栏杆绑扎牢固,平台及吊架上的铺板必须严密、平整、防滑、无探头板,固定可靠,并不得随意挪动。
(2)供电及防火。操作平台上采用铁制配电箱、三相五线制供电,供油泵、控制台、电焊机、砼振捣及平台照明用电,滑模施工用电要认真执行《施工现场临时用电安全技术规范》。夜间施工平台上部照明为碘钨灯,安装高度3 m以上,闸箱内配有漏电保护器,中下部照明用36 V低压灯泡,橡皮绝缘敷设。平台上的供电均采用橡胶电缆,所有电路尽量安装在隐蔽处,对无法隐蔽的应有防护措施,防止机械损伤。
液压控制平台旁设置两个干粉灭火器,平台上使用明火或进行电(气)焊时,必须采取防火措施,并经过有关安全员确认再进行工作。
(3)浇砼前对设施全面检查。检查平台是否有钢筋挂卡滑升模板,应清除一切影响正常滑升的东西;限位卡应定位在要求的高度,两个固定螺丝必须拧紧;检查各千斤顶油路是否畅通,针形阀应按当时滑升的需要开关;检查电源供电是否正常;检查输送泵管头是否牢固。
(4)对支承杆要求。同一结构截面内,支承杆接头的数量不应大于总数量的25%,其位置应均匀分布;接头套与支承杆焊接牢固;滑升过程中,应随时检查支承杆工作状态,当出现弯曲、倾斜等失稳情况时,应及时查明原因,采取有效的加固措施;垂直向上吊运钢筋时,避免撞击支承杆。
(5)上人跑道。在滑模桥墩侧面搭设“之”字型钢管上人跑道,随滑升逐层向上搭设4道扶墙,并注意:钢管、竖杆、横杆按脚手架要求搭设;周边用密目网封闭;保证夜间有足够照明。
(6)滑模设备拆除。滑模装置拆除时,本着先组装后拆除,后组装先拆除的原则,严格按照安全规程进行操作。尤其拆模时,要求施工人员必须挂好安全带。
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