高墩滑动模板施工控制技术
摘 要:介绍了滑动模板的基本构造,阐述了高墩滑动模板的施工工艺流程及其作业要点,提出了施工质量控制措施,最后对施工中常见问题的处理进行了探讨,可供同类工程参考借鉴。
高速公路跨越山丘或峡谷时,经常选用高墩连续刚构桥型,高墩的施工多采用滑动模板施工技术,如何有效地提高高墩滑动模板施工控制水平,确保墩柱的施工安全和质量,是施工中特别需要关注的问题。现结合双薄壁墩的施工,对滑模主要构造及施工控制介绍如下。
1 滑模构造
桥墩滑模是建造桥墩的专用施工设备,由滑模结构、提升设备、附属设备三大部分组成。滑模结构依据桥墩形状与尺寸要求进行设计制造,一般由工作平台、液压控制台、内外模板、扁担梁及吊架等构件组成,是混凝土灌注成型、安放提升设备与附属设备的重要部分,是滑模设备的主体。
滑模提升分液压与手动两种方式。液压提升多用于高桥墩施工,手动提升主要用于实体低桥墩施工。液压提升设备由HQ-30型千斤顶、操纵台、分油器及高压输油软管等组成。手动提升设备由螺旋千斤顶、支架、上下卡头及回位弹簧等组成。提升设备均匀布设在滑模结构的工作平台上,是滑模提升、调平纠偏的动力设备。
附属设备是滑模日常中线观测、动力与照明用电控制、千斤顶拆装及保障施工安全的设备,由中线测量装置、配电盘、专用工具及安全网等组成。
2 施工工艺流程及作业要点
2.1 工艺流程
滑模组装→灌注混凝土→模板滑升→模板收坡→测量→墩颈、墩帽施工→滑模拆除。
实施作业时,混凝土灌注、模板滑升与收坡及测量等项工作循环交错进行,中间穿插调平纠偏、绑扎钢筋、抹面养生、预埋件埋设等项工作。
2.2 作业要点
1)工作平台必须调平与对正,平台上设备、材料供应均匀布置,以保持平台荷载均衡,避免造成平台倾斜与扭转。模板拼装不能反锥度或无锥度,模板间搭接缝必须密贴。
2)当模板转入正常提升后,边滑升边灌注混凝土。由于混凝土脱模较快,所以选定混凝土配合比、掺外加剂及灌注振捣等项工作十分重要,应设专人负责管理与指导。
3)正确掌握初升时机极为重要,过晚会造成模板与混凝土粘结而将混凝土带起或拉裂;过早则会因混凝土未达到一定强度而坍塌。模板连续提升高度不宜超过30 cm,提升后要及时收坡,每升高30 cm收坡一次,并在模板滑升累计高1 m时,按收坡表调整收坡值,防止产生累计误差。
4)中线日常观测用中线测量装置,一般模板每滑升30 cm时必须观测一次垂球对中情况。中线控制测量用激光铅直仪,一般日测两次。水平测量用水平仪,每工班1次~2次。塔尺沿线路方向与横向中心线对称设置于千斤顶部位。
5)墩颈段施工中模板提高时模板内混凝土高度不得小于70 cm,用混凝土预制块或木板块在靠近墩身外侧部位的辐射梁下部均布垫入,并用木楔楔紧。
6)由于受到墩帽结构、形状限制,滑模只能用于台阶式墩帽施工。墩帽是桥墩施工的最后部位,必须按照桥墩设计要求做好各项收尾工作,切勿漏掉预埋件。灌注混凝土和提升模板过程中,必须保持滑模中线水平。
3 施工质量控制
3.1 纠偏、调平及扭转
桥墩滑模滑升过程中要勤观测,及时纠偏。产生中线偏移、水平偏斜及扭转现象的主要原因有:荷载布置不均衡、千斤顶爬升不同步或部分千斤顶未工作及混凝土灌注不均匀。纠偏方法如下。
3.1.1 中线纠偏
应在偏移值尚未到达桥墩设计允许偏移值(1.5 cm)时进行。方法是控制或停止与中线偏向相反部位千斤顶爬升,使中线偏向部位千斤顶爬升增高,造成工作平台反向倾斜(其值一次不得超过两个爬升高度),以逐渐将模板中心调整对中,然后再调整模板水平。
3.1.2 水平调平
调整模板水平必须服从中线纠偏,一般模板水平倾斜达到2%~4%时应及时进行调平,主要有以下几种调平方法:
1)加载法:即在偏高部位的工作平台外面上加荷载(如站人、加混凝土块等),作用是增加此部位荷载以减少其爬升高度,从而达到调整模板水平的目的。
2)千斤顶行程调整法:通过顺时针转动偏高部位千斤顶的行程调整帽,以减少活塞的活动高度,从而降低它的爬升高度,达到调整模板水平的目的。
3)控制千斤顶爬升法:通过关闭偏高部位千斤顶输油管路上阀门达到调整模板水平的目的。
3.1.3 扭转纠正
1)控制千斤顶爬升法:模板扭转一般都同时存在模板水平倾斜,因此纠扭方法可按模板水平调平方法进行控制。
2)支撑法:模板扭转时,千斤顶与顶杆必然相应的按扭转方向偏斜,据此,用适量(顶杆数的1/5~1/4)较粗短钢筋斜撑着顶杆就可纠扭。钢筋上端绑扎在顶杆端部,下端焊在护面钢筋上。
3.2 施工中常见问题处理
3.2.1 支撑杆弯曲
当弯曲程度不大时,可在弯曲处加焊一根与支撑杆同直径的绑条;当弯曲长度较大或弯曲较严重时,应将支撑杆的弯曲部分切断,并加焊两根总截面积大于支撑杆的绑条;当支撑杆弯曲严重时,应将弯曲部分切断,并将上段支撑杆下降,支撑杆接头处,可采用一段钢套管或直接对头焊接。也可将弯曲的支撑杆齐混凝土面切断,另换新支撑杆,并在混凝土表面加设由垫板及套管焊成的钢套靴。
在模板滑升过程中,由于支撑杆加工或安装不直、脱空长度过长、操作平台上荷载不均及模板遇到障碍而硬性提升等原因,均可能造成支撑杆失稳弯曲。施工中应随时检查、及时处理,以免造成严重的质量和安全事故。对于弯曲变形的支撑杆,应立即停止该支撑杆上千斤顶的工作,并立即卸荷,然后按弯曲部位和弯曲程度的不同采取相应的加固措施。
支撑杆在混凝土内部发生的弯曲,从脱模后混凝土表面裂缝、外凸等现象,或根据支撑杆突然产生较大幅度的下坠情况,就可以检查出来。此时,应将弯曲处已破损的混凝土挖洞清除。加焊绑条时,应保证必要的焊缝长度。支撑杆加固后再支模补灌混凝土。支撑杆在混凝土外部易发生弯曲的部位,大多在混凝土上表面至千斤顶下卡头之间或门窗洞口等脱空处。
3.2.2 混凝土质量问题
1)混凝土水平裂缝或被模板带起。混凝土出现水平裂缝或被模板带起的原因有:模板安装时倾斜度太小或产生反倾斜度;滑升中纠正垂直偏差过急,模板严重倾斜;滑升速度慢,使混凝土与模板粘结;模板表面不光洁,摩阻力太大。防止和解决的办法是针对上述原因进行处理。对于已出现的问题,细微裂缝可抹平压实;裂缝较大时,当被模板带起的混凝土脱模落下后,应立即将松散部分清除,并重新补上高一级强度等级的混凝土。
2)混凝土的局部坍塌。混凝土脱模时的局部坍塌,主要是由于在模板的初升阶段滑升过早;在正常滑升时速度过快;或混凝土没有严格按分层交圈的方法浇筑,使局部混凝土尚未凝固而造成。对于已坍塌的混凝土应及时清除干净,补上高一级强度等级的干硬性细石混凝土。
3)混凝土表面鱼鳞状外凸。这是由于模板的倾斜度过大或模板下部刚度不足;每层混凝土浇筑厚度过高或振捣混凝土的侧压力过大,致使模板外凸。处理措施是调整模板倾斜度,加强模板刚度;控制每层的浇筑厚度,及尽量采用振动力较小的振捣器。
4)混凝土缺棱掉角。这是因为棱角处模板的摩阻力比其他部位大所致,或振捣混凝土时碰动主筋,将已凝固的混凝土棱角碰掉而造成。克服的办法是将转角处模板制成圆角或八字形,并严格控制转角处模板的倾斜度;严格掌握混凝土振捣的操作。棱角残缺处,可用同强度等级的水泥砂浆修补。
4 结语
滑动模板在高墩的施工具有施工速度快、工程质量高、施工安全、劳动强度低等优点,在施工中混凝土分层连续浇筑,各层之间可不形成施工缝,结构整体性好,这也是滑模施工独特的优点,但模板装置一次性投资较多。更重要的是在施工组织管理上,要有科学的管理制度和熟练的专业队伍,严格各施工过程,才能保证施工的顺利进行。
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