62m墩身滑模施工技术介绍
[摘要] 介绍滑模的组成与构造及双薄壁高墩滑模的施工方法与纠偏措施和施工注意事项。
樵岭前大桥位于鲁中山区北部,上部构造为75 m+135 m+135 m+75 m三向预应力混凝土连续刚构,采用三角形挂篮悬臂施工,桥墩为钢筋混凝土双薄壁结构,墩身高分别为30 m、35 m和62 m,采用滑模施工,本文仅对滑模施工作一总结。
1 滑模的组成和构造
滑模由模板系统、操作平台系统和提升机具系统3个部分组成,如图1所示。
1.1 模板系统的构造
模板系统包括模板、围圈和提升架等,其主要作用是按照结构的形状和尺寸成型混凝土。
1.1.1 模板
采用钢模板,用5 mm厚钢板冷弯成型,加焊L10×10×5角钢肋条。为加强模板的刚度,在模板宽度方向每隔30 cm设置了[10a纵向加劲肋,模板的上、下口设置了横肋,以保证滑出的混凝土表面平整,相邻模板间的连接采用螺栓连接,便于拼装。模板采用平接接缝,要求加工精确,模板的高度根据滑升速度和混凝土达到出模强度所需时间定为1.2 m。
1.1.2 围圈
围圈作用是固定模板,保证模板所形成的几何形状不变,承受由模板传来的水平力和垂直力,围圈将模板和提升架连接起来,构成模板系统。围圈采用[10a槽钢制作,模板横向共设置了3道,其中上、下两道分别支承在提升架的立柱上。
1.1.3 提升架
其作用是防止模板侧向变形,在滑升过程中将全部荷载传递给千斤顶,把模板系统和操作平台连成一体,其构造如图2所示。
1.2 操作平台系统
操作平台系统包括操作平台和外吊脚手架。
(1)操作平台:供绑扎钢筋,安装预埋件和浇注混凝土用,是施工人员进行滑模施工的操作场所。操作平台由铺板和平台桁架组成。平台桁架支承在提升架的支柱上,与提升架连成整体。
(2)外吊脚手架:供操作者在滑模施工中修整混凝土表面和检查混凝土质量用。脚手架悬挂在提升架立柱和外挑脚手架上。
操作平台外侧设防护栏杆,并张挂安全网。
1.3 提升机具系统的构造
提升机具系统包括爬杆、液压千斤顶和提升操纵装置等部分。
1.3.1 爬杆
爬杆是液压千斤顶向上爬升的轨道,承受施工中的全部荷载。
本滑模使用圆珠卡头式千斤顶,爬杆采用直径为25 mm的光圆钢筋,制作时采用冷拉调直,长度分为3 m和2.5 m两种,爬杆采用丝扣连接,在放置千斤顶的横梁底部设一段套管,长度到模板底面,套管随千斤顶和提升架同时上升,在混凝土内形成管孔,滑到最后拔出爬杆,可以重复利用。
1.3.2 液压千斤顶
采用HQ-30型,起重能力为35 kN,活塞行程3 cm,工作油压10 MPa。
千斤顶的布置如图3所示。
1.3.3 提升操纵装置
为便于操纵、控制和维修,电动机、油泵、油箱、压力表和控制调节装置集中安装,组成液压控制台,操作时各个千斤顶可同步工作,也可单独工作,每顶升一次,滑升3 cm,循环连续作业,使滑模施工不断进行。
2 滑模施工
2.1 滑模的安装
(1)墩身底混凝土表面凿毛清洗,竖向主筋接长,绑扎提升架横梁以下的水平结构钢筋。
(2)模板安装前,要清理干净,表面平整,并涂刷脱模剂。
(3)按设计图安装模板和提升架,将钢套管事先固定在提升架横梁下部,底部用砂浆围起来,以防漏进灰浆。
(4)安装操作平台,顺序是从下到上,从内到外。
(5)安装液压提升系统及观测装置等。
(6)安装爬杆。第一批插入千斤顶的爬杆有两种长度(2.5 m及3 m),相邻爬杆的接头应错开。
(7)待滑模滑升3 m后,安装外吊脚手架及挂安全网。
2.2 钢筋绑扎及竖向筋接长
水平钢筋分层绑扎,保证钢筋绑扎与浇注速度相适应,绑扎时注意钢筋间距及保护层厚度。
竖向筋规格为Φ25,若采用搭结焊和电渣压力焊接长,速度既慢又不能保证质量,我们采用挤压套筒法接长竖向筋,经实践证明是比较好的方法。
2.3 混凝土的浇注
2.3.1 混凝土配合比的设计要求
首先要满足设计强度和耐久性,还得满足滑模施工的特殊要求。
①和易性。混凝土要具有良好的和易性,入模后不离析,流动性要好,坍落度要适中。若坍落度过小,混凝土初凝时间短,滑升速度较慢,可导致出模混凝土不易抹面,并且容易造成滑模滑升时将混凝土表面拉出裂纹、掉角现象,影响质量。坍落度过大,混凝土变稀,滑模内就会积一层灰浆,模板滑升时,灰浆会漏出,甚至混凝土出模强度过低,混凝土表面变形。确定坍落度要综合考虑塔吊运输能力、滑升速度和气温因素。施工时正好在夏季,白天气温较高,混凝土水分散失快,而晚上气温又降下来,因此要根据气温变化调节混凝土坍落度。
②出模强度。合适的出模强度,既要保证模板顺利滑出,又要保证混凝土光洁不变形,并且容易修面。出模混凝土用手指按,只有指纹但没有坑,这时强度最佳,宜控制在0.05~0.25 MPa。
③凝结时间。滑模每小时平均滑升速度为20cm,浇注上一层混凝土时,下一层混凝土应处于塑性状态。混凝土配合比设计,初凝时间90 min,终凝时间为4 h,坍落度为5~7 cm。
2.3.2 混凝土的浇注和震捣
墩身为双薄壁墩,浇注时要注意两个薄壁的浇注数量和浇注时间相同,要分层浇注,每层厚度为30 cm左右。浇注时,有专人清理模板表面的砂浆和混凝土,对不易震捣的转角处,要经常用钢筋棍插捣,这样做的目的,是避免增加滑升的摩擦阻力以及保证墩身光洁,棱角分明。模内混凝土面与模板上口之间,应保持5~10 cm的间距,以免滑升时带起混凝土。
混凝土入模后,震捣是关键,震捣人员要定岗定位,责任明确。墩身外周钢筋较密,用Φ30 mm的震动棒,里面震捣用Φ50 mm的震动棒。震捣时,不得碰及爬杆、钢筋和模板。震动器的插入深度不宜超过前一层混凝土内10 cm。
2.4 滑模的滑升
2.4.1 初升
当首批混凝土进入滑模内并具有0.05~0.25MPa的出模强度时,便可进行全面检查,具体检查内容有:提升架的垂直度和水平度,围圈是否连接可靠,刚度能否满足要求,模板接缝是否紧密,操作平台的水平度,桁架和梁的强度是否满足,连接螺栓有无松动,千斤顶是否工作正常,支撑杆有无弯曲现象等。当检查完毕并符合要求后,便可进行正常滑升。
2.4.2 正常滑升
本工程墩身混凝土运输采用塔吊,施工时气温较高,模板滑升速度为15~25 cm/h。正常滑升时,两次滑升时间间隔为0.5 h左右。
2.4.3 终升
混凝土浇注到墩顶标高时,滑模进入终升阶段,其滑升速度比正常滑升稍慢,墩身顶50 cm的混凝土宜留待混凝土终凝后出模,这样墩身混凝土拉裂的现象可以大大减少。
模板滑空时,事先验算操作平台在自重、施工荷载和风荷载共同作用下的稳定性,并采取措施,对操作平台和支撑杆进行整体加固。
2.5 模板调平和滑模垂直度控制
滑模在滑升过程中,由于每只千斤顶所承担的荷载不完全一致,以及千斤顶本身性能的差异,导致千斤顶爬升速度有快有慢,结果模板滑升就会产生偏差,发生模板平移或扭转,因此,必须经常进行模板的调平和垂度控制。
在本工程中,我们采用行程调节控制法调平模板,HQ-30型千斤顶设有行程调节帽,调节时将高位千斤顶的行程调节帽旋入缸盖,顶住活塞的上端,使活塞复位量减少,这样就缩短了千斤顶的活塞行程,原来较高的千斤顶就渐渐变低,最终达到调平目的。实际施工时,要实测出每个千斤顶的实际行程,然后逐个调节液压千斤顶的行程调节帽,尽可能保证各千斤顶行程一致。
垂直度控制采用线锤和经纬仪控制法。在施工平台上对应于承台上墩身中心点用细钢丝绳吊挂15 kg的线锤,即可量出模板的垂直偏差和有无扭转。经纬仪控制法是据地面上所设的控制桩、墩身中心线桩和滑模上所设的对应测点,用经纬仪进行测量来控制模板的垂直度,每天早晚各测一次。
3 滑模的纠偏
主要采用两种方法:
(1)平台高差法。将偏移方向的一侧平台升高,促使整个平台作定向滑升,从而达到纠偏。
(2)倒链牵引法。用倒链及钢丝绳牵引,使偏移的操作平台在滑升时归位。
4 施工注意事项
(1)模板滑升过程中要有专人清理模板内表面粘结而凝固的砂浆,尤其是转角部位,否则出模的混凝土表面粗糙,或造成混凝土拉裂。
(2)由于墩身高,滑模施工时间长,其间不可避免要造成中断,混凝土浇注中断后模板要继续提升,并且提升速度要慢,顶部50 cm要待混凝土终凝后出模。
(3)混凝土浇注中断后,混凝土面要整平,继续滑升前,施工缝要彻底凿毛,并冲洗干净。
(4)建立一套完整的管理体系,确保滑模施工正常进行,尽可能避免中间停工。
5 结语
实践证明,对于高墩采用滑模施工方法,比起翻模及大型钢模施工既经济又可提前工期,而且还保证质量,是一种比较好的施工方法。
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