超百米高墩的滑升架翻转模板施工工艺_

超百米高墩的滑升架翻转模板施工工艺
摘要:文章通过介绍新寨河特大桥主跨高墩的滑升架翻转模板施工方法，阐述了滑升架翻转模板施工工艺在高墩施工中的应用和技术特点。并通过与其他高墩施工工艺的对比，评价了滑升架翻转模板施工工艺的适用性、经济性和安全性。
关键词:特大桥;高墩;滑升架;翻转模板;技术特点;经济性;安全性
0概述
近年来，在我国云贵高原等高原地区，连续刚构桥、斜拉桥等高墩塔桥型在高速公路建设中使用较为广泛，这些桥梁的墩塔高度多在40m以上，且往往设置在河流或峡谷边的陡坡上，施工材料设备搬运不便，施工难度较大。因此，进一步探索具有安全性、经济性和适用性的轻便型施工工艺，成为高墩施工的新课题。新寨河特大桥是国道主干线上海一瑞丽高速公路贵州省境内镇宁一胜境关段上的重点控制工程。桥跨布置为sm(桥台)+8x40m(连续T梁)+120.Zm+2X23Om+120.Zm(连续刚构)+ZX4Om(连续T梁)+sm(桥台)，桥梁总长度1116.4m(见图1)。桥位区地形起伏较大，桥轴线所经地段海拔高程为1020一1218m，相对高差达198m。最高主墩10”墩为高132m的薄壁空心墩，67m高处墩柱截面尺寸发生变化，半幅墩柱平面结构尺寸:变截面以下为双箱室单柱，外边缘尺寸14m又10m，横桥向壁d为0.gm，顺桥向壁d为1.Zm，隔墙d为。.sm;变截面以上为单箱室双柱，外边缘尺寸为3.5mXS.sm，横桥向壁d为。.gm，顺桥向壁d为1.Zm。第一工程处总结了云南龙洞大桥高墩施工中的一些成功的经验，进一步研究探索，在新寨河特大桥主桥高墩中采用了成熟的滑升架翻转模板施工工艺。
1滑升架结构与操作方法
滑升架分外滑升架和内滑升架，本文只对外滑升架做详细阐述，内滑升架的设计原理、受力验算、操作方法均同外升架。
1.1滑升架设计
滑升架由槽钢框架和钢管支架两部分组成。槽钢框架作为承重结构，采用2[22槽钢拼焊而成;钢管支架作为施工平台和安全防护结构，采用小50~钢管焊成双排多层钢管支架。钢管支架底部支撑在槽钢框架上，与槽钢框架2〔22槽钢焊接形成整体，组成滑升架。钢管支架总高度h为18m，横向钢管排距0.sm，竖向层距1.7m;钢管支架与墩柱边缘的净空0.55m，作为模板安装操作空间，外侧满布安全网，防止作业人员坠落;竖向层距1.7m的平台上铺满竹跳板，组成多层作业平台(见图2)。
1.2滑升架结构受力计算
1.2.1荷载重量
滑升架荷载主要包括槽钢框架自重、钢管支架自重、滑升架附属物荷载、作业人员荷载和施工机具荷载。对于单支滑升架其荷载数据如下:
槽钢框架:[22槽钢176.Zm，重4.54t;钢管支架小SOmm钢管2125m，重8.18t;滑升架附属:竹跳板和安全网等计3.Zt;作业人员荷载:工人40人，计
2.6t;施工机具:计5.Ot;共计:23.52t。
1.2.2滑升架的安全验算
滑升架受力计算采用工程结构计算软件N且DAS按空间框架建模分析计算，滑升架结构立体模型(见图3)。程序自行计算材料自重，故滑升架受力分析只考虑滑升架附属物荷载、作业人员荷载和施工机具荷载。
计算结果:
(1)分配给各根承重圆钢所承受的最大剪力，按承受力最大重量的一根验算::~253.4kg/crnZ，小于容许剪力:一850kg/crnz，满足要求。
(2)框架槽钢所承重的弯矩及应力:2[22号槽钢所受最大弯矩M一2.98t.m，最大应力。一M/W~719kg/cmZ，小于容许应力。-1200kg/emZ，满足要求。
(3)滑升架各部位可能产生的最大变形值为12cm，满足使用要求。
(4)滑升架总荷载23.52t，使用4个IOt手拉葫芦即可提升，但考虑安全保险系数，施工中使用8个IOt手拉葫芦进行提升。
1.3滑升架施工操作方法
1.3.1滑升架的制作安装
墩柱第1节(6m高)施工完成后，在承台顶面墩柱的周围组装槽钢框架，按要求焊接牢固。槽钢框架组装完成后，即在槽钢框架上按图2设计搭设
钢管支架，钢管支架的竖向钢管下端与槽钢框架焊接，水平钢管连接采用十字扣，初步完成后再以斜撑剪刀架对钢管支架整体加固，保证其稳定性，在外围满布安全网，即形成了滑升架。
1.3.2滑升架的提升使用
利用在承台顶面做好的滑升架，施工墩柱第2节、第3节(每节6m高)，待墩柱高度达到18m与滑升架同高，即可提升滑升架。滑升架的提升主要用手拉葫芦来完成，用小50mm圆钢横栓在墩柱硅顶面主钢筋内侧作为手拉葫芦的上挂点，下挂点设置在槽钢框架的[22槽钢上，采用d为20mm钢板
开孔后与[22槽钢焊接(见图2)，上下挂点扣好后，通过人工收紧葫芦，使滑升架逐步往上提升，待提升到墩身预留孔上方位置，用小50mm圆钢(45“钢)穿人预留孔拖住槽钢框架底部，承载整个滑升架荷载，再对所有争50mm承重圆钢的受力均衡性加以调整，使其受力基本均衡，即完成了滑升架的提升工作。新寨河特大桥10“主墩墩柱每浇注1节均h为6m，每浇注1节滑升架提升1次，每次提升高度亦为6m。施工人员进出滑升架，均由人货两用电梯配合。使用中的滑升架见图4。
1.3.3滑升架的卸落
墩柱浇注完毕后，先由塔吊配合从上到下逐步拆除滑升架上部的钢管支架，剩下槽钢框架部分则在墩顶安设转向滑车，用卷扬机放落到承台顶面拆除。
1.3.4滑升架组装、使用应注意的事项
滑升架的各部位的焊接要求牢固，不能点焊、漏焊或过焊烧伤，尤其是槽钢框架，对其主要受力部位需用d为20mm钢板补焊加强;与框架槽钢连接的支架管，需插人2「22槽钢的开孔后再焊接;下挂点2。m厚钢板开孔后要打磨圆滑，以免割伤钢丝头;提升所用的手拉葫芦要求用IOt长链葫芦，禁止使用螺纹钢筋做吊环，以防脆断造成危险;钢管支架的竖向钢管连接采用套管式，即用l为20。m内径为怀2mm的短钢管套住竖向钢管的接头后再焊接;钢管支架侧面需设置斜撑钢管交叉联结，剪刀架设置布局合理，以保证滑升架的整体稳定性;钢丝绳、手拉葫芦的上下挂点要牢靠;提升时尽量控制所有手拉葫芦同步同速;安全网应采用大孔稀疏性安全网，以减轻风力对滑升架稳定性的影响。
2模板的构造与使用
2.1模板的设计
墩身外侧翻转模板设计分为两类:(1)转角模板，其结构尺寸为150。m(l)又25。m(b)x25cm(占)X7cm(d)，转角半径尺一3cm，用在墩柱外侧的四个转角处，转角的设置是为保证模板拆除时不对转角处混凝土造成损伤;(2)普通的大块平面模板，主要为150cm只150cm、200cmXZOOem两种规格，运到工地后，拼成300em(h)X400cm(占)或300cmx45ocm(b)的大块模，以利于减少安装起吊次数，安拆方便省时。两类模板均采用63mmx63mmx
6mm角钢和d为smm钢板加工制作，钢板背后的角钢按35cm只35cm网格布置，模板拼装接缝设置了阴阳接头，以避免混凝土浇注时发生漏浆现象。
内侧翻转模板采用标准的建筑钢模，主要为150emX3Oem、150emX15em、150emXZOem三种规格，同理按外侧翻转模板高度拼装成大块后使用。
2.2模板的安装方法
模板安装均采用塔式起重机完成。施工墩身第1节(6m)时，按先内侧后外侧的顺序从下至上安装两层大块模板平面模板和转角模板，每层高h为
3m，即总高h为6m。施工墩身第2节(6m)时，同样按先内侧后外侧的顺序安装第3层模板，此时模板高度为gm，第3层模板安装完成后，再将第1层
模板拆除，翻至顶面作为第四层模板，此时模板顶面标高升至12m，模板总数仍为3层gm高，此时第2层模板处于最底部，不做拆除，起支撑固定上两层模板的作用。此后每浇注1节(6m)墩身硅，均将3层模板的下面两层模板向上翻转。内外模板的背向均附有「8槽钢组成的100cmX100cm的网格骨架，模板拼装时，采用小22圆钢制作的双头拉杆两侧对拉固定模板，圆钢拉杆用内径小25mm的PVC管套裹，拉杆可重复利用。内侧模板与外侧模板之间，则采用与墩身硷同标号与墩身壁厚同长度的硷预制方条支撑，以保证墩身硷结构尺寸。在操作平台上严禁堆叠重物，并经常检查滑升架挂点、起吊钢丝绳、手拉葫芦的安全性。
(4)模板起吊上翻时，稳起稳落，平衡就位，防止大幅度摆动和碰撞。模板拆除时应从上到下，按层次、顺序进行拆除，拆下的模板要堆放平稳，禁止堆叠压重造成变型。
(5)夜间施工必须保证照明光线充足，有些工作夜间不得施工，如提升滑架、起吊重型构件等。遇有大风、大雨、雷电、雪天及恶劣天气时，应停止施工。
3滑升架翻转模板施工工艺流程及破的浇注
3.1工艺流程:
钢筋接高绑扎~拆除最下层模板(3m)~清理模板、涂脱模剂~翻升、组拼模板~拆除倒数第二层模板(3m)~清理模板、涂脱模剂~翻升、组拼模板中线与标高测量检查~冲洗清理~灌注混凝土、养生~修补混凝土外观~提升滑架。如此循环直至达到墩柱设计高度。
3.2矽的浇注方法
墩身混凝土在拌和楼集中拌制，用硷运输车配合输送泵泵送至墩顶，每节(6mh)施工采取水平分层1次性连续灌注的方法，每层厚度控制在40cm
左右，用插人式振捣器振捣，要求振捣密实。输送硅的管道采用每节6m长的内径为争12.5mm、壁d为5mm的无缝钢管，随墩身的升高而逐步加高，底部与标准的输送泵管口对接。
4高墩施工注意事项及安全措施
(l)制定安全技术措施，上岗前组织所有参加高墩施工的技术员、施工员、工人学习安全操作知识，对其进行专门培训，并由专职安全员进行全面的安全技术交底。制定严密的操作规程，操作人员必须按规程作业。
(2)施工平台周围设置安全护栏，平台下面设封闭式安全网，上下层设爬梯，便于施工人员上下作业。派专人定期和不定期进行检查，人行道板上，应采取防滑措施。
(3)上、下层交替作业时，应防止掉落铁件、工具等。操作工具不用时，必须装在工具袋内，以防坠物
5滑升架翻转模板施工工艺的适用性、经济性、安全性分析
5.1常见的其他高墩施工工艺
目前，我国在高桥墩施工中，较多采用的是滑升模板、提升模板、滑升翻模和爬升模板的施工方法，其施工操作平台多与模板相连，设计安装在模板背向，随模板的提升而逐步升高，使用到的机具设备涉及到大吨位千斤顶、顶架、扒杆、中心塔吊等，其技术复杂，施工成本投人大，模板需经过特别设计，且在钢筋安装绑扎时多需用到劲性骨架以便定位，钢筋工人操作时安全防护条件差。也有少数高墩采用了钢管搭设落地脚手架配合普通模板的施工方法，此方法需用井式垂直提升架、小型缆索吊机或塔式起重机提升吊运模板及硷，但在40m以上高桥墩的施工中，这种传统的施工工艺也存在极大的缺陷:
(1)高支架容易失稳，存在安全隐患;(2)需要耗费大量的钢管及卡扣;(3)周围仍需要设置作业平台，施工过程中要不断的加高脚手架和增设施工作业平台，施工进度缓慢。
5.2滑升架翻转模板施工工艺的适用性
滑升架、翻转模板设计简单，加工制作容易，使用便捷。滑升架为钢筋和模板的安装提供了足够的作业空间和安全保障，翻转模板由150cm只150cm、250cmxZoocm普通平面模板适当拼装成大块后，再分层安装，既节省了工作时间，又解决了过大面积模板容易在使用过程中发生发生变形的问题，且拼装其坐标位置容易调整。
5.3滑升架翻转模板施工工艺的经济性
单支滑升架仅使用[22槽钢4.54t，小50mm钢管8.18t，lot手拉葫芦8个，对于14mxlom截面尺寸的超百米高墩而言，所用材料设备相当之少，且可利用废旧钢材进行加工。翻转模板多数为普通平面模板，在墩身使用之前可先利用在承台施工中，墩身使用后又可用在上部箱梁上，其利用率较高，不需再加工承台模板和整套的箱梁模板，做到了多用多循环。与高墩的其他施工工艺相比较，其成本投入减少很多。
5.4滑升架翻转模板施工工艺的安全性
滑升架外侧满布安全网，结构中设置了多层作业平台，施工人员进人滑升架后，相当于进人了封闭式结构，不会发生高空坠落现象。采用8个10t手拉葫芦进行提升，具有足够的安全系数，即使一到两个葫芦发生故障，亦不会产生安全问题。
6结束语
滑升架翻转模板施工工艺在新寨河特大桥10”主墩施工中应用，取得了良好的效果，每一个施工周期(6m高)仅用了sd时间，即保证了每天1.Zm高的施工进度。同时，也进一步证明了滑升架翻转模板施工工艺是适用的、经济的和安全的。该施工工艺可在连续刚构桥梁高墩、斜拉桥主塔、悬索桥主塔等施工中应用，也可在工厂的高烟囱、房屋建筑的独立柱施工中采用。(图略)

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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