滑框倒模技术在空心薄壁高墩中的应用
朱毓丽1,杨 利2
(1.福建交通职业技术学院,福建福州350007; 2.重庆交通科研设计院,重庆400067)
摘要:介绍了京福高速公路福建段上洋大桥空心薄壁高墩中采用的滑框倒模技术,该技术结合了滑模和翻模的优点,在保证工程施工进度、质量的同时,还较好地满足了墩身外观质量的要求.根据滑框倒模的施工特点和施工效果,对这一技术提出了其应用前景.
关 键 词:滑框倒模;高墩;施工工艺
中图分类号:U445. 4 文献标识码:A 文章编号:1001-716X(2007)02-0040-04
上洋大桥位于福建省洋中镇境内,起讫点桩号K 240 +956. 400 ~K 241 +179. 900,全桥总长223•50 m,桥高76 m.上部构造采用55 m+100 m+55 m双向(纵向和竖向)PC悬浇箱梁,下部构造采用薄壳箱形桥墩,承台及钻孔灌注桩群桩基础;重力式U形桥台,扩大基础.
上洋大桥的墩身为4. 5 m×6 m的空心薄壁墩,最高墩身为36. 2 m.根据工期的要求,要选用一种高效快速的墩身施工方法,采用的工艺又必须能确保墩身外表及内在的质量要求.根据以上要求并结合现时各类施工方法的优缺点及工程设备的新发展,设计出滑框倒模的施工图,拟定切实可行的施工方案,取得了良好的效果.
1 滑框倒模的组成
滑框倒模的组成有:平台、围圈、三角斜腿、模板、千斤顶、扒杆、吊架及围篮等(见图1).
1)平台:平台由I20a, I25a的槽钢组成,用连接板加固为一个框架式的结构,为爬升千斤顶的支力点,并提供施工平台.
2)围圈:用来加固模板框架和固定滑道,是墩身截面尺寸的有力保证.
3)三角斜腿:利用三角原理来加固模板,并确保施工平台的稳定性.
4)千斤顶:滑框倒模的主要动力,千斤顶与平台固结,爬升在杆件上,选用升降式千斤顶.
5)模板:选用600 mm×900(1 000, 1 118)mm的标准钢模板,由4层拼装而成,总模板高度为2. 4m.墩身内模根据实际施工条件及设计的变截面要求,采用木模和特制钢组成.
6)扒杆:固定在平台上,由电动卷扬机完成吊重,人工完成扒杆的转向,主要解决材料、设备、砼的提升问题.
7)吊架及围篮:主要提供工人拆模的操作平台,安全保护设备.
2 滑框倒模技术的特点
1)滑框倒模只对模板加固框架及施工平台进行提升,而模板保持不动,因而可以避免滑模施工中模板滑动时对砼表面的搓动、损伤以及浇筑振捣时产生漏浆,确保了砼表面质量.
2)滑框倒模的提升主要依靠外部的11根钢管,避免了滑模依靠墩内钢筋提升所产生的挠动,确保了砼内部的质量.
3)滑框倒模操作方便,只需要控制提升的平稳,无任何预埋设备,比爬模需大量精确的预埋件要方便得多,也降低了操作的难点,从而确保砼的质量.
4)滑框倒模采用小块模板,提升一定的高度后拆除底层模板装到顶层,这样就降低了工人的劳动强度,并且模板留有固定的孔加固模板,能确保立模板的精确施工.同时拆模与装模重复作业,能方便施工技术人员熟练快速进行高效率的作业.
5)滑框倒模一次浇筑砼高度可达60~120 cm,强度达到0. 2~0. 5 MPa即可提升脱模,施工速度快,有滑模的优点.同时,根据施工需要可以进行停模,不要昼夜施工,有翻模的优点.这就确保施工的速度可控性,降低工人劳动强度.
6)滑框倒模可以避免滑模预埋件施工只能埋PVC管道的缺点,可以在墩顶预埋部分只需要把预埋点的模板替换为木模.
7)施工时利用滑框倒模的工作平台,安装搭设0号块施工的托架,解决此桥的施工难点,可以安全有效地为后序工作做好充分的准备.
8)考虑到材料的周转使用,型钢采用整体长杆件,方便以后使用,提高经济收益.
3 施工工艺
3. 1 滑框倒模拼装
滑框倒模主要爬升在48的无缝钢管上,拼装前应确定钢管的支承位置,用高强度砼预埋钢板作为基础,防止沉降和钢管滑动,安装模板以前要准确放样,确保立模的准确性.
滑框倒模拼装采用先安装纵横梁,使其组成一个平面框架结构,同时要保证平台在同一个高程面上.安装千斤顶,围圈通过吊杆用螺栓连接在千斤顶上,其顺序为先内后外,先上后下.围圈安装完毕后进行三角斜撑的加固性安装,同时安装模板.接着进行围篮的安装和加固杆件的拼装,并且对支撑杆进行加固,支撑杆长度应互相错开.千斤顶及油路组装完成后必须做试压工作,确保千斤顶完好,安装后应垂直,并保持清洁.滑框倒模外框架组装后,进行一次试滑,检查框架的整体稳定性和液压设备的合理性.试滑后进行模板安装,按先下后上,先中间后两边的原则进行拼装.模板安装前,在滑道处要涂润滑剂,模板应涂脱模剂,安装完成后模板的下缘口进行封闭.
3. 2 模板安装
滑升框架操作控制台必须使液压千斤顶同时工作,提升工作平台,模板与框架间利用钢管相对滑移而使模板保持不动.框架提升应做到垂直、均衡一致,控制施工平面并确保各千斤顶的移动量一致.框架滑升30 cm后,即停止油泵工作,继续浇筑砼,使两次浇筑砼量达60 cm即一块模板高度.当底层模板露出后,即每提升60 cm后便进行脱模施工,脱模强度必须达到0. 2~0. 5 MPa,使用挂钩吊住模板,然后松开模板上面的螺丝,用力使模板向下滑移.脱模应从中间向两边施工,确保不损伤棱角部分.拆除的模板应及时清理除去模板内侧的砼,以免过硬并且涂抹脱模剂,然后从中间向两端进行模板安装.在此过程中各主要工序如钢筋绑扎、砼浇筑、中线水平、调整千斤顶升差、支撑杆加固等应同时穿插进行,使各道工序紧密连接,提高施工速度.内模施工采用提升模板的方式,每次利用上工作平台为动力进行提升模板.
3. 3 砼的施工
选择早强型、半干硬性砼,配合比应满足规范和设计要求,强度为C40.砼采用分层连续浇筑,每次浇筑厚度为30 cm.施工时应加强砼振捣,确保质量.砼施工的间歇进行钢筋的绑扎,模板的拆除、安装等工作.主要施工流程:滑框倒模的拼装→砼的浇筑→框架提升→钢筋绑扎和拆除底层模板→安装顶层模板→砼的浇筑.
3. 4 砼养生
由于桥墩构造的特殊性,对砼的养生造成一定困难.为了解决这一问题,在吊架下方用橡胶水管围墩身一圈并固定在吊架上,在水管上均匀打孔,出水孔的方向正对桥墩,随着桥墩的施工,利用橡胶水管及时洒水养生.洒水养生应掌握恰当的时间间隔,在养生期内保持砼表面湿润.
3. 5 墩身控制
除了滑框倒模拼装时要求严格对中外,在施工过程中也要求跟踪测量,随时检测墩身的垂直度,稍有偏移必须立即纠正,确保墩身的垂直度符合规范要求.
3. 6 墩顶部位的施工
上洋大桥墩顶有2 m实心部分,且要进行封底、预应力筋预埋件、0号块托架预埋等各道工序的施工.浇至距墩顶2 m时,拆除内模及空心墩内的钢管架等,利用施工平台的横梁吊起封顶砼的模板,一次浇筑60 cm,待砼达到70%的强度后解除吊装钢筋,完成封顶砼的施工.同时把预埋件所在位置处的模板替换成竹胶板将预埋件准确埋设入砼内,确保0号块施工方便和安全.考虑到预应力筋过长,在平台上搭设脚手架进行加固.待顶层砼浇注完毕并达到一定强度,拆除围圈、三角斜腿等底部构件,利用上平台和扒杆将预埋托架的设备起吊并安装加固.
3. 7 框架的拆除
当框架升到墩柱设计标高后,即停止浇筑砼, 12h后拆除围圈、三角斜腿等底部构件.完成预埋托架施工后,首先操作液压千斤顶使其不再受力,工作平台底面落到墩身砼顶上面,拆除平台设施.
4 施工效果
1)上洋大桥采用滑框倒模施工时平均每天进度达到3 m,最大速度4. 8 m,并且框架只需拼装一次,在高墩施工时进度带来的效益尤为明显.
2)采用此工艺施工砼坍落度小,分层浇筑且连续施工使墩身内实外美,接缝平顺,色泽柔和,墩身垂直度得到很好控制,各种指标满足要求.
3)减少了钢管架的投入,使相应人工的投入大大减少.
从滑框倒模的施工过程来看,此工艺结合滑模和翻模的施工优点,是一种综合的新型施工技术.滑框倒模的平台能够很好的保证墩身施工的安全性,并有足够的空间进行施工.同时滑框倒模可以保证墩身施工的质量,有效克服墩身施工的难点,在高墩施工中更为显著,具有较高的推广价值.
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