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滑模施工技术在薄壁墩中的应用
资讯类型:行业新闻 加入时间:2010年10月28日13:0
 

    滑模施工技术在薄壁墩中的应用
    尚辉
    (中铁六局集团太原铁路建设有限公司,山西太原030045)
    摘要:滑模施工技术在高桥墩施工中是一种高效、低廉的施工方法,具有施工进度快、生产成本低,施工质量优等特点。通过对薄壁墩混凝土浇注采用滑模施工方案的确定,介绍了滑模施工结构设计及其工艺流程,提出了滑模施工技术的要点,为类似工程施工提供参考。
    关键词:薄壁墩;滑模施工;滑模体
    中图分类号:TU755.2文献标志码:A


    1工程概况
    陵沁线分离立交桥位于山西省晋城市西北部东掩村东南方向,跨越陵沁三级公路和东掩沟。陵沁三级公路交通运输繁忙,远期规划为二级公路。东掩沟沟谷较深,由构造剥蚀和地表水侵蚀共同作用形成,相对高差40 m以上。
    工程项目上部结构为先简支后连续预应力混凝土组合箱梁,共31跨,结构组合为(5 m×5 m×30 m)+(6 m×30 m)(即分为6联,第1至第5联每联5跨,第6联6跨,跨径都为30 m)。下部结构采用薄壁空心墩、薄壁实心墩和双柱墩,0号桥台采用肋板台,31号桥台采用重力式桥台,薄壁墩最高墩身为47 m。下部结构共有36个薄壁墩,平均高度为35 m,工期为3个月。现场实际施工场地狭小,地形复杂,如果采用普通脚手架与钢模板施工,施工完成1个墩柱需要近1个月,投入大且工期难以保证。
    经过多方考察比较,项目部决定采用进度快、质量好的滑模施工方案,平均每天滑升5 m,7~8 d为一个周期,4套模架就可以满足工期要求。滑模从承台上面开始起滑,直至砼浇筑到盖梁底部后停滑。滑模施工中,在墩身外侧设置4根垂线,便于控制偏差。
    2结构设计
    滑模体采用液压调平内爬式,要满足强度、刚度及稳定性要求。同时,为了便于加工,提高复用率,整个模体设计为钢结构。滑模装置主要由面板、桁架、操作盘、提升架、支撑杆液压系统等部分组成。面板、桁架、操作盘、提升架等构件间均为焊接连接。
    2.1面板
    模板作为混凝土成型的模具,其质量(刚度、表面平整度)的好坏直接影响着脱模混凝土的成型及表观质量。为了保证质量,面板采用厚度为5 mm的钢板制作,用50 mm×5 mm的角钢作筋肋,模板高度为1.26 m。为了便于脱模,模板按一定锥度设计,上下口相差2 mm[1]。
    2.2桁架
    架主要用来支撑和加固模板,使其形成一个整体,根据水平测压力计算,桁架可采用矩形桁架梁(截面尺寸为100 cm×100 cm),桁架梁主筋采用100 mm×10 mm的角钢,主肋采用63 mm×6 mm的角钢,斜肋均采用50 mm×5 mm的角钢。桁架与模板的连接采用50 mm×5 mm的角钢焊接。
    2.3提升架
    提升架是滑模与混凝土之间的联系构件,主要用于支撑模板体、桁架、滑模工作盘,加固桁架梁,避免变形,并通过安装在其横梁上的千斤顶支撑在爬杆上,整个滑升荷载通过提升架传递给爬杆。爬杆采用直径为48 mm,管壁厚度为3.5 mm的焊管。根据施工常规设计,采用“F”型提升架。“F”型提升架主梁采用型号为18a的槽钢,高3 m,千斤顶底座为14 mm的钢板,筋板为10 mm的钢板。
    2.4工作盘
    作为滑模的主要受力构件之一和滑模施工的主要工作场地,工作盘中的各构件应有足够的强度和刚度。工作盘支撑在提升架的主体竖杆件上,并通过提升架与模板连接成一体,此结构对模板起着横向支撑作用。该工作盘采用桁架上平面代替,盘面采用厚度为50 mm的木板铺平,为防止坠物,盘面必须密实、平整并保持清洁。
    2.5辅助盘
    在工作盘下方2.5 m处悬挂一辅助盘,辅助盘采用50 mm×5 mm的角钢组成,宽0.7 m,用厚度为50 mm的木板铺密实,用直径为16 mm的钢筋悬挂于桁架梁和提升架下。以便施工人员进行以下工作项目:即时对混凝土表面进行洒水养护,即时修补混凝土表面缺陷、扒出埋件,以及随时检查脱模后的混凝土质量。
    2.6支撑杆
    支撑杆的上段要穿过液压千斤顶的通心孔,下段则要埋在混凝土内,承受整个滑模荷载,并代替一根竖向钢筋存留在混凝土内。在选用HM-100型液压千斤顶的同时,选用直径为48 mm,管壁厚度为3.5 mm的焊管作为支撑杆,经过计算,其承载力及稳定性符合要求。
    2.7液压系统
    液压系统由YKT-36型液压控制台,HM-100型液压千斤顶,以及油管和其他附件组成。组装前必须检查管路是否畅通,耐压是否符合要求,有无漏油等现象,若有异常,及时排除。
    2.8洒水管
    为使脱模的混凝土得到良好养护,在辅助盘上固定一周直径为50 mm的塑料管,在此管朝向混凝土壁面一侧打若干小孔,高压水管与此管用三通接头相通,向此管供水,对脱模混凝土面进行及时养护。
    3滑模施工工艺
    滑模施工工艺流程的步骤,按先后顺序依次是:混凝土下料、平仓振捣、滑升、钢筋绑扎,并循环往复。
    3.1混凝土下料
    采用混凝土罐车运输混凝土至现场,由容积为1 m3的料斗通过卷扬机提升至工作面,再通过溜槽入仓。
    3.2平仓振捣
    混凝土入仓后,由人工摊平,然后振捣,采用直径为70 mm的插入式振动棒捣固,每层混凝土厚度不大于30 cm,捣固的顺序为先四周后两边,相邻两个插入位置的距离不大于振动棒作业半径的1.5倍,防止漏捣、重捣和捣固过量。
    3.3滑模滑升
    混凝土初次浇筑和模体的初次滑升,严格按以下6个步骤进行:第一步,使用半骨料的混凝土或砂浆浇筑10 cm厚的第一层;第二步,按分层厚度不大于30 cm的要求浇筑第二层;第三步,厚度达到70 cm时,开始滑升3~6 cm,检查脱模混凝土凝固是否合适;第四步,第四层浇筑后滑升6 m;第五步,浇筑第五层又滑升12~15 cm;第六步,第六层浇筑后滑升20 cm,若无异常现象,便可进行正常浇筑和滑升[2]。混凝土浇筑采用分层对称浇筑,分层厚度不大于30 cm。
    滑模的初次滑升要缓慢进行。在此过程中有负载的情况下,对液压装置、模板结构以及有关设施做全面检查,及时处理发现的问题,一切正常后才能进行正常滑升。
    施工转入正常滑升时,应尽量保持连续作业,由专人观察脱模混凝土表面质量,以确定合适的滑升时间和滑升速度。在正常情况下,一般每日滑升3 m左右。
    混凝土浇筑前应做混凝土固身凝固试验,应控制其固身凝固时间为6~8 h,固身初凝时间为13~15 h。为保证混凝土顺利入仓,要求混凝土和易性、流动性好,入仓坍落度在16~18 cm。严格控制砼外加剂参量,避免砼胶状粘模事故。脱模的混凝土面应无流淌和拉裂现象,手按有硬的感觉并能压出1 mm左右的指印,能用抹子抹光。检查脱模混凝土面,若平整可不做抹光处理;若有缺陷,应立即进行混凝土表面修补,一般用抹子在混凝土表面用原浆压平。
    为使已脱模混凝土面具有适宜的硬化条件,防止发生裂缝,可采取以下养护措施:在辅助盘上设洒水管,或设养护模,或用养护剂对脱模混凝土面进行及时养护。
    3.4钢筋绑扎
    钢筋在加工区下料后,通过三轮车运输至墩下,用卷扬机吊升至工作面,直径分别为16 mm和28 mm的钢筋采用套筒连接,其余采用焊接或绑扎,采用塑料垫块保证钢筋保护层厚度,刚开盘时,钢筋首先绑扎高度1.5~2 m,等混凝土浇筑到第六层并开始正常滑升后,每次绑扎30~50 cm,并一直保持混凝土面与钢筋面30 cm的距离。
    4滑模施工要点
    4.1测量控制
    滑模的测量控制,采用悬挂重垂线的方式进行。在短边外模上口各设一根重垂线,以检测整个模体的偏移及扭转。利用千斤顶同步器进行水平控制,以确保整个模体垂直滑升。同时利用千斤顶的高差,进行模体微调纠偏,旋转或偏移较大时采用施加外力与调整局部千斤顶的高差进行纠偏。
    4.2停滑措施及施工缝处理
    滑模施工需连续进行,因结构需要或意外原因停滑时,应采取停滑措施,混凝土停止浇筑后,每隔15 min滑升1~2个行程,直至混凝土与模板不再粘结。由于停滑或施工工艺所需造成的施工缝,根据水工施工规范要求处理。
    4.3滑模施工中出现问题及处理
    滑模施工中常见的问题有以下几类,它们产生的主要原因和处理方法如下。
    1)滑模体倾斜的主要原因是千斤顶工作不同步、荷载不对称。应利用千斤顶高差自身纠偏或施加一定的外力给予纠偏。包括处理滑模体倾斜在内的所有纠偏,都不能操之过急,以免造成混凝土表面拉裂、死弯、滑模变形、爬杆弯曲等事故发生。滑模体平移、扭转等问题的处理方法与此类似。
    2)爬杆弯曲,产生的主要原因是纠偏过晚或纠偏过急。爬杆弯曲时,采用加焊钢筋或斜支撑;弯曲严重时,切断爬杆,重新接长后再与下部爬杆焊接,并加焊“人”字型斜支撑。
    3)模体变形,产生的主要原因是混凝土浇注不均匀、荷载不对称。对部分变形较小的模板,采用撑杆加压复原;变形严重时,将模板拆除修复。
    4)混凝土表观缺陷,产生的主要原因是滑升速度过快、混凝土拌和质量不稳定。采用局部立模,补上比原标号高一级的膨胀细骨料混凝土并用抹子抹平。
    在施工过程中务必要把好质量关,加强观测检查工作,确保运行状态良好,发现问题及时处理。综上所述,在薄壁墩施工中,应用滑模施工技术提高了施工生产效率,降低了施工成本,保证了施工质量,使工程施工工期缩短了半个月,体现了滑模施工技术在此类工程中的优势。
    参考文献:
    [1]尹基德.桥梁空心高墩液压爬模的设计与施工[J].城市道桥与防洪,1994(2):38-42.
    [2]交通部第一公路局.公路桥涵施工手册[S].北京:人民交通出版社,2000.
文章来自:滑模机械网
文章作者:信息一部
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