探讨某大桥高墩翻模施工技术
1、翻模施工工艺
1.1前期准备工作
1.1.1模板调试
某大桥空心墩和十字墩采用翻模施工,共投入4套4.5m高的空心墩翻模。采用先施工空心墩,再施工十字墩的作业顺序,十字墩翻模利用空心墩翻模改造。翻模利用40t•m塔吊(C4010型)提升,4.5m宽翻模自重约4t。墩身上、下游同时施工。模板由定型钢模组成,内、外各4块。外模使用大块平面钢模,模板间用螺栓连接,内夹橡皮(或泡沫)以防漏浆。每60cm间距设对拉螺杆1道,螺杆采用φ22mm的圆钢车丝做成。模板外采用18槽钢作夹具以保证模板的整体性和牢固度。
安装模板前,首先在地面进行试拼装,检查模板的尺寸、平整度及接缝紧密程度,符合表1的要求后,再进行除渣除锈处理,并均匀涂上脱模剂叠放,以节省施工场地。
1.1.2塔吊安装
在墩底承台钢筋施工时,预埋塔吊钢筋。承台基坑回填前,接出塔吊基础骨架钢筋,然后浇筑完成塔吊基础,并预埋必要的塔吊固定件。此时塔吊基础与承台混凝土成为一个整体,保证塔吊在工作时的基底稳定。
墩身按4.5m每节向上翻模施工。第1、2两节墩身采用25t汽车吊做动力进行翻模施工,同时用汽车吊拼装40t•m塔吊,调试完毕后,从第3、4两节墩身开始,均使用40t•m塔吊进行墩身翻模施工。
1.1.3测量网点布设
(1)平面控制网主要利用业主或设计院提供的控制网,采用间接平差法,依地形地貌,考虑通视、地基稳固等条件,加密至必要的位置,作为施工测量的控制点。
(2)水准测量通过高差闭合后,根据工程的具体情况进行加密,加密点要满足闭合要求,施工过程中对相应的水准点要进行定期复测。
(3)承台模板安装及检查完成后,要及时对墩身预埋钢筋位置进行检测,以保证墩身预埋钢筋位置准确。承台混凝土浇筑完成后要及时对墩身预埋钢筋位置进行复测,以便钢筋位置因混凝土浇注扰动后能及时调整复位。
1.2墩身施工
1.2.1测量放样
(1)承台施工完成后,测量放样确定墩身内外结构控制线。模板安装完成后,及时观测、检查模板安装位置、几何尺寸、轴线偏位、垂直度等,直至调整到规范允许的范围内。
(2)对墩身位置的测量控制主要利用三角网采取坐标法进行检查控制。三角网加密控制点应设置在利于对高墩进行测量观测的地方。施工前根据设计图提供的桥墩中心坐标计算出墩身4个角点的坐标,然后根据计算出的坐标直接对模板安装进行检查控制,并辅以钢尺丈量、垂球对中进行安装复核。
(3)对高墩模板安装的测量控制采取过程监测、跟踪控制的方法进行,以减少施工难度,降低操作误差。
1.2.2钢筋制作及安装
墩身的钢筋长度每节9m,施工2节墩身后,钢筋接长1次。空心墩墩身竖向钢筋直径32mm,采用在主筋上切割直螺纹后用套筒连接。套筒内径32mm,外径48mm,长度为78mm。其他钢筋采取电弧搭接焊进行连接,箍筋及水平撑筋采取电弧点焊进行固定。
主筋下料及安装时,注意保证相邻钢筋的连接接头沿长度方向错开不小于120cm。根据墩身施工分节情况,主筋按9m下料,在承台施工预埋墩身钢筋时即错开120cm,保证主筋的连接及方便钢筋安装施工。
墩身主筋连接套筒为指定工厂加工的定型产品。在购进套筒时除及时索要产品合格证、出厂证外,还须根据规范要求进行必要的抗拉试验。试验室按300个套筒一批,每批3个的频率自检。套筒在运输及保管过程中,不得露天堆放,防止锈蚀和污染。
钢筋通过塔吊吊装就位。主筋进行套筒连接后,在一定高度用φ16mm螺纹钢先进行固定,并根据测量放样确定的控制点、控制线检查调整钢筋位置,然后再进行箍筋及水平筋的安装。箍筋及水平筋通过点焊固定在主筋上。
由于本桥墩身较高,塔吊在作业时会产生较大扭矩和震动。因此,在墩身钢筋施工时按每20m埋设塔吊附强预埋件1道,并和主筋焊接在一起,共同受力以增加塔吊的稳定性。
1.2.3翻模施工
翻模基本结构包括作业平台和内、外模板。巷子口大桥65m高墩采用的翻模结构工作原理是:将工作平台支撑于围绕模板搭设的脚手架上,通过塔吊用钢丝绳提升模板,施工人员在工作平台上进行模板的拆卸、提升、安装,钢筋绑扎,混凝土的浇注、捣固,吊架移位和中线控制等。内、外模板各设2层,循环交替翻升。当第3节墩身钢筋制作及安装完成后,拆除第1节墩身模板逐块上翻拼装完成后即为第3节墩身模板。操作时按先内侧后外侧,先平面后倒角的顺序逐块提升模板。模板按60cm一层安装18加强槽钢。提升工作平台,拆卸并提升第1层模板至第2层上方,安装、校正后,浇注混凝土,周而复始,随着各节段混凝土的浇筑,模板不断上翻,直至完成整个墩身的施工,施工过程见图1。
图1高墩翻模施工过程示意图
安装模板时,先清除模板范围内的灰尘、浮渣等杂物,再根据放样的墩身边线和“十”字控制丝确定模板位置。为防止在混凝土浇筑过程中出现漏浆现象,在模板间的连接处夹1层厚度为3mm的橡皮垫,模板安装后混凝土浇筑前,模板底角用砂浆堵塞。待混凝土强度达到15MPa后拆除模板,先拆除模板连接螺栓,然后逐块拆除上翻。
由于墩身较高,模板要进行整体加固,防止在浇筑过程中模板顶面偏位。采取打地锚并以φ10mm圆钢作缆风来纠偏。
墩身第3节施工时安装施工平台,在进行钢筋安装时同时安装托架预埋件。施工托架采用10槽钢加工成型,墩身宽面安装3个托架,窄面安装1个托架,平台托架通过固定端的卡头与焊接在预埋件上的卡套连接固定。托架安装固定后,铺设径向分布的10槽钢,然后铺设1层工作面板,作为施工平台,托架外围安装高1.2m的防护栏,以保证施工安全。
在进行下一节墩身施工时,利用塔吊分步提升安装托架和工作平台。注意墩身翻模施工时每片翻模平台荷载不超过20KN,钢筋吊装时应放置于已成形混凝土上。
1.2.4混凝土浇筑及养生
墩身混凝土标号为C30。本桥采用中(粗)砂(黄砂)、1～3cm碎石、华新P.O42.5级水泥及荆州FUN-1泵送剂。配合比为:水泥∶砂∶碎石∶水∶外加剂=409∶724∶1087∶180∶1.636,其中水灰比为0.44,砂率为0.4。
墩身根据墩身高度分节浇筑,除最后1节墩身外,每次浇筑高度定为4.5m。采用泵送混凝土。每节空心墩墩身需混凝土31.5m3(十字墩需混凝土41.433m3)。墩身混凝土掺入早强剂以加快节段施工进度。
混凝土用输送泵泵送到搭设好的脚手架平台上的料斗后,通过混凝土导向筒进入浇筑仓内。入仓口设胶软管,混凝土落差不大于2m。每次混凝土浇筑前,铺1层1cm厚的1∶2水泥砂浆以保证新老混凝土接缝中有充足的灰浆。混凝土分层浇注、分层振捣,每层振捣厚度不超过30cm。注意混凝土浇注时振动泵棒头不要触及模板和钢筋,振动泵棒头离模板和钢筋的距离不得小于10cm。进行上一层混凝土浇注时,振动泵棒头一定要插入下一层混凝土内10cm以上进行振捣。
混凝土养生采取洒水养生的方法。混凝土初凝后开始养生,直至拆模前均采取洒水养生的方式养护。当气温低于5℃时,混凝土浇筑后要进行覆盖,并配以碘钨灯加温,加速混凝土的初凝时间。拆模后进行包裹,直至7d养生期结束。
1.3施工工艺流程
高墩翻模施工工艺流程:施工准备→组装翻模→安装塔吊→钢筋加工与安装→浇筑混凝土→提升工作平台→模板翻升→施工至墩顶→拆除模板→拆除平台→拆除塔吊。模板翻升、钢筋加工与安装、混凝土浇筑和工作平台提升等项工作是循环进行的,直至墩顶。其间穿插模板对中调平、混凝土养生及埋设预埋件等工作。
2、翻模施工的特点
本桥主筋制作及安装采取在主筋上切割直螺纹后用套筒连接的方法施工,加快了钢筋制作及安装的速度。矩形空心截面桥墩共有φ32mm螺纹钢102根,如果采用电弧搭接焊进行连接,不仅劳动强度大并且长时间在高空作业容易引发安全事故,施工进度也迟缓。采用在主筋上切割直螺纹后用套筒连接的方式施工后,1d内可安装完1节4.5m的墩身钢筋,节省了施工时间,加快了施工进度。
以塔吊作动力进行翻模施工,具有设备投入少,操作简单等优点。每个墩左、右幅墩身共用1台塔吊,每天可浇混凝土1次(4.5m墩身1节),确保了设备使用率。
针对墩身分节施工会留下工作缝和错台的问题,采取装模前限位,装模后及时观测调整模板安装位置、几何尺寸、轴线偏位、垂直度,检查墩身4个角点的坐标,混凝土浇筑后采取跟踪控制的方法进行测量控制,确保了墩身满足表2中的各项要求。
3、结语
综上所述，通过对某大桥高墩施工的经验总结,得出了一套主筋采取切割直螺纹后用套筒连接、以塔吊作动力进行翻模施工、用跟踪控制的方法进行测量控制的施工体系。在确保施工质量的同时,兼顾了施工进度和合理地使用机械,减少了工程投入。
参考文献：
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[2]邹玉生.翻模法施工桥梁薄壁墩的竖直度控制[J].山西建筑,2009,(05).
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