薄壁空心墩柱外挂托架式翻模施工技术及质量控制

朱　彬

摘要:结合济邵高速公路逢石河特大桥的工程实践,本文从施工角度认真分析了薄壁空心墩柱外挂托架式翻模施工中的施工方案、施工工艺、控制方法、保障措施等具体做法

关键词:薄壁空心墩;翻模;施工工艺;质量控制

1 工程概况

济邵高速公路第十二合同段主体工程为逢石河特大桥,大桥所跨U型河谷,岸坡相对较缓,地势开阔,河漫滩明显,地面标高312.00～321.00m,地形坡角一般为5～15°,桥面与河床地面最大高差110m左右。大桥主桥上部结构采用66+5×120+66m预应力混凝土连续刚构。引桥采用11×40和8×40m预应力混凝土T梁先简支后连续结构。下部结构:主桥采用矩形空心薄壁墩,群桩基础,引桥6～10、19～21采用矩形薄壁墩,双排桩基础,其余桥墩均采用桩柱式桥墩,单排桩基础,桥台采用肋式台,桩基础。主桥空心墩柱砼设计为C50砼。

2 外挂托架式翻模施工技术

空心墩柱施工综合考虑其设计墩高、工程质量要求、工期要求、场地条件等多方面因素,并结合同类型工程经验,主桥空心墩采用外挂托架式翻模施工。

2.1 施工辅助设备

墩柱砼采用泵送,其他材料垂直运输采用QTZ5015型塔吊,施工人员上下采用SC200型施工电梯。

每套翻模模板分两节,每节高3m,循环阶段每次现浇混凝土高度为3m。外模板面采用δ=6mm钢板、L75×75角钢背肋、120槽钢背焊作为横带,内模板面采用δ=5mm钢板、L75×75角钢背肋、100槽钢背焊作为横带。设置外挂托架作为外工作平台,内工作平台采用钢管支架,内外平台工作高度为10m,固定于墩身内壁预埋件上,循环阶段每现浇两次混凝土提升固定一次。

2.2 施工工艺

工艺原理。翻模是以凝固的混凝土墩体为支承主体,通过附着于已完成的混凝土墩身上的下层模板支撑上层施工模板及平台,从而完成钢筋成型、模板就位和校正、混凝土浇筑等工作。

施工方法:

钢筋加工及安装。在承台混凝土施工时,预埋墩身钢筋。主筋的接长采用等强度直螺纹接头工艺施工,横向箍筋现场绑扎成型。

等强度直螺纹接头工艺是先利用套丝机在钢筋端部加工直螺纹,然后用连接套筒将两根钢筋对接。该工艺还有连接速度快、操作简便、可集中批量生产、质量保证率高等特点,同时无污染、无噪音、无辐射,对操作工人身体不会造成伤害。主筋下料长度根据模板高度和混凝土浇筑高度确定为6m,加工施工的钢筋端部必须调直,要求切口的断面与钢筋轴线垂直。模板的安装、拆除和工作平台的布置。每节内外模采用四块大块模板和四片转角模板共八片组成。墩身底部现浇段,内模斜倒角部分用组合钢模板拼装,其他部分采用定型大块钢模拼装而成。10米高度以内施工时采用汽车吊配合施工。模板在安装前必须进行试拼,模板接缝、错台、连接等方面可能出现的问题,提前解决。试拼完后应将模板集中摊平,进行打磨、除锈、涂刷脱模剂。模板安装前须用全站仪准确测设出墩身的内外立模边线,模板安装利用汽车吊(或塔吊)辅助完成。整套模板采用φ22圆钢作为拉筋,拉筋外套φ25的PVC塑料管以备混凝土施工完毕后拉筋抽出。内、外模板安装加固后,整体应有足够的刚度,在混凝土施工过程中做到稳固、不变形。拆除下层模板时先抽取模板拉筋,然后用在上层模板上用导链挂钢丝绳拉紧下层,随后拆除上下层模板联结螺栓,最后拆除、提升下层模板。外挂托架平台采用建筑脚手架管搭设,支承于钢托梁上,内模工作平台设置在内支架上,内外工作平台铺设6cm木板,围挂安全网,底层兜挂安全网。每浇筑6m,即两节模板循环一次,外挂托架提升一次,提升时采用4台10吨手动导链提升。在该操作步骤之前必须检测并确保该段墩身砼强度达到设计强度的75%以上。

墩身混凝土浇筑。钢筋、模板加工安装完毕经检验合格后,即可进行墩身混凝土的浇筑。采用泵送砼分层浇注至模板顶面,每次浇注一节段,浇筑连续进行。采用塔吊配合施工的墩柱,泵送管依附于塔吊的塔身上,采用长臂汽车吊配合施工的墩柱,泵送管依附于施工旋梯上。砼拌和应均匀,浇注层厚不宜大于40cm,在下层砼未凝固前浇注上层,振捣应附合规范要求,不能过振欠振而造成砼内在和外观质量的影响。墩身采用挂在内外模板上的环形喷水管洒水养生。

墩身预埋件的施工。墩身施工过程中,应注意预埋件的埋设:a.根据要求预埋排气孔和墩身施工预埋钢板;b.根据监测要求预埋墩身应力应变计和温度应变计;c.根据墩顶0#、块的施工方案,在墩顶段预埋托架梁的各种钢构件。

3 施工质量控制

3.1 墩身线型控制

影响高墩施工精度及其解决办法。该桥薄壁空心墩,墩身柔度大,在施工中受到日照引起的温差、风力、机械振动及施工偏载的影响,墩身的轴线可能发生弯曲和摆动,使墩身处于一种动态之中。在墩身施工中针对不同的情况采取相应的措施:

①环境温差。高温季节,在阳光的照射下,高墩的朝阳面和背阳面温差较大,墩身也因此产生不均匀膨胀,使其向背阳面弯曲,对墩身施工精度有影响,且随着温差的增大而增大、随着太阳方位的改变而改变。在施工中采用以下方法进行控制:a.喷水降温法:通过安装在内外模板结构上的环形喷水养生管,间断地向墩身喷水,在养护墩身的同时起到降低阴阳面温差的作用,从而使日照温差引起的墩身轴线偏位减少到最小。b.选择在日出前后测量墩身的高度和平面位置,以避免日照造成的墩身平面位置偏移和墩身高度的不均匀变化,造成测量定位的困难。具体方法为:在每天上午6:30左右,沿墩身横、纵方向两条中心线,在翻模下口精确安放水平尺,用全站仪进行测量,用此位置的日照偏差,作为待施工墩身部位模板的日照偏差,在模板中线调整中予以消除,以达到克服温差影响的目的。

②风力、机械振动和施工偏载。风力、机械振动和施工偏载对墩身轴线的影响是随机的、无序的。针对此特点,采取如下措施:a.采用刚度大的模板(面板为6mm钢板,筋板为∠75×75mm的角钢,并采用 [120的槽钢作为横带),以提高模板整体的抗弯、抗扭强度。b.在墩身砼浇筑时,混凝土应从四边均衡下料,以防止混凝土出现偏压。墩身轴线、高程测量控制:为了保证施工的连续性,确保高墩施工的轴线及垂直度和外观线形,在墩身施工控制测量中,采用高精度全站仪和经纬仪配合使用、相互校核的方案。在承台施工完毕后,采用全站仪在承台顶部放出空心墩纵横向轴线。墩身施工的过程中,用全站仪和经纬仪分别进行对点测量,全站仪对墩身轴线进行控制测量,经纬仪对墩身棱角边线进行监控测量。高墩施工中的高程控制采用长钢卷尺(100米钢卷尺)丈量法与三角高程控制法双控。在墩身下部1.5米左右位置处设置整米高程控制基准线,墩身高程控制测量时从该控制基准线丈量测量,同时用全站仪利用三角高程控制法进行复核,确保高程控制误差在规范允许范围之内。

3.2 墩身外观质量的保证措施

墩身外观质量主要是模板、砼浇注和施工工艺对结构物外表导致的随机出现的一些缺陷。

构造物表面质量通病的防治。主要有蜂窝、麻面、气泡、泛砂、砼色泽不一致等现象,保证措施如下:①砼配合比设计时在满足施工条件下,应尽量降低含砂率和水灰比。②砼应强制拌和,罐车运输,连续浇注,杜绝坍落度不稳定,送料不衔接和每车砼级配不均匀、投料造成离淅的现象出现。③经试验掌握振捣的尺寸,既不能过振形成表面泛砂、砼流泪的现象,也不能因欠振导致蜂窝、麻面。④必须分层浇注,层厚能满足振实要求,在前层未凝固前进行下层的浇注,夏天由于高温,砼内应掺入适量木钙粉,推迟砼的凝结时间。⑤尽量避免在高温时段浇注砼。如不可避免,应对钢模板采取降温措施。浇注过程洒落在钢模板上被烫干形成的“死灰”应随时清理干净。

结语

钢模板板块的采用,各项目要求不尽然一致,但应取消人工抬运支模的方法,同时模板的刚度也需满足能克服作业中的变形,根据经验,我们提倡采用模板3～4M分节,采用较大块整体板面,减少板缝,保证砼表面整洁美观。角模设计不宜过大,以便于拆除和清理。

一定要做实体浇注前的首件试验排演,以检查模板和浇注工艺的合理性。采取有效方法,消除分节段施工缝的痕迹,提高砼外观质量。施工控制、监测控制的内容和手段一定要保证墩身线型符合设计要求。

参考文献

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