滑模工艺在薄壁高墩施工中的应用

2011-08-15李峰

山西建筑 2011年22期

李峰

1 工程概况

忻保高速公路LJ3合同段龙须沟1号大桥主墩设计4个双薄壁空心墩，上部结构为30 m连续箱梁。主墩6号、7号、8号、9号墩身高度分别为52 m，54 m，52 m，50 m，经过综合比较薄壁墩墩身采用滑模施工，墩身的外模平面尺寸均为长×宽=7.0 m×2.5 m;内模平面尺寸均为长×宽=5.4 m×1.5 m。

2 滑模施工优点

1)施工进度快。滑模日平均滑升3.0 m左右，在工期紧张的情况下，为后续悬灌梁施工节约了时间。2)质量控制较好。滑模施工不但解决了翻模施工难以解决的施工缝、外观质量及表面平整度等问题，而且更好地控制了空心墩的竖直度，保证结构整体性。3)施工成本低。由于滑模模体结构简单、材料投入少、消耗少，配套设备可以与其他墩台施工共用，设备利用率高，相对于翻模施工，投入的成本大大降低。4)施工安全性高。由于滑模施工有封闭的操作平台，作业空间宽畅，可有效的保证施工人员的安全。

3 滑模施工前准备工作

3.1 滑升模板

滑升模板主要由模板、围圈、支撑杆、千斤顶、顶架、操作平台和吊架等构成，支撑杆和提升设备承受施工全部荷载。

1)模板。固定在围圈上，沿着所施工的墩身混凝土结构截面的周围组配，并随着混凝土的浇筑由千斤顶向上滑升。2)围圈。在模板的外侧，按墩身断面形状上下各设置一道闭合围圈，其间距为1 000 mm，上围圈距模板上口的距离为50 mm，围圈具有一定的强度和刚度，围圈支承在千斤顶架的立柱上。3)支撑杆。支撑杆采用直径48 mm、壁厚3.5 mm的圆管制作，一端埋置于墩身混凝土中，一端穿千斤顶的心孔，作为千斤顶的支承杆承受施工过程中的全部荷载。4)液压千斤顶。滑模用千斤顶型号为QYD-100型，承受全部荷载。5)顶架。千斤顶架悬挂在液压千斤顶上，用以固定围圈和保持围圈的几何形状，承受整个模板和操作平台的全部荷载，并传递给支承杆，随千斤顶向上滑升。6)操作平台。供施工人员在上面操作之用，支承在围圈上，由桁架、铺板组成，在其外侧设置防护栏杆及安全网。7)吊架。吊架悬挂在围圈上，主要用于检查混凝土的质量、检修模板、混凝土表面修饰和洒水养护等工作。

3.2 忻保高速公路LJ3合同段龙须沟1号大桥桥墩的滑模设计

空心薄壁桥墩的滑模采用12 m×4.5 m矩形桁架梁作为模板的围圈。

桁架梁主梁采用∠80×8角钢，腹杆采用∠63×6角钢。

模板采用δ=6 mm钢板，模板高度为1.5 m。

顶架采用“F”型提升架，“F”型提升架主梁采用［20a槽钢，高度为1.5 m。

提升动力:空心薄壁桥墩采用8个QYD-100型穿心式千斤顶，外模用4个千斤顶，内模用4个千斤顶。

支承杆采用直径48 mm、壁厚3.5 mm的圆管，由于支承杆占用一根竖向钢筋的位置，在施工中每一根支承杆替代一根Φ32竖筋。

为了便于混凝土脱模后进行混凝土养护及缺陷修补，在桁架梁下端吊挂一辅助平台，平台采用∠63×6角钢，辅助平台80 cm宽，铺δ=5 cm木板，利用Ф20钢筋每隔2 m悬挂在桁梁上，外侧焊接围栏，以确保施工人员的安全。

3.3 滑模制作组装

1)滑模的调试:滑模按设计制作后进行组装调试。2)千斤顶进行试验并编组。a.耐压:加压120 kg/cm2，5 min不渗不漏;b.空载爬升:调整行程30 mm;c.负荷爬升:记录加荷5 t时支撑杆压痕和行程大小，将行程相近的编为一组。3)滑模调试:滑模组装检查合格后安装千斤顶、液压系统，插入爬杆并进行加固，然后进行试滑升3个～5个行程，对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查，发现问题及时解决，确保施工顺利进行。4)测量放线:待承台底面冲洗干净、墩身范围凿毛处理后，达到组装条件时，进行测量放线工作，准确放出设计边线和十字中心线。5)滑模组装:完成墩身钢筋绑扎后，根据测量班放出的边线和中心线进行整体组装。组装完毕进行验收后，安装爬杆、千斤顶。

3.4 滑模施工要求

模体组装调试就位后，严格按照设计图纸进行钢筋绑扎、连接、搭接及滚压直螺纹套筒连接要符合设计规范要求。滑升施工中，混凝土浇筑后必须露出最上面一层横筋，钢筋绑扎间距符合要求，上下层之间接头要错开。竖筋间距按设计布置，相邻钢筋的接头要错开，同时控制好钢筋保护层厚度。爬杆在同一水平内接头不超过1/4，因此第一套爬杆要有4种以上长度规格(2.5 m，3.0 m，3.5 m，4.0 m)，错开布置，正常滑升时，每根爬杆长 3.0 m，要求平整无锈蚀，当千斤顶滑升距爬杆顶端小于35 cm时，应接长爬杆，接头对齐，不平处用角磨机找平，爬杆同环筋相连焊接加固。

4 施工工艺

4.1 混凝土浇筑

滑模施工按以下顺序进行:下料→平仓振捣→钢筋绑扎→滑升→下料。滑模滑升要求对称均匀下料，滑模混凝土要求坍落度为14 cm～16 cm，正常施工按30 cm分层进行，采用插入式振捣器振捣，避免直接振动爬杆及模板，振捣器插入深度不得超过下层混凝土内50 mm，模板滑升时停止振捣。模板初次滑升要缓慢进行，并在此过程中对提升系统、液压控制系统、盘面及模板变形情况进行全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常浇筑和滑升。

4.2 模板滑升

施工进入正常浇筑和滑升时，保持连续施工，并设专人观察和分析混凝土表面情况，根据现场条件确定合理的滑升速度。滑升过程中有专人检查千斤顶的情况，观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常，检查滑模中心线及操作盘的水平度。

4.3 表面修整及养护

表面修整是关系到墩身外观的工序，当混凝土脱模后，须立即进行此项工作。现场采用抹子在混凝土表面作原浆压平或修补，如表面平整亦可不做修整。为使已浇筑的混凝土具有适宜的硬化条件，减少裂缝，在辅助盘上设洒水管对混凝土进行养护。

4.4 停滑措施及施工缝处理

滑模施工要连续进行，意外停滑时将采取“停滑措施”，混凝土停止浇筑后，每隔0.5 h～1 h滑升1个～2个行程，直到混凝土与模板不再粘结。由于停工造成施工缝，根据施工规范要求，预先作施工缝处理，然后在复工前将混凝土表面残渣除掉，用水冲净，先浇一层水泥砂浆，然后再浇筑混凝土。

4.5 滑模控制

滑模中线控制:为保证结构中心不发生偏移，利用桁架梁在外模外侧固定4根垂线进行竖直度控制，同时也保证其他部位的测量要求。滑模水平控制:1)利用千斤顶的同步器进行水平控制;2)利用水平尺进行水平检查。

5 安全保证措施

1)滑模工程施工前，根据工程结构和施工特点以及施工环境、气候等条件编制滑模施工安全措施。2)滑模工程施工负责人必须对管辖范围内安全全面负责，组织编制滑模工程的安全保证措施，进行安全交底及处理施工中的安全问题。3)滑模施工中应经常收听气象信息，遇到雷雨、六级及六级以上大风时，必须停止施工。停工前做好停滑措施，操作平台上人员撤离，应对设备、机具、零件材料、可移动的铺板等进行整理、固定并做好防护，全部人员撤离后立即切断通向操作平台的供电电源。4)制作滑模操作平台及相关系统的材料应有合格证，并保证材料质量合格。5)滑模施工中的防雷装置，应符合《建筑物防雷设计规范》的要求。6)施工现场设置专用上下人梯，方便现场相关人员上下滑模平台进行工作，并安装扶手，设置安全警示标志，杜绝人员坠落事故发生。操作平台上应设置足够数量的灭火器以及其他的消防设施;操作平台上不应存放易燃、易爆物品。7)任何机械操作人员要经过培训才能上岗，并指定专人统一指挥。