1. 组合钢模整体式施工方案
1.1 钢筋施工
墩身钢筋在钢筋加工车间集中加工,运输至现场绑扎。墩身竖向主筋一次到位,在系梁或承台砼浇筑前做好墩、台身钢筋的预埋,并采用型钢加固精确对位,在承台砼施工过程,随时加强观测并加以纠正,以确保位置的准确。同时在模板与钢筋之间设置塑料垫块,以满足保护层厚度。垫块错开布置,强度比墩身砼提高一级。
1.2 模板施工
墩台身模板采用厂制整体式钢模,以确保墩台身砼外观质量,在尽可能减少接缝要求下,根据墩柱高度均匀分层。整体式组合钢模及高墩柱(10m以上)模板报监理工程师批准。模板在工厂内特制胎架上加工,面板采用δ=5mm精抛光钢板,背带采用型钢骨架,块与块之间采用高强螺栓联结。
对墩台帽的突出部位,按设计图纸加工好倒角或削边,以便脱模。
模板安装前,在桩顶或承台上定出墩身位置,立模处进行凿毛,用水平仪测量后用与墩身同级配砼去石子后的砂浆找平,以使模板与承台密贴。
模板先在作业平台上组拼,板缝正直、平整密贴,墩身线型流畅,板缝错台控制在1mm之内。检查合格后,采用吊机吊装安装。模板安装完毕后,对其平面位置、顶部高程、节点联系、接缝、垂直度、纵横向稳定性进行检查。模板不得与脚手架联接。避免施工过程中引起模板位移、变形,模板拼缝处用止浆条密封。
1.3 混凝土浇筑
1)、墩台身砼统一由搅拌站集中供应,砼搅拌输送车运输,泵送或吊车入模。 2)、混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过150min。混凝土分层浇筑厚度不应超过规定值(见下表)。
项次 1 2 3 表面振动器 振捣方法 插入式振动器 附着式振动器 无筋或配筋稀疏时 配筋较密时
浇筑层厚度(mm) 300 300 250 150
3)、对混凝土表面操作应仔细周到,以使混凝土表面光滑,无水囊、气囊或蜂窝。 4)、在浇筑过程中,应控制混凝土的均匀性和密实性,不应出现露筋、空洞、错缝、夹渣等现象。在接缝处,防止混凝土振捣过程中出现漏浆。
5)、混凝土由高处落下的高度不得超过2m,超过2m时采用溜槽,避免发生离析。 6)、混凝土振捣
a、所有混凝土,一经浇筑应立即进行全面捣实,使之形成密实、均匀的整体。 b、振捣器的类型应选择每分钟不少于4500脉冲的频率振捣混凝土。
c、振捣器要垂直的插入混凝土内,并要插到前一层混凝土,以保证结合良好,插进深度一般为50~100mm。
d、振捣器插入混凝土或拔出时速度要慢,以免产生空洞。
e、混凝土振捣密实的一般标准是混凝土停止下沉,不冒气泡、泛浆,表面平坦。 7)、混凝土的养护
墩身砼浇筑完毕后立即覆盖,墩身拆模后采用塑料布包裹进行洒水养护,保持湿润,养护时间不小于7天。
2. 高墩滑模施工方案
2.1 施工特点
(1) 自动滑升。滑模是总结和吸收其它模板的施工经验,而形成的一种内外圈导向,液压顶升,整体快速自升结构的连续施工体系,设计适用、制造简单、施工方便,具有一般模板无法取代的优点。
(2) 滑模施工连续不间断、施工速度快,桥墩没有接缝,整体性好。
2.2 滑模结构及施工机具设备
滑模施工设备主要由模板结构、提升设备、配套设备三大部分组成,其中模板结构按滑模设计图加工制作。
(1) 滑升模板构造分为:顶架、辐射梁、内外围圈、模板、平台及吊栏。
① 顶架:顶架的作用是将模板重量及施工临时荷载传递到千斤顶上,并用以固定内外模板。顶架由上下横梁及立柱组成,轮廓尺寸按墩壁厚度、坡度、提升千斤顶的类型等因素决定,并能在辐射梁上滑动。
② 辐射梁及内外围圈:辐射梁为滑动模板的平面骨架,从模板中心向四周辐射,与顶架组合起来承受荷载,又作为施工操作平台。内外围圈是用来固定辐射梁两端的相对位置。
③ 模板:滑动模板用3mm 钢板制作,高度为1.20~1.50m,分为固定模板和活动模板。活动模板又有边板和心板之分。固定模板安装在顶架立柱上,而活动模板则依靠上下带悬挂在左右固定模板的带上。
④工作平台及吊栏:工作平台是供施工人员操作、存放零小工具及检分盘场所,系在辐射梁上安设本制盖板而成、吊栏设在顶架下面,供调节收坡螺丝杆、修补砼表面及养生等需要。
(2) 提升设备主要是液压控制台、滚珠式液压千斤顶。
(3) 配套的施工机具有砼搅拌机、钢筋加工机械、混凝土提升设备等。
(4) 滑模施工的检测设备有水准仪、经纬仪(有条件的可用激光铅直仪)及砼坍落仪、试模及砼、钢筋等强度检测仪器。
2.3 施工工艺
2.3.1 滑模组装与提升
① 拼装顺序:拼装按先内后外、先上后下的原则进行,具体步骤如下:
墩底截面几何中心就位~搭设临时安装平台~安装内外钢环及辐射梁一安装顶架一安装模板及调横系杆~安装顶具及油管路~铺设平台及步板~安装栏杆及安全网。
② 滑模检查及油路试压:模板在拼装过程中要随时检查及纠正,拼装完毕的滑模应符合规范要求。液压提升部分,要逐个检查千斤顶,并加压到10Mpa;半小时后无漏油情况,将软油管接头连接起来,加压至12MPa 不漏油,方能进行安装。接着主令控制台试运转,检查各压力表与元件性能是否良好,然后接近各级输油管路进行总试压,加压到10MPa 作4-5 次循环,再检查全部油路和千斤顶,更换不合检部件,认为全部合格后,方能安装顶杆。
③ 混凝土灌注与滑模提升:砼灌注前,先向模内铺设一层2~3cm 砂浆,砼入模时,向四周均匀对称散布,其表面应基本水平。上述工作做好后,即可灌注混凝土,整个桥墩灌注过程分为初灌滑开、正常滑升与未段滑升三个阶段(见桥墩施工流程图),无特殊情况,中途不得停止灌注,混凝土必须停止时,需每隔lh 左右提模2-3cm,以避免混凝土与模板粘结。
④、大桥桥墩水平与垂直度的观测与调整
a、桥墩水平度的测量与调整:水平度的测量采用标注法,即在提升之前,用水准仪在支撑杆上抄一水平线,用红油漆标注,调整各千斤顶与支撑杆等距离。
b、桥墩垂直度的观测与调整:垂直度的观测采用线坠与经纬仪(全站仪)相结合的办法,线坠重7.5 kg,吊绕在特制的滑轮上,随桥墩上升逐步下放线坠,每班应检查3次,观测其与定点的偏差,当出现垂直偏差时,其操作平台一般在位移方向出现水平高差,故向哪一侧倾斜,就升高哪一侧的千斤顶。
2.3.2 混凝土施工工艺
① 配合比设计与控制:优选水泥品种和干净的中砂及级配良好的粗骨料,有利于提高混凝土的和易性及墩身表面的平整度。施工所选用的混凝土配合比既要能满足设计强度的要求,并具有早强和良好易性的特点,能适应滑模施工的工艺要求,宜选用低塑性砼,陷度在2-4cm,水灰比为0.5-0.65,初凝时间控制在2h 左右。
② 气温影响下的施工控制:气温对滑模提升的施工影响很大,要使模板达到正常提升,既要保证砼不流淌,表面不拉裂,还要保证顶杆不失稳,截面不变形,整个滑模系统安全滑
升。为此,气温降低时,必须采取有力措施改善混凝土施工条件,严格控制滑模的施工速度。
a 缩短砼的中途运送时间,加快灌注速度。
b 温度偏低时采用高标号普通水泥,减小水灰比,同时适当延长提升时间,保证进在具有
0.2—0 4MPa 的强度时脱模。
c 改善混凝土养护条件,在墩外壁沿滑模一周用篷布围护,提高脱模的混凝土温度。 d 根据上述脱模条件,在一般的施工情况下,可根据气温确定滑升速度,以下是通过实践得出的温度与滑升速度的相关数据:
温度变化范围(℃) 每昼夜滑升高度(m) 5<t<10 3.0~3.3 10<t<20 4.2~4.5 20<t<25 4.8~5.1 25<t 5.6~6.0 ③ 修补与养生
砼脱模后,由于模板的接缝不平或提升拉裂等情况,砼表面可能出现凹凸不平或裂缝等缺陷,必须及时修补,用抹子抹平,或用同等级的混凝土浆补平压光,脱模后的混凝土,根据气温条件及时进行养护。
2.3.2施工控制与纠偏
滑模施工是一种快速连续的施工方法,在施工过程中要完成摄极收坡、截面变化、钢
筋绑扎、砼灌注等一系列工序,对各工序应严格按规范及工艺细则进行控制。 ① 标高控制
值班技术人员用水准仪在每根支承顶杆上,每隔1.2~1.5m 测定一次标高,形成一个控制用的等高面,由值班领工员再按一次提升300mm,在各顶杆上标出提升等高线,以此线为准决定提升次数和控制提升水平。当液压油顶不能同步,未达到同一水平时,按抄平数据进行油顶的个别调整,直至达到预定水平,误差控制在允许范围内。
② 墩身截面控制
墩身变截面及收坡,应根据墩县设计截面、坡度事先计算出桥墩各种高度的墩身截面尺寸和每提升300mm的内外收坡量进行交底,由收坡人员在顶推丝杆上标出累计收坡量,并进行操作,值班领工员负责校对检查、。
③ 墩身中心线及沿模平台控制
在滑模设备的几何中心线上选定适当的两点,各悬挂1 个10kg 的大锤球。按照所选定两点的位置投影到墩底截面上,在此面上设立两个固定的观察控制点(01、02点)。模板滑升以前,应检验两个悬挂锤球的投影点是否分别与两个观察点01、02相重合,值班技术员、测量工在每提升300mm 时观察一次,以此检查与控制墩身中线及滑模平台的扭转偏移。
a 桥墩平面扭角,
根据规范要求,滑模施工墩身平面扭角允许偏差α<2°,即控制点偏移值△X≤B/2tgα=0.01B(B 为01、02的距离),其纠扭方法为:将模板扭转方向一侧的千斤顶多提升一点,陆续纠正,或采用对角线提高千斤顶纠正扭转的方法。
b 桥墩侧向偏移
发现偏移超过20mm 应立即纠偏。其方法为使偏移一侧的模板,加大螺丝杆推力及液压千斤顶的提升量,有意使滑模向发生偏移的相反方向移动,纠编调整时、分成若干次进行逐渐调整,使模板各点相对高差不能太大,否则会造成用滑升阻力增加,拉裂一侧砼,甚至使墩身外形有明显弯曲,有损外形美观。
2.3.4 墩顶施工及其它
① 顶杆回收
模板滑升所用的顶杆在滑升结束后应及时回收,以利于多次倒用。但行程套管随模板上升时,可能由于进碴掉入洞内,致使预杆胶结,往往不能全部拔出,在滑模偏移值不大于《规范》允许情况下,顶杆回收率一般在90%以上。
2.4 质量控制及安全注意事项
(1) 滑模施工的质量控制主要是施工过程的工艺控制(在施工工艺已阐述),其质量因素主要为滑模结构控制及施工工序控制。
(2) 滑模结构控制
在滑模施工过程中,必须严格控制,如果处理不妥,可能造成偏、扭等现象,造成这些现象的原因有以下几点:
① 由于液压系统油路布置差异,各组油压千斤顶承重顶升荷载不尽相同,个别千斤顶失效或推力降低,行程差异纠正不及时的误差累计,顶杆拔空不承载及人为操作失误,都有可能造成顶升速度不一致、模板提升不均匀等,导致滑模偏扭事故的发生。
② 由于平台上堆放机具、材料偏载、操作人员站在一侧,滑模设备侧面水平风力作用,管线等悬挂物松紧偏拉等现象,也有可能造成楼板偏扭。
③ 用于起重设备提升枉的吊斗,装入检数量不宜太多,否则由于卸料时的惯性过大,对滑模平台的冲击,也有可能造成滑模偏扭。
④ 由于滑模设备安装内力影响,模板、顶架变形也有可能造成滑模偏扭。 故应加强模板滑升前后的检查工作,发现问题及时纠正。 (3) 滑模施工工序控制
滑模正常提升后,其提升与混凝土灌注捣固交错进行,中间穿插钢筋绑扎、模板收坡、调平与纠编、中线水平测量等各种作业,还与混凝土搅拌、运输、墩身抹面坟光、养生等工序配合,工序间配合十分紧密,妥善处理各工序间的衔接,正常掌握模板提升速度与混凝土凝固时间对提高施工质量、加快施工进度非常重要。并制定遇有大风暴雨及施工事故等原因而要停工时的处理措施。
(4) 安全注意事项
① 高墩滑升模板施工为高空作业,应遵照执行国标(GB608-83、GBS625-85)高空作业安全防护及安全网保护等措施。
② 滑升模板和操作平台应严格按照设计安装,平台四周设防护栏杆和安全网,平台搭设不得留空隙,施工区域下面必须设围栏。操作平台上不得多人聚集一侧。
③ 建立安全生产保护体系,设专职安全检查员,严格执行“三检制”,查隐患,查薄弱环节,查一切不安全因素,杜绝一切机械事故和人身伤亡事故的发生。
3. 高墩翻模法施工工艺
3.1 施工系统
施工系统由提升机构、模板系统、工作平台和安全设施组成。
①提升机构为吊车,负责模板及小型机具的提升等。混凝土输送采用汽车泵。 ②模板系统采用拉杆式钢模,由定型钢模、拉杆组成,依据施工图由钢模厂订做。要求在加工厂严格进行模板试拼,试拼分水平方向的试拼和垂直方向的试拼,尤其要注意模板第一次翻升后垂直方向的试拼,
③工作平台由模板外侧碗扣支架外延钢管搭设,其上铺设木板,形成工作平台。工作平台随墩身施工逐渐加高,主要提供人员工作和小型机具的操作平台,为模板安拆、钢筋安装提供作业空间。
墩身施工时,在墩身四周碗扣支架内部搭设步道,步道围绕墩身盘旋上升,采用5cm厚木板搭设,横向钉木条脚蹬,宽度为1.2m,两侧立杆上1.2m高处设钢管扶手,采用扣件与碗扣支架连接。 四角休息平台尺寸1.2m×1.2m,供人员中途休息,保证施工和检查人员上下行走安全便捷。
④安全设施由上部平台1.5m高围栏、四周密目网围挡、横向距地面4m及向上每升高10m位置各一道安全挂网等组成。
3.2 翻模模板制作、安装及翻升
① 模板高度选定
因墩身较高,综合考虑节段施工时间、机具长度及钢筋配料和减少施工缝数量等方面的因素,每套翻模模板设计分为3节,每节2m,共6m。施工时,每次翻升1节模板,浇筑混凝土2m。
② 模板构造设计
为保证混凝土外观质量,墩身模板采用拉杆式组合钢模板。钢模面板采用δ=6mm厚 Q235A钢板,边框采用∠100×100×12角钢,竖肋采用[10#槽钢,间隔392mm;横肋采用8mm扁钢,间距400mm,背楞采用2[16b槽钢,间距1100mm,对拉螺栓采用φ25mm高强螺栓,间距1060mm。四角螺栓采用M32螺栓,接缝采用企口式接缝,上口为母口,下口为子口。每块模板均设置吊环。
③ 模板翻升方法
翻模施工时,拆模后将模板向外移出再利用吊车向上翻升,并由人工配合。每次翻升保留最上一层模板,把最下一层模板拆开并移出,利用吊车将模板吊起,并放置于最上层模板相应位置上,进行模板组装并将其与下层模板连接固定。如此循环直至墩身封顶。
④ 墩帽模板安装方法
进行墩帽施工时,需提前考虑墩帽模板剪力销预留孔道位置。模板翻升至顶面距墩帽底面小于2.5m范围内(即小于1节模板高度+40cm工字钢高度+10cmPVC管高度)时,在该节模板内部适当位置设置通长PVC套管,拆模后插入圆柱销(剪力销),作为墩帽模板承重结构。
异型墩帽模板支撑系统采用φ8cm剪力销,剪力销安装在墩身预留孔道内,孔道由预埋φ10cm通长PVC管道产生。剪力销上部安装I40b工字钢框架,工字钢框架紧贴墩身布置,螺栓连接固定,支撑一节2米墩身模板,其上安放异型墩帽模板。
⑤ 模板定位
标高用水准仪、边线用全站。
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