50m以上變截面空心薄壁高墩翻模施工工法

50m以上變截面空心薄壁高墩翻模施工工法1.前言空心薄壁高墩一般應(yīng)用于跨越大的溝壑、山谷河流等，隨著我國公路建設(shè)的不斷推進(jìn)與完善，“要致富先修路”，越來越多的偏遠(yuǎn)山區(qū)開始著手本地區(qū)的公路建設(shè)。地處陜西黃土高原與關(guān)中平原的渭北地區(qū)的公路建設(shè)也面臨這樣的大環(huán)境，跨越大山溝壑、山谷的過程中不可避免地涉及到高墩的設(shè)計與施工。XX有限公司通過對在施的XX公路建設(shè)工程項目中XX大橋采用的變截面空心薄壁高墩研究而形成的本工法。2．工法特點2.1外模依據(jù)柱墩的尺寸，然后經(jīng)過計算設(shè)計優(yōu)化得出采用共三節(jié)每節(jié)2.25m的定型鋼模板，只需要拼裝三塊模板，節(jié)省了每節(jié)澆筑混凝土的工期，并且有效地保障了混凝土的美觀性和垂直度。2.2根據(jù)定制模板尺寸，每次澆筑混凝土高度為兩塊模板高度即4.5m，且鋼筋原材9m長，與4.5m澆筑段配合較為合理，可減少鋼筋原材的浪費。2.3模板每兩個墩共用一套節(jié)約了成本且不因模板短缺而影響施工進(jìn)度。2.4外模和內(nèi)模采用φ20精軋帶絲鋼拉桿，使內(nèi)外模形成一個整體。安全和垂直度調(diào)整上得到保證。外模與防護(hù)欄桿通過高強螺栓和預(yù)留孔配套連接，既美觀又安全。2.5墩身采用混凝土養(yǎng)護(hù)液配合環(huán)向噴淋養(yǎng)護(hù)。在混凝土強度保障的前提下減少了水資源的浪費且為現(xiàn)場施工人員提供了舒適的工作環(huán)境。3適用范圍本工法可適用于公路、鐵路橋梁施工中，橋墩高度較高，有類似空心薄壁墩的工程。4.工藝原理翻模施工是由三節(jié)2.25米的外鋼模和內(nèi)木模、外側(cè)工作平臺、塔吊、電動手葫蘆及內(nèi)側(cè)防墜落平臺協(xié)同組成的成套模板。施工時第一節(jié)模板立在墩身基礎(chǔ)上，第二節(jié)及第三節(jié)模板一次立在第一節(jié)、第二節(jié)模板上。除墩頂部位外每次澆筑4.5m，待同條件試塊達(dá)到拆模時不影響混凝土外觀質(zhì)量時用塔吊拆除第一節(jié)和第二節(jié)模板、鑿毛混凝土上表面、處理掉浮漿及松散的石子并及時修補養(yǎng)護(hù)。然后鋼筋工利用第三節(jié)模板的工作平臺綁扎鋼筋，鋼筋綁扎完畢并報驗合格后把拆下來的第一、二節(jié)模板依次立在第三節(jié)模板上、加固并通過全站儀定位校正垂直度，水準(zhǔn)儀控制高程。模板校正完畢后報驗并澆筑混凝土。以此類推直至薄壁空心墩封頂。圖4-1模板立面示意圖（單位：m）5.工藝流程及操作要點5.1工藝流程鋼筋檢驗合格第1、2節(jié)鋼筋安裝鋼筋檢驗合格第1、2節(jié)鋼筋安裝模板垂直度、標(biāo)高校正并檢驗合格第模板垂直度、標(biāo)高校正并檢驗合格第1、2節(jié)模板安裝加固砼養(yǎng)護(hù)并鑿毛第砼養(yǎng)護(hù)并鑿毛第1、2節(jié)砼澆筑模板檢修及保養(yǎng)第1節(jié)拆模模板檢修及保養(yǎng)第1節(jié)拆模鋼筋檢驗合格第3、4節(jié)鋼筋安裝鋼筋檢驗合格第3、4節(jié)鋼筋安裝模板垂直度、標(biāo)高校正并檢驗合格第模板垂直度、標(biāo)高校正并檢驗合格第3、4節(jié)模板安裝加固第3、4節(jié)砼澆筑砼養(yǎng)護(hù)并鑿毛第3、4節(jié)砼澆筑砼養(yǎng)護(hù)并鑿毛模板檢修及保養(yǎng)第2、3節(jié)拆模模板檢修及保養(yǎng)第2、3節(jié)拆模墩柱封頂墩頂變截面施工循環(huán)施工墩柱封頂墩頂變截面施工循環(huán)施工圖5.1-1工藝流程圖5.2操作要點5.2.1模板的設(shè)計及加工1.模板的材料要求：模板采用厚度為h=6mm的優(yōu)質(zhì)Q235鋼材，縱橫肋采用[10槽鋼，邊肋采用∠100×100×10的角鋼制作，模板之間連接采用M18×50螺栓，對拉螺桿采用∮=20精軋螺紋鋼帶絲。墊片采用120mm×120mm×10mm鋼板，螺帽采用M20高強錨具。2.模板加工所應(yīng)滿足的質(zhì)量及外觀要求1）焊縫要求:所有倒角圓弧處拼接縫必須滿焊。且焊縫平整光滑，無錯臺。焊接完畢后必須打磨試拼。質(zhì)量要求：表面平整度、拼縫及錯臺必須控制在2mm范圍之內(nèi)。2）拼接要求：外觀美觀平整，尤其是圓弧處拼接。質(zhì)量要求:模板錯臺及拼縫寬度控制在2mm之內(nèi)。3）每塊模板均應(yīng)設(shè)置80cm寬的施工平臺，利用∠60×60×10的角鋼作為支架與模板用高強螺栓相連。工作平臺上用φ16的通常鋼筋間距30公分一道焊接在平臺支架上，平臺四周設(shè)置1m高防護(hù)欄桿并掛防護(hù)網(wǎng)。平臺可作為卸料、小型工具及施工平臺?，F(xiàn)以7、8、9號墩尺寸為例，合模后截面圖、立面圖如下。圖5.2.1-1立面圖（單位：m）圖5.2.1-2截面圖（單位：m）5.2.2立模前的準(zhǔn)備工作1.首先項目部技術(shù)總工牽頭組織項目部、勞務(wù)隊技術(shù)人員及作業(yè)班組長，邀請駐地辦技術(shù)人員對模板拼裝進(jìn)行技術(shù)交底。并按要求做好安全防護(hù)網(wǎng)。2.在現(xiàn)場技術(shù)人員的指導(dǎo)下組織模板試拼裝，檢查模板拼裝完畢后是否存在錯臺、毛糙、平整度不符合要求等。并根據(jù)現(xiàn)場情況當(dāng)場對模板進(jìn)行效驗調(diào)整，直至滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。3.立模前對模板進(jìn)行最后的除銹打磨，最后刷上專業(yè)的脫模劑。4.測量人員根據(jù)圖紙放出空心墩四角坐標(biāo)，并測出每節(jié)的標(biāo)高以備隨時通過澆筑模數(shù)復(fù)核墩柱高程，防止因為偶爾的測量錯誤導(dǎo)致最終的錯誤。5.工人模板拼裝完畢加固后再次放樣墩柱四角坐標(biāo)，直至調(diào)整到1.5cm之內(nèi)方可驗?zāi)＜皥髾z和澆筑工作。5.2.3鋼筋制作在承臺混凝土施工時，預(yù)埋墩身鋼筋。主筋的接長采用直螺紋接頭機械連接，主筋的套絲時均符合規(guī)范要求，水平箍筋梅花綁扎成型定尺鋼筋使用9米，因為4.5米高的澆筑段與之配合比較合理。鋼筋安裝完畢進(jìn)行自檢，主筋間距、數(shù)量、箍筋間距、數(shù)量，骨架寬度、長度等進(jìn)行詳細(xì)檢測并做好隱蔽工程驗收記錄。自檢合格后報監(jiān)理工程師認(rèn)可同意后進(jìn)行模板拼裝。5.2.4模板的安裝實心段混凝土澆筑完成后，待混凝土達(dá)到可拆模強度，綁扎上段墩身的鋼筋。鋼筋安裝完畢后，拆除除實心段頂節(jié)之外的模板，將拆除的模板翻至實心段以上進(jìn)行上段模板安裝，用螺栓將上下模板連接在一起。保持內(nèi)模與外模平齊，調(diào)整模板至準(zhǔn)確位置，安裝、緊固對穿拉桿，安裝完成后全站儀進(jìn)行打點測量，使得誤差范圍在規(guī)范允許之內(nèi)。其余工作同首節(jié)墩身施工。5.2.5模板的翻轉(zhuǎn)安裝澆筑段混凝土達(dá)到15MPa后，可拆除除頂節(jié)之外的兩塊模板。先抽出拉桿，然后卸除模板的連接螺栓，將模板向外拉出。高空作業(yè)時，要預(yù)先用倒鏈將模板吊在上面的模板上，并拉緊，防止模板突然脫落。待外模完全與混凝土脫開后，用塔吊微微吊起外模，修補刷油，待用。待上節(jié)鋼筋安裝完畢，用塔吊將模板吊起，進(jìn)行安裝。安裝方法同前。模板垂直度控制：采用全站儀進(jìn)行施工放樣和檢測，混凝土澆筑之前對模板四角進(jìn)行坐標(biāo)放樣，若有偏差，調(diào)整之。5.2.6混凝土澆筑本工程混凝土為商品混凝土，根據(jù)設(shè)計要求確定混凝土型號、塌落度以及配合比，通知商混站進(jìn)行混凝土的制拌以及運輸，澆筑前確定交通舒暢，保證混凝土的及時供給。40m高以下使用天泵泵送澆筑混凝土，超過40m用塔吊吊裝料斗進(jìn)行澆筑。鋼筋、模板加工安裝完成后，監(jiān)理工程師檢驗合格后，申請澆筑令，即可進(jìn)行墩身砼的澆筑。澆筑應(yīng)分層澆筑并且連續(xù)進(jìn)行。澆筑層厚宜30-50cm，澆筑上層時振動棒應(yīng)插入下層10cm，振搗時快插慢拔，振動棒左右搖動，待混凝土停止沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿時停止振搗。振動過程中，避免碰撞鋼筋模板?；炷琉B(yǎng)護(hù)：采用涂養(yǎng)護(hù)劑以及包裹塑料薄膜對混凝土養(yǎng)護(hù)。6材料與設(shè)備6.1材料6.1.1所需材料見表6-1表6-1材料表序號材料名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1外側(cè)模板特殊設(shè)計一模2.25m高套3定型鋼模，厚度100mm。2內(nèi)側(cè)模板1.22×2.44×1.5套3木模板3鋼管Φ48mm×3mmm1000配相應(yīng)數(shù)量扣件4密木網(wǎng)㎡10005木板50mm厚m3006方木100m×100×4mm100頂板混凝土的底模支撐注：上表中材料數(shù)量是按照XX大橋3個墩身同時施工施工配置。6.2設(shè)備6.2.1所需主要設(shè)備見表6-2表6-2主要設(shè)備表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量用途1吊車50t臺1物料的垂直提升2混凝土泵車50m臺1混凝土垂直輸送商混站提供3鏟車50型臺1配合現(xiàn)場施工4混凝土運輸車10m3臺6混凝土運輸5塔吊50m臺3物料的垂直提升6施工電梯臺3供人上下橋墩7手拉葫蘆5t臺8調(diào)整和固定模板8水泵揚程150米以上臺2混凝土養(yǎng)護(hù)、沖洗清理9千斤頂10t個10調(diào)平模板10挖掘機225臺1配合現(xiàn)場施工11全站儀臺1平面測量12水準(zhǔn)儀臺1高程測量測量13發(fā)電機150kVA臺1備用電源注：上表中設(shè)備數(shù)量是按照XX大橋3個墩身同時施工配置6.2.2所需輔助設(shè)備見表6-3表6-3輔助設(shè)備表序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量用途1鋼筋切斷機臺1鋼筋加工2鋼筋彎曲機臺1鋼筋加工3混凝土振動棒臺10混凝土澆筑4電焊機臺8鋼筋加工5套絲機臺1鋼筋加工6調(diào)直機臺1鋼筋加工注：上表中材料數(shù)量是按照XX大橋3個墩身同時施工配置。7.質(zhì)量控制7.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)7.1.1符合現(xiàn)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》、《公路鋼筋砼工程施工規(guī)范》、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》要求。7.1.2每階段立模前和砼灌注后在無太陽強光照射、無大風(fēng)、無振動干擾的條件下測定。7.1.3允許偏差和檢查方法表7.1.3允許偏差和檢查方法項次項目允許偏差檢查方法1縱向、橫向中心線10mm全站儀進(jìn)行測量2墩身高20mm全站儀、水準(zhǔn)儀測量3混凝土強度0回彈儀7.1.4混凝土強度合格率100%，表面平整，無蜂窩、麻面，外觀美觀。7.2質(zhì)量保證措施7.2.1墩中心和扭轉(zhuǎn)控制。先用全站儀測設(shè)每節(jié)墩身模板四角進(jìn)行點放樣，進(jìn)行校核，每次校核在一個方向上進(jìn)行多測和換人測量，通過比較選擇正確結(jié)果。7.2.2堅持對原材料進(jìn)行進(jìn)貨檢驗和進(jìn)場后的試驗報檢，確保優(yōu)質(zhì)材料。7.2.3如在雨天澆筑砼，應(yīng)在墩身鋼筋上搭設(shè)彩條布防雨，砼澆筑應(yīng)在倉內(nèi)無水的情況下進(jìn)行。7.2.4總工編制完善的模板制作、安裝拆除和鋼筋、砼作業(yè)的技術(shù)交底，嚴(yán)格按照技術(shù)交底要求操作，保證工序操作質(zhì)量。8.安全保證措施8.1安全管理建立健全安全保證體系，成立以項目經(jīng)理為組長，副經(jīng)理、工區(qū)負(fù)責(zé)人和各科室負(fù)責(zé)人為組員的安全小組。建立了安全交底、監(jiān)督檢查、事故處理、考核獎懲制度，由專職安全員監(jiān)督各個部門的安全職責(zé)和監(jiān)督檢查、考核，定期召開的安全生產(chǎn)小組會議決定重大問題，并由各部門執(zhí)行，安全員將此增列入監(jiān)督。制定安全生產(chǎn)責(zé)任目標(biāo)：無傷亡事故，重傷率小于0.4‰，機械完好率達(dá)95%以上，杜絕質(zhì)量事故，避免出現(xiàn)重大火災(zāi)、交通、高空墜落等安全事故。加強對職工和勞務(wù)人員的安全教育，提高安全意識，確保安全生產(chǎn)。制定安全生產(chǎn)操作規(guī)程和勞動安全保護(hù)措施，杜絕違章作業(yè)和違章指揮。施工人員等要戴安全帽，佩帶胸卡，不得穿拖鞋進(jìn)入施工現(xiàn)場，高空作業(yè)人員作業(yè)時配戴安全帶、安全帽。定期檢查工作平臺及安全網(wǎng)是否牢固，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。塔吊要有專人指揮，司機要經(jīng)過培訓(xùn)考核，持證上崗，禁止超負(fù)荷起吊。制作、懸掛和張?zhí)踩緲?biāo)志和標(biāo)語、口號，營造安全施工氛圍。成立安全小組，定期檢查和隨機檢查相結(jié)合，定期評比，獎優(yōu)罰劣。8.2安全設(shè)施及設(shè)置8.2.1密目網(wǎng)在墩身的外側(cè)平臺沿護(hù)欄安裝一圈密目網(wǎng)，其高度可以使上下平臺空間間全部被罩住。在模板邊角處，防護(hù)網(wǎng)連接在一起，不留空檔。8.2.2操作平臺每節(jié)外模的背面安裝固定的操作平臺，模板拼裝后平臺形成環(huán)形，便于通行，在固定位置設(shè)置鋼爬梯，供人員上下。墩內(nèi)側(cè)的鋼管支架上用木板搭設(shè)操作平臺，用于內(nèi)模安裝、拆除、混凝土修整、鋼筋定位、安裝、混凝土澆筑等作業(yè)。8.2.3施工電梯在墩身一側(cè)安裝施工電梯，預(yù)埋附著件，是施工電梯附著在橋墩上牢固可靠，供施工人員上下使用。8.2.4隔離區(qū)用隔離網(wǎng)將墩身周圍的一定區(qū)域隔離為禁入?yún)^(qū)，墩身施工期間禁止入內(nèi)，僅允許在非施工期間，由專人負(fù)責(zé)清理區(qū)域內(nèi)的落物。隔離區(qū)隨墩高增加而擴大。安全注意事項如下：1.安裝模板時，將模板固定后方可解除吊繩；2.拆除模板時，用鋼絲繩系在吊鉤上，并將模板用倒鏈吊在上面的模板上，防止模板脫落時的劇烈晃動，模板完全脫開后，再起吊；3.每個高空作業(yè)人員必須配備安全用品，并正確使用；4.遵守安全用電和機械操作規(guī)程；5.模板的操作平臺上必須設(shè)置護(hù)欄，并加防護(hù)網(wǎng)和安全標(biāo)識；6.注意塔吊、施工電梯等特種設(shè)備的定期檢查和保養(yǎng)。9環(huán)保措施9.1執(zhí)行《環(huán)境管理手冊》及程序文件的要求，建立環(huán)境管理體系，嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章；9.2在施工和作業(yè)場地內(nèi)，合理布置，做到標(biāo)牌齊全、清楚，各種標(biāo)識醒目，施工場地整潔文明；9.3施工廢水需沉淀處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才可排放；9.4施工場地、道路做到經(jīng)常灑水，防止揚塵；9.5廢料集中回收、堆放和處置。10效益分析XX大橋的建設(shè)過程中形成了5個50米以上的空心薄壁墩群，其中3號空心薄壁墩58米，6號空心薄壁墩54米，7、8號空心薄壁墩最高為82米，9號空心薄壁墩65米?？招谋”诙掌骄叨冗_(dá)68.2米。本工程在空心薄壁墩采用此工法后取得了很大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。10.1經(jīng)濟(jì)效益由于該工法采用常規(guī)材料、設(shè)備，通過優(yōu)化模板設(shè)計、支架設(shè)計和施工組織，施工速度快。節(jié)省了機械設(shè)備的使用時間，之間減少機械費用。而且由于高墩一般為控制工期的部位，所以墩的工期縮短直接帶來總工期的縮短。傳統(tǒng)空心薄壁墩施工時澆筑速率為0.8—0.9m/1天，采用本工法，根據(jù)本工程應(yīng)用情況統(tǒng)計，正常施工時，每4天完成一節(jié)混凝土澆筑（4.5米），施工速度為1.125m/1天，速率提高顯著。使用本工法可節(jié)省時間為：68.2÷0.9-68.2÷1.15=16天。由于三柱墩同時施工，需要租賃塔吊3臺吊車一輛，租賃費為4500元/天，因此可節(jié)省三臺塔吊租賃費總計：4500×16=64880元?；炷烈荒?.5米的澆筑，使得主筋耗材的浪費大大減少甚至為0，減少浪費鋼材約13.05