連續(xù)剛構(gòu)薄壁高墩高墩施工關(guān)鍵技術(shù)

連續(xù)剛構(gòu)薄壁高墩高墩施工關(guān)鍵技術(shù)

1預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁常家河特橋全長(zhǎng)2687m，距k101.676k104.36，全長(zhǎng)2687m。主橋?yàn)槿蝾A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu),梁體為單箱單室截面,孔跨布置為(75+2×140+75)m。引橋?yàn)?×30m+3×(4×40)m+10×5×30m+4×30m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。主橋最大橋高102m,最大墩高90m,6個(gè)空心墩合計(jì)451m。引橋空心墩18個(gè),合計(jì)1285m。2薄心反射模的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)方案的選擇2.1板、模板加固系統(tǒng)拉拔薄壁高墩翻模結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要由:內(nèi)外模板、模板加固系統(tǒng)(對(duì)拉拉桿、定位銷套)、外模牛腿支架、內(nèi)模支架、內(nèi)外工作平臺(tái)、安全防護(hù)系統(tǒng)等組成。2.225m高模板方案比選在考慮到工人施工方便及安全的前提下,結(jié)合進(jìn)場(chǎng)鋼筋單根長(zhǎng)度為9m,確定每?；炷翝沧⒏叨葹?.5m。此時(shí)翻模模板可按一套2×4.5m高的模板或一套3×3m(6m+3m)高的模板進(jìn)行設(shè)計(jì),第1種方案轉(zhuǎn)運(yùn)較不方便、可利用率較低,對(duì)塔吊起吊能力要求高,第2種方案對(duì)塔吊起吊能力相對(duì)較低,轉(zhuǎn)運(yùn)較方便、可利用率高,但施工進(jìn)度稍慢。綜合考慮2種方案最終確定,主橋空心墩采用2×(2×2.25)m高模板,在正常翻轉(zhuǎn)時(shí)(2×2.25m)為一整體,在變截面施工時(shí)可拆分開,進(jìn)行組合,這樣綜合了2種方案的優(yōu)點(diǎn),且主墩塔吊能滿足要求。引橋空心墩采用2×3m的模板,能滿足各種指標(biāo)要求。3外模鋼模板法施工墩身空心段采用翻模施工,墩身施工用料由墩旁塔吊完成(主橋6個(gè)空心墩均采用QTZ80型塔吊,引橋空心墩采用QTZ63型塔吊),施工人員上下作業(yè)使用施工電梯?；炷潦┕び苫炷涟韬蜆菙嚢?垂直運(yùn)輸采用地泵一次輸送到位,插入式振搗器振搗。外模采用專門設(shè)計(jì)的大塊鋼模板,模板高300cm,寬350～400cm,內(nèi)模采用組合鋼模。施工時(shí),按模板翻升綁扎鋼筋,澆注混凝土,中間混凝土養(yǎng)生及埋設(shè)預(yù)埋件等工序循環(huán)進(jìn)行,直至墩頂。下文以主墩右線7#墩施工為例。施工工藝流程見圖1。3.1砂輪切割、鋼筋綁扎、安裝Y7#空心墩鋼筋采用?28、?22、?16、?12等4種型號(hào),其中?28、?22為主筋,采用直螺紋套筒連接工藝。主筋在地面加工場(chǎng)地采用車絲機(jī)車絲,套絲連接端采用套筒連接,墩身鋼筋每4.5m安裝一次。安裝前需在墩身頂口搭設(shè)臨時(shí)內(nèi)外腳手架,以便人員安裝鋼筋,等操作。直螺紋套筒連接按下列加工工藝進(jìn)行:(1)鋼筋下料:鋼筋采用砂輪切割機(jī)下料,確保切口端面與鋼筋軸線垂直。下料后用毛銼將切口的毛刺打磨干凈。(2)鋼筋絲頭的加工:鋼筋下料達(dá)到質(zhì)量要求后,可開始加工絲頭,加工鋼筋直螺紋絲頭在專用的擠壓式滾絲機(jī)床上進(jìn)行。(3)加工絲頭的檢驗(yàn):①絲頭螺紋的長(zhǎng)度(絲扣的圈數(shù),本合同段根據(jù)廠家的設(shè)計(jì)說明及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定為10絲以上);②螺紋大、中、小徑;③螺紋牙形。(4)鋼筋連接:將不能轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼筋加工成左旋螺紋,用正、反絲扣連接套(一端為右旋螺紋,另一端為左旋螺紋)將待連接鋼筋對(duì)上連接套入口,轉(zhuǎn)動(dòng)連接套即可使鋼筋同時(shí)旋入連接套。連接完成后,質(zhì)檢人員應(yīng)予以檢驗(yàn),檢驗(yàn)方法為:連接完成后套筒兩側(cè)外露螺紋長(zhǎng)度是否相等且每側(cè)不超過一個(gè)完整絲扣。(5)鋼筋綁扎:?16、?12為橫向水平筋,采用扎絲進(jìn)行綁扎。鋼筋的綁扎在墩身縱向主筋定位之后進(jìn)行,鋼筋的綁扎在四周兩行鋼筋交叉點(diǎn)應(yīng)每點(diǎn)扎牢,中間部分的交叉點(diǎn)可相隔交錯(cuò)扎牢,但必須保證受力鋼筋不移位。綁扎時(shí)應(yīng)注意相鄰綁扎點(diǎn)的鐵絲扣要成八字形,以免網(wǎng)片歪斜變形,而且在完成綁扎之后還應(yīng)檢查一遍,以防止在綁扎過程中由于鋼筋間距調(diào)整引起的綁扎松脫情況的出現(xiàn)。3.2模水平拼接縫模板采用塔吊輔助提升,人工安裝。內(nèi)外模水平接縫及豎向拼縫均做成平口,安裝時(shí)填塞雙面膠,以防多次周轉(zhuǎn)使用變形。模板安裝前,必須打磨干凈后,涂刷脫模劑。(1)砂漿帶的鋪設(shè)首節(jié)模板安裝前在承臺(tái)頂精確放出各墩柱中心樁位和十字線、輪廓線,并相互校核,復(fù)核無誤后,沿輪廓線做一層3～5cm厚的砂漿水平帶,以保證立?；鶞?zhǔn)面的水平度,并屆時(shí)鑿除砂漿帶根部脫空,方便模板拆出。(2)外模的安裝模板拼裝前先將模板打磨干凈、涂抹脫模劑。模板拼裝時(shí),首先利用塔吊提升順橋向小塊模板和角模就位,安裝定位銷,安裝水平螺栓,再提升與上一塊模板相鄰的一塊模板,安裝定位銷并安裝水平螺栓,擰緊豎向螺栓,同法安裝內(nèi)模。內(nèi)外模安裝封閉后,對(duì)模板進(jìn)行檢查。首先檢查模板的接縫及錯(cuò)臺(tái),用鋼尺檢查模板的幾何尺寸,拉線檢查模板的順直度,用鉛垂儀校正模板的垂直度,用全站儀校核中線。3.3內(nèi)模支架運(yùn)安裝內(nèi)側(cè)施工平臺(tái)首先在場(chǎng)地進(jìn)行加工,然后整體掉運(yùn)安放在內(nèi)模支架頂上。在每塊外模采用角鋼焊接牛腿,然后滿鋪木板,固定牢固,供操作人員作業(yè)、行走,存放小型機(jī)具(見圖3)。3.4模板制的實(shí)現(xiàn)高墩施工的墩身垂直度控制尤為重要,必須在施工過程中嚴(yán)格控制,而垂直度的控制主要就是通過模板的檢查來完成。實(shí)際施工過程中模板檢查復(fù)核方法主要有2種:鋼筋綁扎、立模工序完成后,模板檢查每4.5m模板垂直度使用垂球控制,調(diào)整合格后,使用全站儀對(duì)各坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核。嚴(yán)格控制墩身的平面位置和墩身的垂直度。(1)當(dāng)節(jié)模板垂直度判斷立模完成之后,將垂球懸于模板一側(cè),使用卷尺或鋼尺測(cè)量模板上邊緣和下一節(jié)模板的上邊緣至垂線的距離(精確到mm),通過二者的差值得到當(dāng)節(jié)模板的垂直度,判斷模板的調(diào)整方向。(2)墩身垂直度復(fù)核每完成一模混凝土施工之后,利用全站儀放出圖中A,B,C,D點(diǎn)。觀測(cè)各點(diǎn)與實(shí)際模板的偏差,復(fù)核墩身垂直度,并做出相應(yīng)調(diào)整。模板檢查完成后根據(jù)檢查結(jié)果調(diào)整模板,模板的垂直度和上口位置用在模板底加墊片的方法或鏈條葫蘆拉動(dòng)模板整體移動(dòng)來調(diào)整。3.5外加劑設(shè)計(jì)配合比對(duì)墩身混凝土在攪拌站集中拌和,罐車運(yùn)輸,泵送入模,插入式振搗棒人工振搗。高墩施工對(duì)混凝土的配合比及現(xiàn)場(chǎng)坍落度的控制提出了更高的要求,不僅要滿足強(qiáng)度要求還要求不離析、不堵塞、摩擦阻力小和粘塑性好等優(yōu)良的輸送性能。經(jīng)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室多次試驗(yàn)現(xiàn)采用的設(shè)計(jì)配合比為,水泥∶砂子∶碎石∶水∶外加劑=432∶743∶1115∶160∶3.888?；炷翝沧⑹怯绊懝こ藤|(zhì)量的重要工序,在確保墩身混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí),達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的同時(shí),還應(yīng)保證墩身外觀平滑美觀,因此澆注過程中除嚴(yán)格控制混凝土搗固密實(shí)外,還必須邊澆注邊安排人敲模板來檢查墩身處混凝土的搗固密實(shí)情況,尤其注意墩身倒角處的密實(shí)情況。振搗過程中不得碰撞模板和其他預(yù)埋件,謹(jǐn)防其移位、損傷。3.6混凝土養(yǎng)生墩身混凝土采用在墩身周邊包裹土工布并結(jié)合噴淋灑水(在底節(jié)模板底部周邊設(shè)置噴淋水管)的方法進(jìn)行養(yǎng)生。3.7綁扎、安裝混凝土完成第一個(gè)循環(huán)的9m施工后,進(jìn)入到下一個(gè)循環(huán)即綁扎4.5m鋼筋、翻升4.5m模板,澆注4.5m混凝土、翻升4.5m模板、綁扎4.5m鋼筋、澆注4.5m混凝土,完成每個(gè)墩身循環(huán)施工直至墩頂。4墩身測(cè)量控制高墩翻模施工測(cè)量控制內(nèi)容包括:高墩中心定位測(cè)量、高墩高程測(cè)量、高墩垂直度測(cè)量,其中高墩翻模線型控制的測(cè)量工作的關(guān)鍵是垂直度測(cè)量。采用全站儀每模放點(diǎn),校核坐標(biāo)。同時(shí)采用鉛垂儀復(fù)核垂直度。對(duì)于垂直度超出允許誤差的節(jié)段進(jìn)行調(diào)整。(1)首先放出墩身十字線,做好型鋼支架,將墩身預(yù)埋鋼筋準(zhǔn)確定位并確保在整個(gè)施工過程中墩身鋼筋不移位、不偏斜。(2)在第一次立墩身模板時(shí),采用平面坐標(biāo)法(與導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè))準(zhǔn)確測(cè)放出模板4個(gè)控制點(diǎn)的平面位置,采用三角高程法測(cè)放出模板頂面高程,然后利用鉛錘線測(cè)量模板的傾斜。墩身豎直度偏差值<0.3%H且不大于20mm(H為墩身高度),軸線允許偏位±10mm,斷面尺寸允許偏差±20mm,墩頂高程允許偏差±10mm。(3)以后每節(jié)段立模時(shí)均與第一次一樣測(cè)量控制放樣,而且還要對(duì)前一節(jié)段進(jìn)行竣工檢查(傾斜、平面偏差及兩柱之間的相對(duì)位置關(guān)系檢查)。(4)平面位置控制。將全站儀架于控制點(diǎn),用極坐標(biāo)法通過控制模板位置來控制墩柱平面位置。由于溫度對(duì)模板、儀器影響較大,每次固定觀測(cè)時(shí)間定為溫度變化不大的早上7:00左右。測(cè)量時(shí)先觀測(cè)大氣壓、溫度計(jì)讀數(shù),輸入到全站儀,通過儀器自動(dòng)改正。(5)高程控制。在承臺(tái)上南北面各布設(shè)2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)高程,基準(zhǔn)高程采用三角高程測(cè)量的方法從控制點(diǎn)用檢定鋼尺沿墩柱向上傳遞。同時(shí)采用在0#臺(tái)處設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)位,通過墩身標(biāo)高傳遞進(jìn)行標(biāo)高復(fù)核。每翻模一次檢驗(yàn)一次高程,其高程誤差應(yīng)符合規(guī)范要求,特別是墩頂最后一次必須控制好。在墩身封頂時(shí)考慮變形預(yù)抬高值。包括墩身在所有恒載作用下發(fā)生的彈性壓縮和墩身在施工階段至成橋后3000天,在收縮、徐變作用下發(fā)生的塑性變形。Y7#墩墩頂變形預(yù)抬高值為47mm。5空心墩與外模的結(jié)合高墩施工,安全防護(hù)尤其重要。為此制定了多種應(yīng)急預(yù)案和安全管理措施,確保施工人員的人身安全。(1)利用空心墩的內(nèi)模,搭設(shè)工作平臺(tái)。(2)在墩身外模板四周用角鋼斜向固定于外模的法蘭盤上,并懸掛安全網(wǎng)安裝全封閉式防護(hù)網(wǎng)。(3)在高墩中間設(shè)置防墜網(wǎng)。(4)在人員進(jìn)出通道搭設(shè)安全通道。(5)設(shè)置禁入?yún)^(qū)。(6)進(jìn)入施工區(qū)人員必須戴安全帽和系安全帶等一系列措施。有效的保證了施工安全。6總結(jié)6.1鋼筋直螺紋套管連接性能好該橋高墩的鋼筋連接均采用了鋼筋直螺紋套筒連接新技術(shù),施工中應(yīng)用方便、快捷,墩身每次循環(huán)的根主筋對(duì)接總耗時(shí)約180min,比焊接連接速度高出8～12倍。實(shí)踐證明:鋼筋直螺紋套筒連接性能十分穩(wěn)定(現(xiàn)場(chǎng)割取試件100%斷于母材)、操作簡(jiǎn)單、工效高。給我們帶來了十分明顯的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益。6.2施工安全平臺(tái)在進(jìn)行翻模模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),增設(shè)了內(nèi)外作業(yè)平臺(tái)系統(tǒng),以利于:①提供了鋼筋、模板安裝的簡(jiǎn)易平臺(tái)。②提供了安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)置的附著處。③供操作人員作業(yè)、行走,存放小型機(jī)具的平臺(tái)。④一次加工好后直接吊裝上、節(jié)約了工程成本。6.3高墩翻模施工技術(shù)銅黃高速第九合同段常家河特大橋的空心墩均采取了高墩翻模的施工技術(shù),具有施工速度快、工程質(zhì)量好、安全、勞動(dòng)強(qiáng)度低、工效高,經(jīng)濟(jì)效果好等優(yōu)點(diǎn)。(1)工作業(yè)平臺(tái)和模板的組合薄壁高墩塔吊翻模施工技術(shù)克服了高墩滑模、爬模的缺點(diǎn),吸取了其優(yōu)點(diǎn),把施工作業(yè)平臺(tái)和模板分成2個(gè)獨(dú)立的體系,克服了滑膜施工要求的連續(xù)性、混凝土外觀質(zhì)量差的不足。同時(shí)墩身的垂直度及幾何尺寸偏差不累積,每模均可調(diào)整,同時(shí)便于模板及時(shí)清理、整修、刷油,混凝土表面平整光潔,很好的控制施工質(zhì)量。(2)安全操作平臺(tái)。在配薄壁高墩塔吊翻模的施工技術(shù)既能確保施工的安全,又提高了工效。用電梯提供作業(yè)人員垂直運(yùn)輸,并設(shè)置安全操作平臺(tái),保證了人員的安全。在本橋的高墩翻模施工中,前期的工程進(jìn)度為9天一模,通過對(duì)施工工藝的不斷優(yōu)化,使墩身翻模施工由最初的9天/?！?天/模→3.5天/模(即0.5m/天→0.6m/天→1.3m/天),現(xiàn)