特大橋高墩施工難點(diǎn)及技術(shù)分析
2017-04-24
1、工程概況
京山特大橋?yàn)楸緲?biāo)段控制工程，位于永泰縣長慶鎮(zhèn)梅樓村境內(nèi)。中心里程：DK453+280.688。橋梁設(shè)計(jì)范圍：DK452+706.26～DK453+856.115，橋全長1149.855m?？卓绮贾脼?-32m簡支T梁+（40m+64m+40m）連續(xù)梁+5-32m簡支T梁+（40m+64m+40m）連續(xù)梁+10-32m簡支T梁+（40m+64m+40m）連續(xù)梁+3-32m簡支T梁+2-24m簡支T梁。橋址于DK453+141.6～DK453+147.6處跨越125縣道。本橋橋臺采用鐵路雙線矩形空心臺，橋墩采用圓端型空心橋墩，基礎(chǔ)除橋臺采用擴(kuò)大基礎(chǔ)外，其余均采用鉆孔樁基礎(chǔ)，樁徑根據(jù)不同跨度和地質(zhì)條件分別有1.0m，1.25m，1.5m，2.0m。橋墩基本上都在50m以上，其中4#墩高達(dá)73.35米，為本橋的最高墩，高橋墩的施工作為本工程的難點(diǎn)控制，保證各階段各工序安全質(zhì)量和施工管理有序可控是本工程項(xiàng)目的主要管理控制的難點(diǎn)。
2、墩臺身高墩施工方案提出
本橋的墩臺身為空心橋臺、圓端形實(shí)心墩、空心墩形式，最高實(shí)體墩高18.25m，空心墩最高墩高73.35m。結(jié)合以往成功的施工經(jīng)驗(yàn)，對本橋梁墩臺身施工方法采取如下構(gòu)思：①基礎(chǔ)施工完畢后，基礎(chǔ)頂面鑿毛、清理干凈。②測量復(fù)核中線及水平標(biāo)高。③在基礎(chǔ)頂面上搭設(shè)雙排腳手架，作為墩臺身施工的作業(yè)平臺。④檢驗(yàn)調(diào)整預(yù)埋鋼筋的位置，按設(shè)計(jì)圖紙綁扎墩臺身鋼筋。并安裝模板。⑤鋼筋檢驗(yàn)合格后，用起重機(jī)吊裝模板。墩身施工根據(jù)墩身的結(jié)構(gòu)尺寸，由廠家制作各不同型號的整體鋼模板。模板按圖紙和施工要求制作，外模用特制大塊鋼模板。⑥鋼筋、模板經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后進(jìn)行墩身混凝土的灌筑，并一次澆筑成型?；炷猎诎韬驼炯邪韬?，采用耐久性好的高性能混凝土，以滿足主體結(jié)構(gòu)耐久性使用的要求。混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸混凝土，泵車泵送混凝土。在灌筑混凝土作業(yè)中，不斷調(diào)整串筒高度，始終保持混凝土自由下落高度不大于2m。⑦混凝土澆筑完成拆模后，及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生。采用灑水、薄膜覆蓋等方式，一直養(yǎng)護(hù)到規(guī)范要求的養(yǎng)生期為止。⑧施工時(shí)注意做好支座錨栓孔的預(yù)留，并切實(shí)做好圍籃、吊籃及檢查梯等預(yù)埋件的預(yù)埋。
3、空心高墩施工技術(shù)實(shí)施
本大橋空心墩通過采取液壓自升工作平臺翻動模板進(jìn)行施工。施工作業(yè)人員及小型施工機(jī)具通過沿附墩身的工業(yè)電梯上下運(yùn)輸，大型機(jī)具材料通過塔吊運(yùn)輸?？紤]京山特大橋的工程量比較大，為了滿足總體施工工期，共投入15套空心墩模板，模板找專業(yè)施工模板的廠家進(jìn)行定做。
3.1 翻模模板設(shè)計(jì)
模板高度的選定綜合考慮了節(jié)段施工時(shí)間、機(jī)具長度及鋼筋配料后，將每個(gè)施工澆筑層確定為4m，同時(shí)又考慮到塔吊起重能力模板制作為2m一層，共做3層模板。
模板構(gòu)造設(shè)計(jì)上考慮到本橋梁由于墩身高，模板倒用次數(shù)多，確定面板使用6mm厚鋼板制作，模板設(shè)有16槽鋼豎肋及12槽鋼后架，豎肋和后架皆組焊而成，后架為施工提供較為寬闊的操作平臺，同時(shí)多層后架通過螺栓連接后組成空間桁架保證了翻模模板的空間剛度，能有效的減少模板對拉桿的使用，提高墩身混凝土的外觀質(zhì)量。翻模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上對本工程采取的液壓翻模由工作平臺、液壓提升設(shè)備、頂桿和套管、吊架、模板等部件組成，具體結(jié)構(gòu)見圖1，自升平臺式翻模結(jié)構(gòu)示意圖。
工作平臺由縱橫梁、步板、欄桿、扶手等桿件組成。是安裝吊架、千斤頂?shù)闹С薪Y(jié)構(gòu)及堆放材料、工人作業(yè)的主要工作場地。平臺隨千斤頂?shù)呐郎嵘?。液壓提升設(shè)備由液壓千斤頂、油泵、操縱臺、高壓輸油管、分油閥及限位器組成。是平臺提升的動力設(shè)備。頂桿和套管頂桿用φ48×3.5無縫鋼管制成，是整套系統(tǒng)的支撐部分，自重和荷載通過它傳遞給墩身。套管采用φ63.5×4鋼管，以利于回收頂桿。
吊架用于提供拆裝模板及混凝土養(yǎng)生所需的作業(yè)面。吊架分活動式與固定式兩種，活動吊架在收坡結(jié)構(gòu)作用下可沿輻射梁移動。以減小平臺的工作面積，增加平臺的穩(wěn)定性。模板在墩身高度方向分三層，每層高2m。圓角部分模板采用特制的曲面鋼模，保證墩身圓角部分曲線圓順。每層模板采用兩道橫箍，通過對拉螺栓與內(nèi)模固接。模板的翻升由倒鏈滑車完成。輔助設(shè)備包括配電盤、混凝土養(yǎng)生用澆水管、安全網(wǎng)等。
3.2 翻模施工技術(shù)
翻模組裝首先清理基頂，在模板安設(shè)位置用砂漿找平，待鋼筋作業(yè)完成后用腳手架一次性架設(shè)兩層模板，并預(yù)留頂桿安插孔道，然后灌筑混凝土，終凝后在其上組裝平臺和液壓設(shè)備，待施工至6m高時(shí)安裝吊架、欄桿和安全網(wǎng)。
混凝土由拌和站集中拌制，垂直提升由輸送泵泵送，若高度太高則改用塔吊輸送混凝土，分層均勻?qū)ΨQ灌筑，分層厚度30cm，并充分振搗密實(shí)。平臺提升施工通過在翻模組裝后，第一次提升平臺在混凝土灌入達(dá)到一定高度后進(jìn)行，一般不少于0.8m，時(shí)間在混凝土初凝后終凝前，由液壓千斤頂帶動工作平臺沿頂桿逐節(jié)提升，平臺提升總高以能滿足一節(jié)模板組裝高度即可，不得空提過高，以防工作平臺失穩(wěn)。平臺提升過程中應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行糾偏、調(diào)平。
模板翻升技術(shù)實(shí)施通過在灌筑最上層混凝土過程中，提前拆除最下層模板。解體前先用掛鉤吊住模板，然后拆除拉筋、圍帶等，吊至適合位置，以混凝土施工期間平臺上升時(shí)不與上層模板發(fā)生碰撞為宜。平臺提升到位后，用導(dǎo)鏈將最下層模板吊升至安裝位置，檢查模板組裝質(zhì)量，合格后安放撐木，擰緊拉筋。
由于翻模施工為分節(jié)段澆筑混凝土，在澆筑下一節(jié)段時(shí)，上一節(jié)段澆筑的墩身混凝土已硬化并發(fā)生收縮，與模板間產(chǎn)生一定的縫隙，不僅造成節(jié)段的錯(cuò)臺較大，而且，最主要的是，澆筑混凝土?xí)r，水泥漿下漏，影響墩身外觀。在實(shí)際施工中，采取三個(gè)措施以解決此問題。其一，在最上節(jié)段模板距模板頂5cm設(shè)置一層拉桿，在澆筑下一節(jié)段墩身混凝土前，將此層拉桿再次緊固，減小混凝土與模板間的縫隙；其二，在縫隙產(chǎn)生后，用原子灰將水泥漿制成細(xì)條狀封堵縫隙，同時(shí)，在澆筑最初幾盤混凝土?xí)r，適當(dāng)減小坍落度；其三，為事后處理措施，即在翻模后，清除掉粘附在墩身上的水泥殘漿，并用水清洗。
墩頂實(shí)心段施工采用預(yù)埋牛腿進(jìn)行施工。翻模平臺提升就位后首先安裝外模，同時(shí)拆除翻模內(nèi)吊架和模板，利用型鋼搭設(shè)實(shí)心段封底平臺，型鋼支撐于預(yù)埋牛腿上，在其上鋪設(shè)50mm厚的木板作封底模板，綁扎鋼筋，然后灌筑混凝土。頂帽模板采用定型鋼模，當(dāng)墩身施工至托盤底時(shí)，頂帽模板直接立放在最頂層的墩身模板上，然后綁扎鋼筋，灌筑混凝土。翻模拆除按與組裝相反的順序進(jìn)行，拆除工作嚴(yán)格對稱進(jìn)行，塔吊運(yùn)輸，邊拆邊運(yùn)，整齊堆放，確保安全。
結(jié)語
京山特大橋高墩施工中，通過施工方案分析，采取了液壓自升工作平臺翻動模板進(jìn)行施工，分析了該施工工藝的優(yōu)點(diǎn)和關(guān)鍵控制點(diǎn)，積累了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高了施工水平。
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