薄壁空心墩柱外掛托架式翻模施工技術及質量控制

朱　彬

摘要:結合濟邵高速公路逢石河特大橋的工程實踐,本文從施工角度認真分析了薄壁空心墩柱外掛托架式翻模施工中的施工方案、施工工藝、控制方法、保障措施等具體做法

關鍵詞:薄壁空心墩;翻模;施工工藝;質量控制

1 工程概況

濟邵高速公路第十二合同段主體工程為逢石河特大橋,大橋所跨U型河谷,岸坡相對較緩,地勢開闊,河漫灘明顯,地面標高312.00～321.00m,地形坡角一般為5～15°,橋面與河床地面最大高差110m左右。大橋主橋上部結構采用66+5×120+66m預應力混凝土連續剛構。引橋采用11×40和8×40m預應力混凝土T梁先簡支后連續結構。下部結構:主橋采用矩形空心薄壁墩,群樁基礎,引橋6～10、19～21采用矩形薄壁墩,雙排樁基礎,其余橋墩均采用樁柱式橋墩,單排樁基礎,橋臺采用肋式臺,樁基礎。主橋空心墩柱砼設計為C50砼。

2 外掛托架式翻模施工技術

空心墩柱施工綜合考慮其設計墩高、工程質量要求、工期要求、場地條件等多方面因素,并結合同類型工程經驗,主橋空心墩采用外掛托架式翻模施工。

2.1 施工輔助設備

墩柱砼采用泵送,其他材料垂直運輸采用QTZ5015型塔吊,施工人員上下采用SC200型施工電梯。

每套翻模模板分兩節,每節高3m,循環階段每次現澆混凝土高度為3m。外模板面采用δ=6mm鋼板、L75×75角鋼背肋、120槽鋼背焊作為橫帶,內模板面采用δ=5mm鋼板、L75×75角鋼背肋、100槽鋼背焊作為橫帶。設置外掛托架作為外工作平臺,內工作平臺采用鋼管支架,內外平臺工作高度為10m,固定于墩身內壁預埋件上,循環階段每現澆兩次混凝土提升固定一次。

2.2 施工工藝

工藝原理。翻模是以凝固的混凝土墩體為支承主體,通過附著于已完成的混凝土墩身上的下層模板支撐上層施工模板及平臺,從而完成鋼筋成型、模板就位和校正、混凝土澆筑等工作。

施工方法:

鋼筋加工及安裝。在承臺混凝土施工時,預埋墩身鋼筋。主筋的接長采用等強度直螺紋接頭工藝施工,橫向箍筋現場綁扎成型。

等強度直螺紋接頭工藝是先利用套絲機在鋼筋端部加工直螺紋,然后用連接套筒將兩根鋼筋對接。該工藝還有連接速度快、操作簡便、可集中批量生產、質量保證率高等特點,同時無污染、無噪音、無輻射,對操作工人身體不會造成傷害。主筋下料長度根據模板高度和混凝土澆筑高度確定為6m,加工施工的鋼筋端部必須調直,要求切口的斷面與鋼筋軸線垂直。模板的安裝、拆除和工作平臺的布置。每節內外模采用四塊大塊模板和四片轉角模板共八片組成。墩身底部現澆段,內模斜倒角部分用組合鋼模板拼裝,其他部分采用定型大塊鋼模拼裝而成。10米高度以內施工時采用汽車吊配合施工。模板在安裝前必須進行試拼,模板接縫、錯臺、連接等方面可能出現的問題,提前解決。試拼完后應將模板集中攤平,進行打磨、除銹、涂刷脫模劑。模板安裝前須用全站儀準確測設出墩身的內外立模邊線,模板安裝利用汽車吊(或塔吊)輔助完成。整套模板采用φ22圓鋼作為拉筋,拉筋外套φ25的PVC塑料管以備混凝土施工完畢后拉筋抽出。內、外模板安裝加固后,整體應有足夠的剛度,在混凝土施工過程中做到穩固、不變形。拆除下層模板時先抽取模板拉筋,然后用在上層模板上用導鏈掛鋼絲繩拉緊下層,隨后拆除上下層模板聯結螺栓,最后拆除、提升下層模板。外掛托架平臺采用建筑腳手架管搭設,支承于鋼托梁上,內模工作平臺設置在內支架上,內外工作平臺鋪設6cm木板,圍掛安全網,底層兜掛安全網。每澆筑6m,即兩節模板循環一次,外掛托架提升一次,提升時采用4臺10噸手動導鏈提升。在該操作步驟之前必須檢測并確保該段墩身砼強度達到設計強度的75%以上。

墩身混凝土澆筑。鋼筋、模板加工安裝完畢經檢驗合格后,即可進行墩身混凝土的澆筑。采用泵送砼分層澆注至模板頂面,每次澆注一節段,澆筑連續進行。采用塔吊配合施工的墩柱,泵送管依附于塔吊的塔身上,采用長臂汽車吊配合施工的墩柱,泵送管依附于施工旋梯上。砼拌和應均勻,澆注層厚不宜大于40cm,在下層砼未凝固前澆注上層,振搗應附合規范要求,不能過振欠振而造成砼內在和外觀質量的影響。墩身采用掛在內外模板上的環形噴水管灑水養生。

墩身預埋件的施工。墩身施工過程中,應注意預埋件的埋設:a.根據要求預埋排氣孔和墩身施工預埋鋼板;b.根據監測要求預埋墩身應力應變計和溫度應變計;c.根據墩頂0#、塊的施工方案,在墩頂段預埋托架梁的各種鋼構件。

3 施工質量控制

3.1 墩身線型控制

影響高墩施工精度及其解決辦法。該橋薄壁空心墩,墩身柔度大,在施工中受到日照引起的溫差、風力、機械振動及施工偏載的影響,墩身的軸線可能發生彎曲和擺動,使墩身處于一種動態之中。在墩身施工中針對不同的情況采取相應的措施:

①環境溫差。高溫季節,在陽光的照射下,高墩的朝陽面和背陽面溫差較大,墩身也因此產生不均勻膨脹,使其向背陽面彎曲,對墩身施工精度有影響,且隨著溫差的增大而增大、隨著太陽方位的改變而改變。在施工中采用以下方法進行控制:a.噴水降溫法:通過安裝在內外模板結構上的環形噴水養生管,間斷地向墩身噴水,在養護墩身的同時起到降低陰陽面溫差的作用,從而使日照溫差引起的墩身軸線偏位減少到最小。b.選擇在日出前后測量墩身的高度和平面位置,以避免日照造成的墩身平面位置偏移和墩身高度的不均勻變化,造成測量定位的困難。具體方法為:在每天上午6:30左右,沿墩身橫、縱方向兩條中心線,在翻模下口精確安放水平尺,用全站儀進行測量,用此位置的日照偏差,作為待施工墩身部位模板的日照偏差,在模板中線調整中予以消除,以達到克服溫差影響的目的。

②風力、機械振動和施工偏載。風力、機械振動和施工偏載對墩身軸線的影響是隨機的、無序的。針對此特點,采取如下措施:a.采用剛度大的模板(面板為6mm鋼板,筋板為∠75×75mm的角鋼,并采用 [120的槽鋼作為橫帶),以提高模板整體的抗彎、抗扭強度。b.在墩身砼澆筑時,混凝土應從四邊均衡下料,以防止混凝土出現偏壓。墩身軸線、高程測量控制:為了保證施工的連續性,確保高墩施工的軸線及垂直度和外觀線形,在墩身施工控制測量中,采用高精度全站儀和經緯儀配合使用、相互校核的方案。在承臺施工完畢后,采用全站儀在承臺頂部放出空心墩縱橫向軸線。墩身施工的過程中,用全站儀和經緯儀分別進行對點測量,全站儀對墩身軸線進行控制測量,經緯儀對墩身棱角邊線進行監控測量。高墩施工中的高程控制采用長鋼卷尺(100米鋼卷尺)丈量法與三角高程控制法雙控。在墩身下部1.5米左右位置處設置整米高程控制基準線,墩身高程控制測量時從該控制基準線丈量測量,同時用全站儀利用三角高程控制法進行復核,確保高程控制誤差在規范允許范圍之內。

3.2 墩身外觀質量的保證措施

墩身外觀質量主要是模板、砼澆注和施工工藝對結構物外表導致的隨機出現的一些缺陷。

構造物表面質量通病的防治。主要有蜂窩、麻面、氣泡、泛砂、砼色澤不一致等現象,保證措施如下:①砼配合比設計時在滿足施工條件下,應盡量降低含砂率和水灰比。②砼應強制拌和,罐車運輸,連續澆注,杜絕坍落度不穩定,送料不銜接和每車砼級配不均勻、投料造成離淅的現象出現。③經試驗掌握振搗的尺寸,既不能過振形成表面泛砂、砼流淚的現象,也不能因欠振導致蜂窩、麻面。④必須分層澆注,層厚能滿足振實要求,在前層未凝固前進行下層的澆注,夏天由于高溫,砼內應摻入適量木鈣粉,推遲砼的凝結時間。⑤盡量避免在高溫時段澆注砼。如不可避免,應對鋼模板采取降溫措施。澆注過程灑落在鋼模板上被燙干形成的“死灰”應隨時清理干凈。

結語

鋼模板板塊的采用,各項目要求不盡然一致,但應取消人工抬運支模的方法,同時模板的剛度也需滿足能克服作業中的變形,根據經驗,我們提倡采用模板3～4M分節,采用較大塊整體板面,減少板縫,保證砼表面整潔美觀。角模設計不宜過大,以便于拆除和清理。

一定要做實體澆注前的首件試驗排演,以檢查模板和澆注工藝的合理性。采取有效方法,消除分節段施工縫的痕跡,提高砼外觀質量。施工控制、監測控制的內容和手段一定要保證墩身線型符合設計要求。

參考文獻

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