徐 玥,孔慶祥
(1.西安鐵路工程職工大學,西安 710065;2.中鐵第一工程公司 第四分公司,陜西 咸陽 712000)
空心高墩墩身施工目前主要有以下幾種施工方法:(可調)模板支架施工、滑模施工、爬模施工、翻模施工。翻模施工法適用于橋梁20 m以上的空心墩施工。對于收坡高墩,且同類型橋墩數量較多的,應采用大塊成套鋼模,分段支立、澆灌,在不同墩位間倒用。
馬桑樹二號雙線大橋位于新建鐵路云桂線站前7標段管區,根據本橋橋墩特點,結合施工實際情況,決定在高24 m的8,9,10號墩,采用翻模施工。
為減輕高墩自重,一般設計為空心墩。空心高墩采用翻模進行施工,翻模由模板、工作平臺、吊架、提升設備組成。翻升模板可采用2層布置,每層高4.0 m,以墩身作為支承主體。上層模板支承在下層模板上,循環交替上升。工作平臺采用20號槽鋼組拼成空間桁架結構,配合隨升收坡吊架,為墩身施工人員提供作業平臺,穩定性能良好。
翻模施工的模板提升方式有吊機提升法和液壓穿心千斤頂提升法。
平臺的提升系統采用液壓穿心千斤頂,自動化程度高,可控性能良好。
圓端形翻模總裝圖見圖1,圓端形翻模施工工藝流程見圖2。矩形空心墩翻模與圓端形空心墩翻模設計、施工原理相同,外模形狀按矩形設計,工藝流程參見圓端形翻模工藝流程。
外模支立的好壞直接關系到以后的施工,要求尺寸正確,外模頂水平,否則在空心段施工時,會造成模板不平整。

圖1 圓端形空心墩翻模總裝

圖2 圓端形空心墩翻模施工工藝流程
1)利用短鋼管在實心段及墩身四周搭設一腳手架平臺,安放整體吊裝的平臺。
2)平臺的組裝按由內到外的順序,在平地上組裝。組裝時,內外鋼環按圓心對稱安裝在輻射梁上,不得有偏心。輻射梁均勻分布在半個圓周,采用丁順結合布置,安裝好后將所有螺絲擰緊,并涂上黃油。平臺的吊裝利用塔吊進行整體吊裝,每側輻射梁下設2臺千斤頂。
3)安裝預埋件及液壓設備。預埋靴子的位置要特別準確,它是為整個平臺的頂桿預先造孔,使套管能順利提升,保證平臺的平衡。平臺安裝就位后安裝千斤頂,插入頂桿套管。并采取措施保護套管,避免套管與混凝土粘連。
4)組裝翻模。內外模板各設2層,翻模按順序、部位進行組裝。組裝時,模板間縫隙要嚴密,內外模板間按設計尺寸進行校正,并安設拉筋和內撐。
嚴格按照設計圖綁扎鋼筋之后,灌筑混凝土。
混凝土由拌合站集中拌制,混凝土攪拌運輸車運至墩下,混凝土輸送泵泵送入模,對稱均勻澆筑。
混凝土灌筑到模板頂時,要低于模板口1~2 cm,為下一板方便組裝翻模,防止有錯臺。當混凝土的強度大于3 MPa時清除浮漿,鑿毛混凝土表面,進行第二、三節段施工。施工完成的混凝土要及時養生。
在灌筑過程中用測量儀器隨時觀測預埋件的位置及模板、支架等支撐情況,如有變形和沉陷立即校正并加固。
翻模組裝后,第一次提升平臺應在混凝土灌筑達到一定高度后進行,時間宜在混凝土初凝后,終凝前,提升高度以千斤頂的1~2個行程為限(一個行程3 cm)。第二次及以后的每次提升(終凝前),每小時提升一次,當混凝土表面發硬時,每半小時提升一次,當混凝土表面發白時,再提升1~2個行程。混凝土終凝后,每4~6 h提升一次。
模板組裝完畢后,在灌混凝土前試提升一次,以檢查套管是否被粘住。在澆筑混凝土前把套管擦干凈,并涂油。
平臺提升總高度以能滿足一節模板組裝高度為準,同時控制在終凝后達到設計高度,切忌空提過高。
平臺提升過程中注意隨時進行糾偏、調平。收坡在平臺提升至總行程一半后進行,終凝前完成,就位后專人檢查。平臺提升的操作人員應選派責任心強、素質較高的工人,培訓后上崗。
模板解體:模板可視情況分為若干個大塊整體翻升,此工作在灌筑最上層模板混凝土過程中提前進行。解體前先用掛鉤吊住模板,然后拆除拉筋、圍帶等。
模板翻升:待平臺提升到位后,用倒鏈將最下層模板吊升至安裝位置。提升過程中(包括平臺的提升)有專人檢查,以防模板與固定物掛碰。
檢查模板組裝質量,符合橋墩設計要求。檢查合格后安放撐木,擰緊拉筋。
拆除按照與組裝的相反順序進行。先拆除模板,后拆除平臺。
拆除平臺時,在墩頂用鋼管搭設一腳手架平臺,使液壓平臺穩放于腳手架平臺上。將套管與平臺的螺栓松開(不要卸掉),將千斤頂倒置套在頂桿上,反向爬升,將頂桿依次抽出。完成后,拆除平臺上所有設備,將套管與平臺的螺栓全部松掉,利用雙索吊同時起吊,整體吊裝,最后拔出套管,灌孔。
翻模是由上、下二組同樣規格的模板組成,隨著混凝土的連續灌筑,下層混凝土達到拆模強度后,用吊機配合自下而上將模板拆除,接續支立。如此循環往復,完成橋墩的灌筑施工。
1)墩身模板:外模分上、下兩節,一次支立而成。接縫可采用陰陽榫接頭,一般要求在工廠內統一加工。模板用槽鋼骨架與6 mm鋼板組焊成整體。施工過程中,兩節模板交替輪番往上安裝,每一節都立在已澆筑混凝土的模板上。內模采用組合鋼模拼裝,內外模間設帶內紋的對拉螺栓,以利于拆模和避免墩身混凝土內形成孔洞。墩身內腔每隔一定高度預設型鋼作支撐梁,上面搭設門式腳手架作為裝拆內模和澆筑混凝土的工作平臺。安裝和拆卸模板,提升工作平臺以及鋼筋等物品的垂直運輸均由塔吊完成。每塊外模背面沿墩身上升方向焊接兩條帶孔鋼軌,并使上、下節模板的鋼軌對齊,工作平臺利用插銷固定在鋼軌上。安裝好上節外模后,可取下插銷,利用塔吊將平臺沿鋼軌向上滑升到上節固定。
2)模板位置調整:當四大塊模板組拼成形后,所有螺栓不必擰緊,留出少量松動余地。模板前后方向偏斜的調整,通過手拉葫蘆拉至正確位置;左右偏斜的調整,則在模板底邊靠傾斜方向的一端塞加墊片實現。模板之間的縫隙塞有橡膠條,防止漏漿。由于模板制作及起始第一節模板調整的精度都很高,以后每次調整幅度很小。調整完畢后,擰緊全部螺栓,即可澆筑混凝土。
3)拆模:在安裝鋼筋的同時,可以開始拆下面一節外模。拆模時用手拉葫蘆將下面一節模板與上面一節模板上下掛緊,同時另設兩條鋼絲繩栓在上下節模板之間。拆除左右和上面的連接螺栓,然后通過兩個設在模板上的簡易脫模器使下節模板脫落。脫模后放松葫蘆,使拆下的模板由鋼絲繩掛在上節的模板上。然后逐個將四周各模板拆卸并懸掛于上節模板上。這樣將拆模工作和鋼筋安裝工作同時進行,節約至少半天時間,同時最大限度地減少了對塔吊工作時間的占用。
該橋三個空心墩采用翻模施工,解決了高空作業施工難、垂直運輸復雜危險等難題。
翻模施工工藝適用于大、中橋各種空心高墩,以及各類煙囪等工程實體的施工;適用于多種類型高聳結構和多種結構類型(剪力墻、框架、框剪)的高層建筑,以及外周邊腳手模板施工及電梯井筒內部的腳手架模板施工,具有廣泛的推廣價值。
[1]中華人民共和國鐵道部.TB 10203—2002 鐵路橋涵施工規范[S].北京:中國鐵道出版社,2002.
[2]余天慶,朱寧,李娜,等.翻模技術在橋梁高墩施工中的應用[J].橋梁建設,2009(1):67-69,80.
[3]田家琳,劉朝英,劉國海.永江特大橋空心薄壁墩施工技術[J].鐵道建筑,2009(4):22-23.
[4]岳誠東.空心薄壁墩翻模施工工藝體會[J].路基工程,2008(1):160-161.