宜林林
(中交建筑集團有限公司,北京 100022)
高墩橋梁施工項目中,翻模工藝、滑模工藝應用程度相對較高[1],但是隨著社會不斷的發展,建設要求也在發生一定的變化, 導致傳統型的施工技術已經無法有效地滿足實際施工的需求。 單一性地使用翻模技術或是滑膜技術,不但會降低整個項目的施工效率,延長施工工期,同時還無法保證施工人員的安全性,且還會導致施工成本增大。 在這種背景下,“滑翻結合”技術應用而生,該技術被廣泛地應用在橋梁建設項目中。其技術原理是:將支撐鋼管作為滑膜的爬升軌道,爬升軌道可以促使作業平臺及滑翻結合模板向上提升。 當混凝土養護成型需要拆除滑翻結合模板時, 直接將滑翻結合模板沿著墩身拆除,模板會隨著作業平臺移動至下一個施工部位,如此反復循環作業,直至墩柱施工完成為止。
本文將貴黃高速十三標大橋高墩施工作為研究案例,該項目位于貴州省黃平縣,該項目的起止樁號為K100+300~K107+960,線路全長7.66 km,設計行車速度為100 km/h,橋面設計為雙向六車道[2]。 全線大中橋3 840 m/8 座,其中,林家院特大橋為分離式橋梁, 橋梁右線起點樁號為K105+156,止于K106+206,中心節點的樁號為K105+680,右線部分的總長設計為1 050 m,最大橋下凈空高度約77.5 m;左幅起點樁號為K105+156,終點樁號為K106+164,中心樁號為K105+660,橋梁全長1 008 m(含耳墻),最大橋下凈空高度約81 m。 全橋空心薄壁墩共25 根,最高81 m,從現場安全、質量、進度等方面綜合考慮,對該橋空心薄壁墩采用滑翻結合模板施工。
滑模系統的結構組成非常簡單,主要是由液壓提升系統、作業平臺、支撐體系、模板、防護體系構成。
滑翻結合模板系統主要是由滑翻結合模板及連接固定件組成,施工人員將滑翻結合模板拼裝完成以后,施工拉桿、固定件對模板進行加固,保證滑翻結合模板不會出現松動現象。利用滾輪對模板的位置進行微調。
為保證滑翻結合模板具備良好的剛度, 可選擇使用型鋼加工制作而成的模板,鋼模板的厚度為6 mm,背帶選擇使用[10 槽鋼,背帶的安裝間距設置為400 mm。 背楞選擇使用[14 槽鋼。
支撐體系是保證滑翻結合模板運行穩定的重要結構物,其是由以下3 部分組成。
1)圍圈。 以該項目而言,桁架有兩種不同的尺寸:100 mm×10 mm、80 mm×8 mm,圍圈的高度設計為100 cm,圍圈的寬度設計為100 cm。 橫向連接桿的間距為1m,使用角鋼連接相鄰的兩根桿件。 為保證圍圈的穩定性,在正式施工之前,施工人員應該對圍圈進行預壓處理。
2)提升架。 使用20a 工字鋼加工制作提升架,將[10 槽鋼作為提升架內側與外側的斜向支撐,提升架采用F 形結構。
3)使用無縫鋼管(48 mm×3.5 mm)作為支撐桿,將支撐桿布設在混凝土內部,利用提升架與千斤頂提升圍圈。
4)利用橫梁將滑翻結合模板與支撐體系連接在一起,在橫梁部位的滑翻結合模板表面設置吊裝作業孔, 利用液壓千斤頂完成滑翻結合模板翻升工作[3]。
施工單位應該配備高性能、高質量的液壓千斤頂,利用千斤頂進行滑翻結合模板提升作業, 滑翻結合模板的側向分別配備3 個千斤頂,滑翻結合模板的短邊單側設置2 個千斤頂,每組滑翻結合模板配備10 個液壓千斤頂。 在經過計算分析以后,施工單位選擇使用QYD-100 液壓千斤頂。 該型號的千斤頂的額定起重量為100 kN,實際施工時的起重量為50 kN,千斤頂的進尺設置為3 cm。該千斤頂配備有自動鎖死功能,具備較強的安全性,能夠有效地降低施工過程中的安全隱患。
操作平臺與防護系統能夠為施工人員提供作業便利,且保證施工人員的人身安全,其由防護網、欄桿、爬梯等構成。
操作平臺應該沿著橫橋的兩側對稱進行布設, 寬度控制在1.5 m 左右,橫梁使用角鋼加工而成,應該與桁架腹桿連接在一起。操作平臺的四周需要設置防護欄桿,可使用φ48 mm×3.5 mm 鋼管加工制作,且四周需要設置防護網,避免出現人員高空墜落的安全事故。
該項目中的空心薄壁墩高度控制在54.8~80.8 m, 塔式起重機采用QTZ80 型,最大起重幅度60 m,最大工作高度150 m,正式施工過程中,將塔吊安裝在橋墩的墩身部位。
在對墩身進行施工過程中, 施工人員使用鋼爬梯或施工電梯上下橋墩通道,鋼爬梯、電梯安裝在墩身的側向。
1)安全爬梯。墩高小于60 m 時使用Z形爬梯為登高設備,爬梯需要額外設置Z形樓梯與連墻件,其中,Z形樓梯的間距設置為1.5 m,連墻件的間距保持在4~5 m 即可。
比對兩組患者的胃動力學指標,實施聯合治療的研究組更優,與參照組比對后差異呈P<0.05,產生了統計學意義,表1為詳細數據,展開如下。
2)施工電梯。 墩高大于60 cm 時采用施工電梯,電梯采用SC200 型,最大提升高度250 m,施工電梯附墻架垂直間距按使用手冊設置,一般9 m 設1 道,且自由端不低于2.2 m、不高于7.5 m。
滑翻結合模板施工流程如圖1 所示。
1)安裝操作盤。 結合設計圖紙提供的尺寸加工桁架,在安裝操作盤時,施工人員必須嚴格地控制桁架的水平狀態,桁架與滑翻結合模板之間的距離應該設置為50 cm。
2)安裝托架。當桁架安裝完成且固定后,施工人員則可以開始安裝托架,并將托架與桁架連接在一起,每個托架需要加設兩道斜向支撐,保證托架具備較強的穩定性。 托架上安裝吊桿,吊桿選擇使用螺紋吊桿。 吊桿的上下端分別與滑翻結合模板、滑輪進行連接。 施工過程中,可以利用滑輪對滑翻結合模板的位置進行微調,這種施工方式能夠為施工人員帶來巨大的便捷。
3)安裝千斤頂。 結合前期支撐桿部位的位置,有針對性地安裝千斤頂。 支撐桿應該深插至混凝土中,保證支撐桿不會出現傾斜、晃動現象。
4)安裝支撐桿。 爬桿應該穿過托架及千斤頂,利用限位卡對千斤頂的爬升高度進行控制。 采用管內灌注混凝土的方法,以增加爬桿的剛度,確保在爬升過程中的穩定性和安全性。
6)系統校正、調試。 待以上工序完全完成以后,及時安裝管線。 主線與支線之間應該安裝分油閥。 管線安裝完成以后,對管線的位置進行調整,最后對其進行固定。
當首節段混凝土強度達到80%設計強度, 先進行鋼筋綁扎施工,完成后進行圍圈的滑升,圍圈通過支撐桿配合千斤頂滑升。滑升系統控制臺設置在圍圈上,每次爬升行程為35 cm,且千斤頂同步勻速提升。 若出現非勻速提升,立即切斷電源,調整千斤頂高度, 排除隱患后再爬升。 施工人員在作業過程中,應該嚴密監測圍圈桁架的荷載,保證操作平臺始終處于恒載狀態,避免安全事故發生。
4.4.1 首段混凝土
混凝土澆筑應該分層進行施工, 保證懸臂施工過程中兩側的澆筑部位處于對稱狀態,待第一節混凝土澆筑完成以后,施工人員應該及時綁扎鋼筋。
4.4.2 空心段混凝土
當支撐體系安裝就位以后, 施工人員則可以開始安裝滑翻結合模板,滑翻結合模板安裝質量驗收合格以后,施工人員即可開始澆筑混凝土。 單次澆筑混凝土的高度設置為2.25 m,正式澆筑過程中,需要在滑翻結合模板拼接部位粘貼雙面膠,保證不會出現漏漿現象。 此外,施工人員還應該兼顧混凝土成型以后的外觀質量。
待混凝土施工完成以后,及時綁扎鋼筋,并設置支撐桿。支撐桿的接頭應該錯開處理,保證水平線上接頭只有一個。 相鄰的兩根接頭的高度差異應該控制在1 m 以內。
在拆除滑翻結合模板之前,需先將對拉螺栓拆除,拆模過程中不得強行拆除, 保證滑翻結合模板拆除以后混凝土的外觀質量不會受到影響。
在對墩頂部位施工時, 施工人員不需要拆除上部兩節滑翻結合模板,待混凝土的強度達到10 MPa 以后,方可以拆除模板。
當滑模提升至相對應的部位以后,將滑模進行滑空處理,拆除表面的附屬構件,使用塔吊將滑模進行整體拆除,并將其移動至下一個橋墩進行施工。 施工單位應該委派專人對拆模作業進行監管,現場作業必須嚴格地按照規范佩戴安全帶、安全帽等必要的防護用品。
拆除作業的步驟為:先拆除液壓控制系統,然后依次拆除滑翻結合模板、支撐體系、操作平臺,最后拆除提升架與支撐桿。
綜上所述,高墩滑翻結合模板施工存在較大的安全隱患,實際施工過程中,施工人員可以結合既往施工經驗選擇合適的施工方法,現場管理人員必須加大監管力度,保證作業人員嚴格地按照要求規范自身的施工行為, 這是保證施工質量的前提。 相對傳統的高墩模板施工技術,滑翻結合模板施工技術的優勢更為顯著,具備較強的安全性與可行性,值得在大范圍宣傳推廣。 在應用滑翻結合模板施工技術時,施工過程中必須加大對鋼筋綁扎、滑翻結合模板安裝、混凝土澆筑、混凝土振搗質量的控制力度, 通過安全交底來提高施工人員的安全防護意識,嚴格佩戴安全防護用具,確保項目如期順利竣工。