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摘要:本文结合云南元双公路K156+625大桥施工实践,对空心薄壁高墩施工关键控制技术进行了阐述。
关键词:空心薄壁;高墩;施工
一、墩身概况
云南双元公路K156+625大桥3、4、5、6、7、8、9号墩为薄壁双墩,墩高为33.5～76m不等,随着墩柱高度的增加,施工难度也在增大,施工投入的机具、设备多,施工安全要求也越高。为了确保该大桥能够优质高效、安全地施工,科学、合理的选择施工方法,经过研究,目前桥墩施工中,矮墩(高度≤20m)施工多采取搭设支架平台一次立模浇筑完成;高墩(高度≥30m)采用翻模与滑模施工,工艺的主要区别在于模板提升系统的设计不同,相对而言,塔吊翻模其模板一次性投入较少,并能充分利用高墩施工中不可缺少的塔吊等起重设备。桥梁高墩施工中,采用翻模或滑模施工工艺都是通过多次分层浇筑混凝土,来完成整体墩身的施工,但两者之间的工作原理与使用条件不同。K156+625大桥由于跨越河谷,两岸地势较陡,施工场地狭窄,墩柱高而且为变截面尺寸桥型,在对滑模与翻模施工方法进行综合分析比选后,确定该桥桥墩采取塔吊翻模施工工艺,其工艺流程:建立大桥测量控制网→翻模的设计与制作→塔吊的选择与安装→承台基顶放样定位→翻模组装→(循环)→立内模→钢筋加工与安装→立外模→模板的校立、测量控制与校核→浇筑砼→清表凿毛→下一循环。
二、主桥墩身施工工艺
主桥墩身平均施工周期每2m高度为4天,即每安装一次劲性骨架、钢筋、模板和浇筑一次砼为一个周期,基本4天为一个施工周期,要保证平均每天施工0.5米,主桥墩柱30m以下采用吊车配合施工,其余部分采用塔吊施工考虑到其他不可预见的因素,76米墩身施工时间为170天。
1、钢筋安装
(一)、预埋筋的下料及布设。根据图纸要求,在浇注承台前墩身预埋钢筋安装及由钢筋焊接成的辅助框架,辅助框架经技术人员测量定位。主筋根据框架上标明的位置准确安放,框架加强筋要焊接牢固,避免浇注砼时预埋筋拢动而保证不了设计主筋位置。为了施工方便,预埋筋露出承台钢筋的长度要满足施工规范要求。
(二)、钢筋加工、接长以及绑扎。墩身空心墩钢筋的加工、绑扎严格按照设计图纸和技术规范要求进行。钢筋在绑扎前,必须对预埋钢筋逐根进行位置、钢筋弯起的部位进行调整,并进行除锈的处理,必要时点焊水平定位筋及斜向的定位钢筋,保证主筋在绑扎的过程中,有一个固定的尺寸,钢筋在立模板前,应对整体的钢筋进行检查,检查合格以后,才允许进行立模。
主筋采用等强度镦粗直螺纹套筒连接接头工艺,连接质量满足有关工艺要求。为了保证保护层厚度及混凝土外观质量,在墩身外模与钢筋骨架之间安设足够的塑料垫块。
1、钢筋加工的质量保证措施:
1.1、对进场材料分期、分批进行检验,坚决禁止不合格材料用于施工中,如套筒等。
1.2、钢筋加工艺注意事项:
钢筋下料端部平整。挤压工作前应将钢筋上的杂物清理干净。套筒应按不同规格分别堆放,不得露天堆放,应防止锈蚀和玷污。套丝所用的切削润滑液应经常更换,严禁不加润滑液进行套丝。加工的钢筋丝头直径和长度须用螺纹规检查,保持在规定允许的范围内。
现场连接时,应使套筒两端钢筋相互顶紧,并保持套筒的居中位置。双端外露丝扣不超过一个完整丝扣。套丝人员需相对固定,持证上岗。套丝工人应逐个月测检查套丝质量,并用螺纹规抽查不少于10%的丝头。钢筋连接前必须进行试套,合格后方可进行正式施工。
2、翻模安装。模板安装先立面后侧面,立面精确控制到位后再安装侧面模板。模板测调采用三维坐标法控制测量,安装前测定模板纵横轴线位置,安浇筑砼前,进行模板校核测量。不符合施工控制要求时重新调整模板后,才能进行砼浇筑工序。
3、砼浇筑。墩身砼浇筑,因垂直高度较大,对砼的和易性、泌水性要求以及缓凝早强性能要求都很高,除砼配合比自身的严格要求外,还应着重考虑施工季节的外部条件,尤其是高温季节,砼水平运输,吊运过程中水份均有损失,例如高温蒸发,砼自身泌水等,根据多次实践的证明,可采用如下措施:
A:改善砼内部环境条件:砼中掺入高效减水剂后,根据气候条件适当调整坍落度、水灰比。
B:改善砼外部环境条件:对砼运输车和吊装设备进行降温措施,减少砼水份损失,对罐车进行冲水降湿。砼运送间隔时间不宜过长,否则应将砼重新拌浆运送。砼浇筑均为分层浇筑、振捣,分层厚度不超过30cm,振捣方法按振捣棒作用半径均匀分布。
C、严格控制水灰比。根据砂、石子的含水率来调整水的用量,以保證砼良好的和易性,减少水泡、气孔的形成。
三、主桥墩操作平台
为减少脚手架的搭设量,做到安全、简便、快捷,根据我单位翻倒模以往施工经验,直接在模板外侧用Ф28钢筋焊接人工操作平台,操作平台四周用安全网围挡,施工人员一律系安全带,以确保施工人员安全.
1、操作平台面积:S=(0.80×4+0.1×2)×0.7=2.38m2
操作平台木板厚度取h=0.04m木板体积:V=S×h=0.0952m3
2、木板自重(取一般情况)为恒荷:G=500kg/m3×0.0952m3×9.8N/kg=0.466KN
上人操作平台,均布活荷载:Q=2.0KN/m2
3、按荷载规范计算:恒荷载、活荷载分项系数分别取1.2、1.4。
4、取 5个钢筋支撑中任何1个支撑作受力分析,示图如下:
P=(1.2G+1.4Q×S)/5=(1.2×0.466+1.4×2.0×2.38)/5=1445N(相当于147.4KG的重量)
5、根据受力平衡得:N=21/2P=2044N
有:N=21/2×PT=P
φ28Ⅱ级钢筋:强度设计值f=310N/mm2
截面面积A=615.8mm2
因为:f>>N/A=2044N/615.8mm2=3.32N/mm2
故选用φ28Ⅱ级钢筋做支撑架满足承荷力要求。
在薄壁墩上预埋16a工字钢,工字钢上垫木板,木板上搭设钢管架支立模板,为拆模方便,钢管下垫木块,拆模时将木块敲掉;空心墩内侧用Φ20圆钢筋做拉杆支撑模板,模板采用木模,木模留在空心墩内不再拆除。
关键词:空心薄壁;高墩;施工
一、墩身概况
云南双元公路K156+625大桥3、4、5、6、7、8、9号墩为薄壁双墩,墩高为33.5～76m不等,随着墩柱高度的增加,施工难度也在增大,施工投入的机具、设备多,施工安全要求也越高。为了确保该大桥能够优质高效、安全地施工,科学、合理的选择施工方法,经过研究,目前桥墩施工中,矮墩(高度≤20m)施工多采取搭设支架平台一次立模浇筑完成;高墩(高度≥30m)采用翻模与滑模施工,工艺的主要区别在于模板提升系统的设计不同,相对而言,塔吊翻模其模板一次性投入较少,并能充分利用高墩施工中不可缺少的塔吊等起重设备。桥梁高墩施工中,采用翻模或滑模施工工艺都是通过多次分层浇筑混凝土,来完成整体墩身的施工,但两者之间的工作原理与使用条件不同。K156+625大桥由于跨越河谷,两岸地势较陡,施工场地狭窄,墩柱高而且为变截面尺寸桥型,在对滑模与翻模施工方法进行综合分析比选后,确定该桥桥墩采取塔吊翻模施工工艺,其工艺流程:建立大桥测量控制网→翻模的设计与制作→塔吊的选择与安装→承台基顶放样定位→翻模组装→(循环)→立内模→钢筋加工与安装→立外模→模板的校立、测量控制与校核→浇筑砼→清表凿毛→下一循环。
二、主桥墩身施工工艺
主桥墩身平均施工周期每2m高度为4天,即每安装一次劲性骨架、钢筋、模板和浇筑一次砼为一个周期,基本4天为一个施工周期,要保证平均每天施工0.5米,主桥墩柱30m以下采用吊车配合施工,其余部分采用塔吊施工考虑到其他不可预见的因素,76米墩身施工时间为170天。
1、钢筋安装
(一)、预埋筋的下料及布设。根据图纸要求,在浇注承台前墩身预埋钢筋安装及由钢筋焊接成的辅助框架,辅助框架经技术人员测量定位。主筋根据框架上标明的位置准确安放,框架加强筋要焊接牢固,避免浇注砼时预埋筋拢动而保证不了设计主筋位置。为了施工方便,预埋筋露出承台钢筋的长度要满足施工规范要求。
(二)、钢筋加工、接长以及绑扎。墩身空心墩钢筋的加工、绑扎严格按照设计图纸和技术规范要求进行。钢筋在绑扎前,必须对预埋钢筋逐根进行位置、钢筋弯起的部位进行调整,并进行除锈的处理,必要时点焊水平定位筋及斜向的定位钢筋,保证主筋在绑扎的过程中,有一个固定的尺寸,钢筋在立模板前,应对整体的钢筋进行检查,检查合格以后,才允许进行立模。
主筋采用等强度镦粗直螺纹套筒连接接头工艺,连接质量满足有关工艺要求。为了保证保护层厚度及混凝土外观质量,在墩身外模与钢筋骨架之间安设足够的塑料垫块。
1、钢筋加工的质量保证措施:
1.1、对进场材料分期、分批进行检验,坚决禁止不合格材料用于施工中,如套筒等。
1.2、钢筋加工艺注意事项:
钢筋下料端部平整。挤压工作前应将钢筋上的杂物清理干净。套筒应按不同规格分别堆放,不得露天堆放,应防止锈蚀和玷污。套丝所用的切削润滑液应经常更换,严禁不加润滑液进行套丝。加工的钢筋丝头直径和长度须用螺纹规检查,保持在规定允许的范围内。
现场连接时,应使套筒两端钢筋相互顶紧,并保持套筒的居中位置。双端外露丝扣不超过一个完整丝扣。套丝人员需相对固定,持证上岗。套丝工人应逐个月测检查套丝质量,并用螺纹规抽查不少于10%的丝头。钢筋连接前必须进行试套,合格后方可进行正式施工。
2、翻模安装。模板安装先立面后侧面,立面精确控制到位后再安装侧面模板。模板测调采用三维坐标法控制测量,安装前测定模板纵横轴线位置,安浇筑砼前,进行模板校核测量。不符合施工控制要求时重新调整模板后,才能进行砼浇筑工序。
3、砼浇筑。墩身砼浇筑,因垂直高度较大,对砼的和易性、泌水性要求以及缓凝早强性能要求都很高,除砼配合比自身的严格要求外,还应着重考虑施工季节的外部条件,尤其是高温季节,砼水平运输,吊运过程中水份均有损失,例如高温蒸发,砼自身泌水等,根据多次实践的证明,可采用如下措施:
A:改善砼内部环境条件:砼中掺入高效减水剂后,根据气候条件适当调整坍落度、水灰比。
B:改善砼外部环境条件:对砼运输车和吊装设备进行降温措施,减少砼水份损失,对罐车进行冲水降湿。砼运送间隔时间不宜过长,否则应将砼重新拌浆运送。砼浇筑均为分层浇筑、振捣,分层厚度不超过30cm,振捣方法按振捣棒作用半径均匀分布。
C、严格控制水灰比。根据砂、石子的含水率来调整水的用量,以保證砼良好的和易性,减少水泡、气孔的形成。
三、主桥墩操作平台
为减少脚手架的搭设量,做到安全、简便、快捷,根据我单位翻倒模以往施工经验,直接在模板外侧用Ф28钢筋焊接人工操作平台,操作平台四周用安全网围挡,施工人员一律系安全带,以确保施工人员安全.
1、操作平台面积:S=(0.80×4+0.1×2)×0.7=2.38m2
操作平台木板厚度取h=0.04m木板体积:V=S×h=0.0952m3
2、木板自重(取一般情况)为恒荷:G=500kg/m3×0.0952m3×9.8N/kg=0.466KN
上人操作平台,均布活荷载:Q=2.0KN/m2
3、按荷载规范计算:恒荷载、活荷载分项系数分别取1.2、1.4。
4、取 5个钢筋支撑中任何1个支撑作受力分析,示图如下:
P=(1.2G+1.4Q×S)/5=(1.2×0.466+1.4×2.0×2.38)/5=1445N(相当于147.4KG的重量)
5、根据受力平衡得:N=21/2P=2044N
有:N=21/2×PT=P
φ28Ⅱ级钢筋:强度设计值f=310N/mm2
截面面积A=615.8mm2
因为:f>>N/A=2044N/615.8mm2=3.32N/mm2
故选用φ28Ⅱ级钢筋做支撑架满足承荷力要求。
在薄壁墩上预埋16a工字钢,工字钢上垫木板,木板上搭设钢管架支立模板,为拆模方便,钢管下垫木块,拆模时将木块敲掉;空心墩内侧用Φ20圆钢筋做拉杆支撑模板,模板采用木模,木模留在空心墩内不再拆除。