高墩滑模施工工法

变截面薄壁空心墩滑模施工工艺王殿博华祥公司1、 前言：滑模施工技术作为一种现代（钢筋）混凝土工程结构高效率的快速机械施工方式，在土木建筑工程各行各业中，都有广泛的应用。其根本就是取消了固定模板，变固定死模板为滑移式活动钢模，模板从墩底连续不断向上滑动至墩顶，一次连续施工完成整个墩身。而变截面滑模施工则是透过模板滑动过程中不断收缩来完成截面变化的。2、 特点及适用范围：2.1、 本工法施工方便、灵活，具有质量可靠，施工和监理方便等优点。2.2、 相对于常规施工方式，滑模不需要重复安装模板工序，节约了大量人力，对场地要求不高，适用于各种山岭丘陵地区施工。2.3、 一次性完成砼浇筑，无施工缝，但外观光洁度稍差。2.4、 采用连续浇筑，缩短了工期，但对后场要求较高，保证各种材料能够及时进场，以保证24小时不间断施工，若有中断，则需要对中断截面位置进行处理后方可继续施工。2.5、 滑模尤其是变截面滑模施工对现场技术细节要求较高。2.6、 施工无需投入大型起重设备，造价经济，具有较高的投入产出比；墩身越高，成本越低。2.7、 施工过程对环境影响很小。3、 施工程序及操作要点：根据滑模施工特点，从承台上面开始起滑，滑模施工中，在墩身外侧设置四根垂线，便于控制偏差，直至砼浇筑到墩顶后停滑。根据薄壁空心桥墩的结构设计，滑模设计为收分滑模。短边模体设计为Imxlm桁架，面板高度为1.26m，可穿在长边模体中进行收分。长边模体设计为1.42mx1.1m桁架，长边模体内方孔为1.26x1.07m，采用12号槽钢对口焊接后作短边模体桁架的运行轨道，短边桁架面板紧贴长边面板边缘滑动。长边模体面板安装时按1/50的坡比，主要靠该坡比收分，但为了确保坡比为1/50，长边模体两端采用4台5吨导链拉紧，并挂回绳滑轮相当于10吨拉力。内模设计采悬挂面板施工，在内长边桁架两端各加1x0.4x1m活动块一块、1x0.3x1m活动块两块。悬挂面板挂在该活动块上，活动块面板和悬挂面板紧贴滑动，滑升到一定高度时将活动块取出，滑升到顶活动块全部取出。为了表观不留面板交错台阶，可衬100x20x0.05cm白铁皮过渡，同时减少沙浆进入两面板之间，避免两面板不能紧贴，该白铁皮在滑升时进行交递循环。在滑升墩身时，提升龙门架设在两短边上，浇筑盖梁时设计在两长边上，但在模体地面组装时两长边龙门架同时装上，横梁可设为活动，不影响滑升墩身时收分，盖梁浇筑时先将短边龙门架拆除。长边龙门架横梁采用U型螺栓卡紧，避免超高空作业安装该龙门架。模体滑升至隔板底部斜面时，距斜面30cm予埋钢板，并将斜面及隔板水平钢筋制成园弧角埋入墩身体内，脱模后及时扒出并凿毛。砼面浇至上斜面超出30cm时滑空停滑，采用散模板支撑斜面及隔板，绑扎钢筋浇筑砼。为了安全，隔板底部支撑模板不再拆除，一次性投入。3.1、 结构设计滑模体采用液压调平内爬式。滑模体要满足强度、刚度及稳定性要求。同时，为了便于加工，提高复用率，整个模体设计为钢结构。滑模装置主要由面板、桁架、操作盘、提升架、支撑杆液压系统等部分组成。面板、桁架、操作盘、提升架等构件间均为焊接连接。3.1.1、 面板模板作为混凝土成型的模具，其质量（刚度、表面平整度）的好坏直接影响着脱模混凝土的成型及表观质量。为了保证质量，面板采用55mm钢板制作，用50x5角钢作筋肋，模板高度1.26m，为了便于脱模，模板按一定锥度设计，上下口相差2mm。3.1.2、 桁架桁架主要用来支撑和加固模板，使其形成一个整体，根据经验及水平测压力计算，桁架采用矩形桁架梁（截面尺寸100x100cm、140x110cm），桁架梁主筋采用80x8角钢，主肋采用63x6角钢，斜肋均采用50x5角钢。桁架与模板的连接采用50x5mm角钢焊接。3.1.3、 提升架提升架是滑模与混凝土之间的联系构件，主要用于支撑模板体、桁架、滑模工作盘，夹固桁架梁，避免变形。并通过安装在其横梁上的千斤顶支撑在爬杆上，整个滑升荷载通过提升架传递给爬杆。爬杆采用^48x3.5mm焊管。根据施工经验和常规设计，采用“F”型和“开”型提升架。“F”型提升架主梁采用［18a槽钢，高3.00m，千斤顶底座为14mm钢板，筋板为10mm钢板；“开”型提升架采用［18a槽钢作为主梁，顶部横梁采用［12a槽钢，中间横梁［12a槽钢2根，高位4m。3.1.4、 工作盘工作盘是滑模的主要受力构件之一，也是滑模施工的主要工作场地，各构件除满足强度要求处，还应有足够的刚度。工作盘支撑在提升架的主体竖杆件上，通过提升架与模板连接成一体，并对模板起着横向支撑作用。该工作盘采用桁架上平面代替，盘面采用850mm木板铺平，为防止坠物，盘面必须密实、平整并保持清洁。3.1.5、 辅助盘为便于施工人员随时检查脱模后的混凝土质量，即时修补混凝土表面缺陷，扒出埋件，以及即时对混凝土表面进行洒水养护，在工作盘下方2.5m处悬挂一辅助盘，辅助盘采用50x5角钢组成，宽0.7m，用50mm厚木板铺密实，用①14钢筋悬挂于桁架梁和提升架下。3.1.6、 支撑杆支撑杆的下段埋在混凝土内，上段穿过液压千斤顶的通心孔，承受整个滑模荷载，并代替一根竖向钢筋存留在混凝土内。在选用HM-100型液压千斤顶的同时，选用①48x3.5mm焊管作为支撑杆，经过计算，其承载力及验稳定性符合要求。3.1.7、 液压系统液压系统由YK吨-36型液压控制台、HM-100型液压千斤顶、油管及其他附件组成。组装前必须检查管路是否通畅，耐压是否符合要求，有无漏油等现象，若有异常，及时排除。3.2、滑模荷载分析计算3.2.1、 滑模结构自重钢结构：15.8吨木板：4m3x0.8=3.2吨G1=19吨3.2.2、 施工荷载工作人员：30x75kg/人=2.25吨一般工具：0.5吨钢筋及支撑杆：1吨G2=2.25吨x0.5x1=1.125吨3.2.3、 滑升摩阻力单位面积上的滑升摩阻力按200kg计算，同时考虑附加系数1.5G3=1.5x1.26mx32.4mx200kg/m2=12.2吨3.2.4、 竖向荷载W=G1+G2+G3=16+2+15.1=32.33吨3.2.5、 混凝土对模板的测压力当采用插入式振捣，混凝土对模板侧压力为：P=r（h+0.05）r-混凝土容重2500kg/m3i混凝土厚度，取0.3mP1=2500（0.3+0.05）=875kg/m2同时，考虑混凝土浇筑时动荷载对模板的侧压力：P2=200kg/m2P=P1+P2=1075kg/m2侧压力:P=1075kg/m2x40mx0.7m=30.1吨桁架梁刚度强度验算略。3.2.6、 支撑杆（爬杆）计算允许承载能力：P=3.142EI/K（ul）2E-支撑杆弹性模量，E=2.1x106kg/cm2II支撑杆的截面惯性矩，I=11.35cm4K-安全系数，K=2Ul-计算长度，按Ul=1.20mP=3.142x2.1x106x11.35/[2x（1.2）2]=8159.85kg/cm2因此支撑杆数量（千斤顶数量）：n=w/c/pP-支撑杆承载能力，取P=6吨；C-载荷不均衡系数，取C=0.8;N=32.33吨/0.8/6吨=6.7（台）取千斤顶10台,可满足要求。3.3、滑模施工滑模施工的特点是钢筋绑扎，混凝土浇筑，滑模滑升平行作业，连续进行。模板定位检查完成后，即可进行钢筋的安装，前期钢筋绑扎从模板底部一直绑扎至提升架横梁下部，起滑后，采用边滑升边绑扎钢筋平行作业方式，钢筋绑扎超前混凝土30cm左右。钢筋的垂直运输，尽量依靠地面起吊设备吊至工作面，若吊高不够，需在工作盘上设置拔杆，利用卷扬机提升。滑升中，钢筋绑扎严格按照设计要求，每根爬杆代替一根竖向筋。爬杆接头在同一水平内不超过1/4。为确保模体安全运行，要求爬杆平整无锈皮，当千斤顶滑升至距爬杆顶端小于350mm时，应及时接长爬杆，接头对齐，不平处用角磨机磨平，爬杆同环筋相连，焊接加固。钢筋、砼及其它材料由5吨卷扬机边过龙门架吊至工作面。3.3.2、 混凝土入仓方式及人员上下工作盘混凝土采用混凝土罐车运输至现场，由1立方料斗通过卷扬机提升至工作面入仓。人员由工作盘下挂设的安全爬梯上下工作面。3.3.3、 滑模滑升混凝土初次浇筑和模体的初次滑升，严格按以下六个步骤进行，第一次浇筑10cm厚，半骨料的混凝土或砂浆，接着按分层厚度不大于30cm浇筑第二层，厚度达到70cm时，开始滑升3〜6cm，检查脱模混凝土凝固是否合适，第四层浇筑后滑升6cm，继续浇筑第五层又滑升12cm〜15cm，第六层浇筑后滑升20cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升。混凝土浇筑采用分层对称浇筑，分层厚度不大于30cm。滑模的初次滑升要缓慢进行，并在此过程中，对液压装置，模板结构以及有关设施，在负载情况下，作全面检查，发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常滑升。施工转入正常滑升时，应尽量保持连续作业，由专人观察脱模混凝土表面质量，以确定合适的滑升时间和滑升速度。正常日滑升3.0m左右。混凝土浇筑前应做混凝土固身凝固试验，应控制其固身凝固时间6〜8小时，初凝13-15小时。为保证混凝土顺利入仓，要求混凝土和易性、流动性好，坍落度15cm〜18cm。脱模的混凝土面应无流淌和拉裂现象，手按有硬的感觉并能压出1mm左右的指印，能用抹子抹光。若脱模混凝土面平整，可不做抹光处理。如脱模混凝土面有缺陷，应立即进行混凝土表面修补，一般用抹子在混凝土表面用原浆压平。为使已脱模混凝土面具有适宜的硬化条件，防止发生裂缝，在辅助盘上设洒水管，或养护模，或养护剂对脱模混凝土面进行及时养护。滑模的测量控制，采用悬挂重垂线的方式进行。在短边外模上口各设一根重垂线。以检测整个模体的偏移及扭转。利用千斤顶同步器进行水平控制，以确保整个模体垂直滑升。同时利用千斤顶的高差，进行模体微调纠偏，旋转或偏移较大时采用施加外力与调整局部千斤顶的高差进行纠偏。3.3.5、 停滑措施及施工缝处理滑模施工需连续进行，因结构需要或意外原因停滑时，应采取停滑措施，混凝土停止浇筑后，每隔15分钟，滑升1〜2个行程，直至混凝土与模板不再粘结。由于停滑或施工工艺所需造成的施工缝，根据施工规范要求处理。3.3.6、 滑模施工中出现问题及处理滑模的施工中出现的问题有：滑模体倾斜、滑模体平移、扭转、模体变形、混凝土表观缺陷、爬杆弯曲等，其产生的根本原因在于千斤顶工作不同步，荷载不均匀，混凝土浇筑不对称，纠编过急等。因此，在施工过程中首先要把好质量关，加强观测检查工作，确保良好运行状态，发现问题及时处理：3.3.6.1、 ^偏利用千斤顶高差自身纠偏或施加一定的外力给予纠偏。所有纠偏不能操之过急，以免造成混凝土表面拉裂，死弯，滑模变形，爬杆弯曲等事故发生。3.3.6.2、 爬杆弯曲爬杆弯曲时，采用加焊钢筋或斜支撑，弯曲严重时，切断爬杆，重新接长后再与下部爬杆焊接，并加焊“人”字型斜支撑。3.3.6.3、 模板变形处理对部分变形较小的模板，采用撑杆加压复原，变形严重时，将模板拆除修复。3.3.7、 滑模拆除滑模滑升至设计位置时，将滑模滑空后，利用龙门架，在高处拆除。滑模体拆除注意事项：3.3.7.1、 必须在现场负责人的统一指挥下进行，并预先制定安全措施。3.3.7.2、 操作人员必须配戴安全带及安全帽。3.3.7.3、 拆卸的模体部件要严格检查，捆绑牢固后由起吊下放。4、劳动组织及机具设备：每个滑模班组采用两班24小时作业方式。施工技术主管1人、技术员2人、质检员2人、作业班长2人、钢筋工9人、砼工10人、电工1人、电焊工2、修面养护3人、滑模维护工2人、钢筋制作及套丝5人、杂工2人，合计：39人。5、 质量控制：5.1、 质检制度为确保工程质量，我们着重对生产过程和原材料质量进行检查和控制。在施工中，建立操作人员自检、班组互检、工序交接检查和工前检查、工中检查和工后检查以及分项分部检查、定期检查和随机抽查的内部检查制度。5.2、 质检程序质量检查程序为：质量员检查合格后，报项目部质检员；质检员检查合格后，报项目质检部；质检部验收合格并签认后，报监理工程师，以层层把关，确保工程质量。质量控制按施工准备阶段、施工过程中和施工完成阶段三个阶段进行。6、 安全措施：6.1、 开工前作业人员必须进行岗位培训，并对他们进行安全技术交底和应知应会考核。6.2、 安全用电，施工现场配备标准化电闸箱，设置明显的标志，夜间施工照明应良好。6・3、作业区域内设置各种安全警示牌和标语，设警戒标志，由专职安全员管理。6.4、 在滑模平台上应设防护栏，挂安全防护网。高空作业应使用安全带、安全绳。6.5、 操作盘和辅助盘要设护栏，盘面经常保持清洁，以防坠物伤人。6.6、 各种悬吊装置要牢固可靠，必须进行日常检查工作，确保安全无事故。6.7、 做好电气设备管理工作，防止漏电事故发