桥梁高墩整体式提升模板施工工法

第页桥梁高墩整体式提升模板施工工法前言近年来我国交通运输网发展迅速向山区推进，桥梁建设的地质条件越来越复杂，桥梁结构类型逐渐趋于复杂化，高墩桥梁逐年增多，在桥梁施工中，高墩施工是关键工程，亦是难点工程，直接制约着桥梁施工的工期。传统的施工工艺相对落后，施工效率低下，施工成本较高，直接制约着高墩施工技术的发展。随着我国桥梁建设领域的飞速发展，桥梁机械化、智能化、标准化施工日益发展。桥梁高墩整体式提升模板施工工艺在此背景下应运而生。为了保障桥梁施工的整体质量安全，保持模板整体性能够显著降低模板用于加固、拼装的时间，降低人力资源的劳动强度，具有很高应用的价值。工法特点（1）机械化程度高。（2）较传统施工工艺，安全性高。（3）降低模板用于加固、拼装的时间，降低人力资源的劳动强度。（4）优化工艺工装，进一步缩短施工周期，降低施工成本。适用范围本工法适合于桥梁高墩整施工，对有高质量高安全诉求的项目，保障桥梁施工的整体质量安全，保持模板整体性能够显著降低模板用于加固、拼装的时间，降低人力资源的劳动强度。工艺原理高墩整体式提升模板施工工法，其参照自提升式操作系统，主要由围圈、提升架、支撑杆组成，是将滑模固定模板系统改进为悬吊拆装式模板系统。合模后，模板与围圈桁架距离50cm，便于脱模。模板通过吊环和滚轮吊于Ｆ架上，在浇筑过程中混凝土侧压力主要由模板自身的对拉条进行平衡。通过楔块式液压千斤顶支撑于预埋在墩柱混凝土内的无缝钢管，实现模板围圈系统的同步提升。为防止混凝土浇筑时围圈变形，内、外侧模板倒角处增设对拉螺杆对模板进行固定。在完成一个节段的钢筋绑扎后，吊模内、外模架体通过千斤顶沿着预埋的钢管轨道进行整体爬升，爬升就位后，安装拉筋及部分箍筋。再进行模板安装，使吊于Ｆ架的模板通过滚轮进行合模，安装对拉拉杆，最后浇筑混凝土、养护、凿毛，并准备下一节段爬升施工。施工流程及操作要点工艺流程图操作要点（1）基础段施工首先施工基础段，基础段高度1.5m，结构尺寸与墩柱一致，基础段钢筋在承台中预埋。基础段施工采用立模施工，一定要保证基础段轴线位置准确，竖直度采用全站仪纵横向测点不得少于2处，允许偏差控制在H/1000，且不大于20mm。在基础段施工时，在每侧横向长截面预埋3根，每侧纵向短截面预埋2根φ48×3.5mm钢管在混凝土内，使用φ38×3mm钢管作为内衬管采用焊接连接。基础段施工的作用是为体系安装提供足够的空间高度。（2）钢筋安装在墩身基础段完成之后进行钢筋安装。钢筋统一在钢筋加工场制作，运到现场，按照钢筋绑扎技术要求进行绑扎。第1节钢筋施工完成后，应进行平台搭设。第2节钢筋绑扎安装后，就可以安装提升体系。（3）提升体系主要组成a、围圈：围圈主要作用是作为整个体系的承载结构，上面布置操作平台、F架等全部体系结构。围圈采用L100×6和L80×5角钢焊接成桁架，宽、高均为81.6cm，横向杆件间距1.2m(其中长围圈，两杆件间采用角钢斜向连接。边角四根角钢采用L100×6角钢，斜向连接杆采用L80角钢。b、支承杆：支承杆采用φ48×3.5mm钢管支撑在混凝土内，使用φ38×3mm钢管作为内衬管采用焊接连接。围圈通过F架、千斤顶进行提升。提升架主梁采用2×[18a槽钢制作，[10a槽钢做内外两道斜支撑。支承杆接长过程中，采用靠尺检验其垂直度，然后在支承杆顶部采用十字扣件固定，同劲性骨架连接固定。支撑杆c、千斤顶：支承杆均支撑在混凝土内，内外侧错开布设。千斤顶采用滑模成套设备厂生产的QYD-100型楔块式液压千斤顶，理论起重量100kN,工作起重量50kN，行程35cm，设有自锁装置。千斤顶内通过两个内齿卡环循环工作沿支承杆向上爬行。d、F架：F架作为整体提升体系的主要受力构件，采用18a槽钢两根并使用10a槽钢做为连接，形成F型结构，两根18a槽钢中间安装滚轮、精轧螺纹钢悬吊杆，无缝钢管同时穿过连接千斤顶卡在F架上。（4）模板提升根据现场实测，自拌C40混凝土初凝时间为12~14ｈ，一天强度可达到18MPa。在混凝土达到初凝后可进行模板的提升。每个墩柱共安装液压楔块式千斤顶10个，连接同一个液压控制台，根据每个千斤顶的液压控制阀调节行程大小，以达到同步提升的效果。千斤顶穿过混凝土预埋的无缝钢管，通过连接F架，在无缝钢管上爬升，实现同步提升模板及平台体系。模板提升时，应注意以下几点：a.控制提升速度，同步提升。b.同一批组装的千斤顶，在相同荷载作用下，其行程应接近一致。用行程调整帽调整后，单次行程为5cm，行程差不得大于2mm，卡头锁固牢靠，放松灵活。c.液压系统安装完毕，应进行全面检查，各密封处无渗漏，试运转3次，待各部分工作正常后，插入支承杆。d.安装完下节段主筋后，将支撑杆与主筋适当进行连接，使主筋限制支撑杆的平面位移，提高支撑杆的安全系数。e.提升后对对拉孔及时进行封堵修整。模板就位、浇筑混凝土液压模板提升（5）模板就位安装模板安装总体要求：根据桥墩结构尺寸，现场拼装，满足模板安装的规范要求。本工程的墩身高度较高，为了减少混凝土施工缝，使用2.5m高的模板进行施工。内外模板分别使用定型钢板和整体钢板进行施工，模板为6mm厚。为防止模板变形，可使用槽钢进行横向加固，增加其整体性。模板的拉杆选择使用φ16mm螺纹钢，拉杆孔只设置在墩身平面位置上，以更好地保证模板质量。模板通过F架上的滚轮实现前后移动，从而起到与混凝土面的开合效果。滚轮悬吊模板向后移动，打开模板，提升后，滚轮向前移动，使模板合拢。模板合拢就位后，调节模板对拉杆丝杠螺母，闭合模板。然后进行垂直度校正检查，利用全站仪使用坐标法进行施工控制。对于拼缝过宽的定型组合钢模板之间，底侧模和混凝土面的结合部位应采用夹垫薄泡沫片，薄橡胶片等材料，避免出现漏浆的问题。然后方可浇筑混凝土、凿毛、进行下一节段施工。（6）封顶段施工墩顶0.5m设计为实心段。空心薄壁墩墩身施工至最上侧倒角位置时，在长边倒角位置设置预留槽，每侧设置8个，间距50cm，用来放置I20工字钢。工字钢上方铺设方木，方木间距30cm，其上方可铺设底模。材料设备根据对高墩工作面考虑，可参照配备机械设备。配备机械设备序号机械名称型号数量单位备注1汽车吊80t1台2千斤顶穿心式8个3手拉葫芦（1-3）t8个4振动棒4个质量控制（1）在桥梁工程施工计划制定完成之后，除非出现重大情况，理论上不能在施工过程中进行施工方案的变动，施工单位需要严格按照原有的施工计划来组织施工人员开展施工作业。（2）空心薄壁墩结构尺寸为6.2*3m，模板结构尺寸偏差（+0，-1）mm，模板平整度允许偏差不得大于5mm，相邻两板表面高低差不得大于2mm，轴线偏位允许偏差8mm。（3）在使用本技术对桥梁高墩进行施工作业的过程中，必须要使用高强度预埋件。（4）检测到所浇筑的混凝土强度达到了12MPa之后，需要迅速针对对拉螺栓进行拆卸，将模板后退，模板爬升以前扫清所有的障碍。（5）应高度关注纠偏防偏工作，保障支撑杆与地面是否保持垂直以及支撑杆的稳定性是否符合技术要求，若出现偏差需要及时进行修正。（6）关注支撑杆的清洁度问题，需要对支撑杆进行长期清扫和注射润滑油，为了保障千斤顶的正常使用，施工单位必须要制定相应的强制更换制度，并在施工作业当中进行严格的落实。（7）正常滑升过程中，相邻两次提升的时间间隔不超过0.5h。（8）正常滑升过程中，使所有的千斤顶充分进油、排油。当出现油压增至正常滑升工作压力值的1.2倍，尚不能使全部千斤顶升起时，停止提升操作，立即检查原因，及时进行处理。（9）在正常滑升过程中每滑升300mm，应对各千斤顶进行一次调平，特殊结构或特殊部位应采取专门措施保持操作平台基本水平。各千斤顶的相对标高差不得大于40mm，相邻两个提升架上千斤顶升差不得大于20mm。当千斤顶相对高差或相邻两个提升架上千斤顶升差超过允许值时，单独打开相对标高较低的千斤顶油阀，进行顶升，直至满足要求。安全措施（1）在施工过程中，安全管理人员应对施工现场开展长期的巡视工作，检查施工人员是否穿着安全带、安全帽、防滑鞋等劳保装备，一旦发现问题，安全管理部门工作人员有权立即叫停现有的施工作业。（2）选定施工场地后不再发生变动。但现场环境错综复杂，采取科学的安全防护措施是确保滑模施工安全性的关键。（3）施工方案的编制要立足于现场实际情况，贯彻安全、高效的理念、方案要具有全面性，如工程概况、施工计划、现场安全管理等方面的内容都要足够细致。（4）高墩整体式提升模板工法施工存在较多的安全隐患，施工人员必须采取安全措施。施工单位要明确各岗位员工的职责，加强安全培训，从而减少人为安全事故。（5）施工中还容易发生高空坠物事故，因此在浇筑平台外围需搭建具有稳定性的护栏，高度设为1.2m,所有施工人员均要佩戴安全防护用品。（6）大物件的搬运要在现场无障碍的情况下进行，以免威胁到人员安全。（7）在施工建（构）筑物的周围应设立危险警戒区，拉警戒线，设警示标志。警戒线至建（构）筑物边缘的距离为10m。（8）第一批插入千斤顶的支承杆长度为2m、3m、4m、5m四种，埋设时不同长度支承杆间隔布置，支承杆接长标准节段为6m。（9）在滑升过程中，应检查操作平台结构、支承杆的工作状态及混凝土的凝结状态，发现异常时，及时分析原因并采取有效的处理措施。（10）在完全顶升后，可将止退挡圈旋下，直至顶住缸体，由止退挡圈及缸体进行受力，从而可以撤去油泵，实现千斤顶的自锁，来防止千斤顶不能自锁，发生危险。（11）液压系统组装完毕，在插入支承杆前进行试验和检查，并符合下列规定：a、对千斤顶逐一进行排气，并做到排气彻底；b、液压系统在试验油压下持压5min，不得掺油和漏油；c、空载、持压、往复次数、排气等整体试验指标应调整适宜，记录准确。d、千斤顶为楔块式液压千斤顶，通过两个内齿卡环进行循环提升，环保措施（1）浇筑混凝土时，应尽量避免污染施工场地。（2）施工完毕后，应清除废物，确保施工场地环境。（3）施工营地、场地、便道等在使用完毕后，按要求及时恢复。（4）加强对施工机械的严格检查，最有效的方法就是尽量减少因机械故障造成漏油的情况发生，若发生此情况，采取相应的油污处理措施，油料污水未经有效处理，不得直接排放。墩柱施工完成后应及时清理水中的杂物和陆地环境。（5）保证施工现场便道畅通、场地平整、无大面积积水，场内设置连续，畅通的排水系统，沟底，合理组织排水。（6）在进行模板打磨涂油时，因下垫防渗漏材料，防止污染环境。（7）施工期间，施工物料如油料等应严格堆放、管理，防止物料随雨水径流排入地表及附近水域，造成污染。（8）施工区域的混凝土废料，在施工其间和完工以后应妥善处理，以减少对河道、溪流的侵蚀，防止沉渣进入河道或溪流。资源节约（1）本工法形成过程中，严格执行国家对于节能方面的规定的相关要求，最大限度的节省施工成本。（2）整体式外爬架的提升托架结构设计合理，传力形式简单，结构整体稳定性能好，易于操作，支架材料投入少，性价比优于传统，为社会节约了资源。效益分析（1）经济效益本施工技术对高墩施工速度的显著提高，使人、材、机的充分利用，大幅节省机械设备费用及人工费用。高墩柱施工一般位于工程关键线路，施工进度直接影响工程总进度，采用本施工技术缩短了总工期，减少施工管理费用，节约成本。我标段空心薄壁墩设计总方量11237m³，翻模施工成本为928.2万元；桥梁高墩整体式提升模板施工技术成本为588.8万元，使用该工艺，经济效益大幅度提高。（2）社会效益本施工技术提高了高墩施工进度，缩短总工期，同时，