苏通大桥墩身施工方案(爬模)

苏通长江公路大桥墩身施工方案2－1施工技术方案1.概述1.1工程概况苏通大桥B2标水上墩身均采用钢筋混凝土分离式矩形薄壁墩，46＃－55＃单幅桥墩平面尺寸为6.5m×4.2m，56-64#单幅桥墩平面尺寸为6.5m×4.5m。距墩底4m范围内和墩顶2m范围内为实心段，中间为空心段，空心段上下2m为倒角部分，下部壁厚由1.2m渐变为0.7m，上部壁厚由0.7m渐变为1.2m，中间壁厚为0.7m。墩身纵向中心距桥梁中心线8.7m。墩身底标高为＋1.0m，墩顶标高从46＃墩的＋41.592m到64＃墩的＋61.842m。混凝土标号为C40。墩身受力主筋均采用直径32mm的Ⅱ级钢筋，采用墩粗直螺纹连接。墩身受力主筋伸入承台混凝土中1.5m。箍筋均采用直径12mm的Ⅱ级钢筋，距离墩底4m范围内和墩顶2m范围内沿墩高15cm一道，中间布置形式为50×10cm＋N×15cm＋M＋50×10cm，N和M根据各墩墩身高度而定。墩身施工均采用全自动液压爬模施工。共拟投入六套爬模，即三个墩六个墩柱的模板。墩身每节浇注高度为4m，在变截面处和墩顶处进行部分调整。各墩分节段见表1。1234567891011121314151646#墩4444444442.5922.047墩4444444443.7172.048#墩444444444.54.3422.049墩4444444.54.54.54.4672.050#墩4444444444.03.0922.051墩4444444444.04.2172.052#墩444444444.54.54.3422.053墩4444444.54.54.54.54.4672.054#墩4444444444.04.03.5922.0苏通长江公路大桥墩身施工方案2－255墩4444444444.04.54.292.056#墩44444444.4.54.54.54.3422.057墩4444444444.04.04.02.9672.058#墩4444444444.04.04.04.0922.059墩4444444444.04.54.54.2172.060#墩444444444.54.54.54.54.3422.061墩4444444444.04.04.04.03.4672.062#墩4444444444.04.04.04.54.0922.063墩4444444444.04.54.54.54.2172.064#墩4444444444.04.04.04.04.02.84221.2气象条件桥址位于长江下游，临近长江入海口，地处中纬度地带，属北亚热带南部湿润季风气候。气候温和，四季分明，雨水充沛。主要灾害天气有暴雨、旱涝、连续阴雨、雷暴、台风、龙卷风、飙线、寒潮、霜冻、大雪和雾，因各墩间依次按顺序施工，总体施工时间较长，因此各种自然气象因素均有可能对墩身施工带来一定的影响，而其中尤其以风及雾的自然因素影响最大。桥位地区年平均气温为15.40℃，年极端最高气温为42.20℃，年极端最低气温为-12.70℃，最高月平均气温为30.10℃，最低月平均气温为-0.20℃.桥位地区年平均下雨日为120天左右，最多150天；年平均下雾日和雷暴日均为30天左右，最多可达60天。因受热带风暴和台风影响，从5月下旬至11月下旬桥区位置均有可能遭受台风袭击，年均出现台风2.3～2.7次，7月上旬至9月中旬为台风多发期，8月份是台风影响最多的月份，约占40%。对墩身施工具有一定的影响。受季风气候影响，桥位地区盛行西北风，下半年以东南风为主，全年以偏东风出现频率最高。桥位处江面不同重现期基本风速见表2.1。桥位处江面不同重现期基本风速（m/s）表2.1苏通长江公路大桥墩身施工方案2－3重现期10年30年50年100年120年150年200年风速32.035.537.139.139.740.441.32、施工工艺及方法2.1总体施工工艺墩身施工主要采用液压自爬模系统，按每4m高分节段进行施工。钢筋主筋采用墩粗直螺纹连接，每次接长为8m。钢筋及其它小型材料、工索具采用一台80t.m塔吊进行垂直方向运输。混凝土搅拌采用水上拌和船，混凝土垂直运输采用泵送。施工人员经过楼梯上下墩身。2.2总体施工流程在承台施工完毕后，在承台上两柱间安装塔吊，接长钢筋，立模进行墩身首节段4m施工。在首节段混凝土达到强度后，安装爬模系统，并绑扎钢筋进行第二节段混凝土灌注。在混凝土达到一定强度后，内、外脱模，安装爬轨及液压系统并爬升至第二节段，进行第三节段施工，并安装支撑架下方的下爬架。完成后进入正常爬架爬升、钢筋接长、关模、混凝土灌注、脱模、爬架爬升等工序，完成整个墩身施工。墩顶采用在墩身内侧壁埋设预埋件，安装牛腿，铺设预制板进行施工。墩身施工工艺流程见图：2.2。苏通长江公路大桥墩身施工方案2－4图2.2墩身总体施工流程图2.3墩身施工2.3.1爬模结构设计在各墩身正式施工前必须完成墩身爬模结构设计及加工制作。液压爬模系统的设计由专业设计院设计，加工和专业加工厂家进行加工。2.3.1.1爬模设计条件及说明①系统抗风能力：爬升：6级风墩身首节段施工爬架循环爬升、完成墩身正常段施工墩顶施工爬模系统拆除爬模架体第一步安装墩身第二节段施工爬架架体第二步安装爬模架体爬升第三节段施工爬架安装完毕承台施工塔机安装爬模系统设计爬模系统加工、制作进行下一墩身施工苏通长江公路大桥墩身施工方案2－5锁定浇注砼：12级风②最大施工节段高度：4.5m。③爬升倾斜角：0o④额定垂直爬升能力：125KN。⑤模板、浇筑、钢筋绑扎工作平台（＋1，＋2、＋3、＋4层）单层最大承载能力：3KN/m2总体额定承载能力：3KN/m2⑥爬升装置工作平台（0层）最大承载能力：1.5KN/m2。⑦修饰及电梯入口平台（－1,-2层）单层最大承载能力：1.0KN/m2⑧供电方式：三相四线交流，380/220V2.3.1.2爬模构造设计爬模主要由液压爬升体系、模板体系和工作平台体系组成。该体系每节混凝土浇注高度为4米。爬模总体构造见图：2.4。并附加一节0.5m可拆卸模板，以适应不同的墩高，减少施工节段。苏通长江公路大桥墩身施工方案2－6图2.4爬模总体构造图（单位：毫米）（1）液压爬升体系液压爬升体系：由预埋固定件、附墙悬挂件、爬升导轨、自锁提升件、液压缸、液压泵站。（2）模板体系外模板为钢模板，由面板、角钢、型钢背带及其锁定连接件、模板对拉螺杆组成。面板为6mm厚钢板；竖向背带为角钢∠100×63×6，间距300mm；横向背带为槽钢［8和双肢槽钢［16；模板共加工6套（一个墩两个墩柱，每个墩柱各一套）。内模板同样采用钢模，面板为4mm厚钢板，长边模板为倒角异型整块模板，短边模板在55＃墩以后由180cm变为210cm，上下两端为倒角模板。竖向背带为角钢∠100×苏通长江公路大桥墩身施工方案2－763×6，横向背带为双肢槽钢[10。墩身模板平面示意图见图：2.5，外模板示意图见图：2.6。长边模板（一）长边模板背带对拉丝杆连接器短边模板长边模板（二）长边模板（一）图2.5墩身模板示意图长边模板拼装图短边模板拼装图图2.6外模板示意图模板调节支架由H型钢、φ36的螺旋杆和劲板加工而成，H型钢与爬升架焊接，螺旋杆通过小槽钢、丝杆套筒与H型钢连接，通过旋动螺杆对外侧模进行调节并固定外侧模。苏通长江公路大桥墩身施工方案2－8模板调节支架在浇注混凝土时安装和支撑模板，并承受部分混凝土侧压力。混凝土浇筑完毕后，拆模时旋松螺杆，通过手拉葫芦进行模板的脱模，再通过上部调节导链将模板后退，让出足够空间，进行模板维护工作。模板调节支架见图：2.7。图2.7模板调节支架示意图（3）工作平台体系工作平台共分5层，两个上部工作平台（2＃、1＃）、一个主工作平台（0＃）、；两个下部工作平台（－1＃、－2＃）。主工作平台用于调节和支立外侧模，2＃、1＃平台用于帮扎钢筋和浇筑混凝土，－1＃平台主要用于爬升操作，－2＃平台用于拆卸锚固件和混凝土修饰。（5）下吊架下吊架由吊杆、横梁及斜撑组成。所有部件均为拼装构件，采用螺栓和销轴连接。共三层，主要供爬升装置操作，锚锥的拆除，墩身混凝土表面修饰及设置电梯入口的工作平台支架。（6）动力装置与管路系统系统由液压动力站、快换管路、液压缸和电控及其操作系统等几个主要部分构成。2.3.1.4液压爬模工艺原理爬模的爬升通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现。当爬模架处于工作状态苏通长江公路大桥墩身施工方案2－9时，导轨和爬模架都支撑在安装在预埋锚锥的锚板上，两者之间无相对运动。退模后，在所浇段混凝土中预埋的锚锥上安装连接螺杆、锚板及锚靴，调整步进装置手柄方向来顶升导轨，爬架附墙不动，待导轨顶升到位并锁定在锚板及锚靴上后，操作人员转到下平台拆除导轨提升后露出的位于下平台处的锚板及锚靴等。解除爬模架上所有拉结，进入爬模架升降状态。调整步进行装置手柄方向顶升爬模架，导轨保持不动，爬模架就相对于导轨向上运动。在液压千斤顶一个行程行走完毕后，通过步进装置，一个爬头锁定爬升对象，一个爬头回缩或回伸，进行下一行程爬升，直至完成爬升过程。爬架爬升示意图见图：2.8。苏通长江公路大桥墩身施工方案2－10轨道爬升状态轨道爬架爬升状态墩身锚锥、锚板、锚靴架体墩身架体轨道轨道系统到位状态图2.8爬模爬升示意图2.3.2实验段施工在正式墩身混凝土施工前，进行墩身混凝土实验段施工。实验段共进行2-3次。实验段砼外形尺寸为5m（长）×4m（高）×0.5m（厚），为墩身每节段短边方向尺寸。实验段模板采用墩身施工时相同模板。通过实验段，主要应取得以下实验成果：①确定混凝土各种原材料最终选料。苏通长江公路大桥墩身施工方案2－11②确定墩身施工的混凝土最佳配合比。③确定混凝土和易性能否满足施工要求。④确定混凝土初凝时间≧6h，终凝时间≦14小时是否满足施工要求。⑤确定混凝土坍落度16-18cm能否达到要求。⑥确定混凝土24小时强度能否达到20MP。⑦确定模板刚度能否达到规范及施工要求。（要求模板变形不大于2mm）⑧确定混凝土表面光洁度是否满足要求。⑨确定所选用的脱模剂使用效果能否达到规范、业主、监理要求。实验段在墩身正式施工前2个月进行，以利于总结经验，改进工作及给墩身施工有充足的准备时间。2.3.3塔机安装墩身施工所用小型机具及钢筋等材料通过一台60t.m塔机进行垂直运输。在墩身正式施工前，必须完成该塔机的安装。塔机通过预埋在承台表层混凝土上的地脚螺栓进行固定，安装位置位于两塔柱之间。随着墩柱施工的升高，塔机中间每间隔20m用塔吊连接杆与墩柱连接，确保塔机安全。在各项准备工作就绪后，进行墩身施工。2.3.4墩身首节施工墩身首节高度为4m，最下面4m为实心段，其上20cm为变截面空心段。墩身首节的作用在于给爬模的安装创造有利条件。（1）支架搭设首节支架搭设采用Ф48×3mm脚手管，支架搭设间距为100cm×100cm×100cm，沿墩身外围四周搭设三排，主要用以临时固定接长钢筋及起始段模板，并为模板支、拆及安装爬模搭设简易操作平台之用。（2）钢筋墩身竖向钢筋主筋拟采用8m定尺，上下主筋竖向连接采用镦粗直螺纹进行连接，接头数量为同一断面钢筋总数量的50%。上、下接头断面错开1.2m。水平环向钢筋采用手工单面搭接焊，搭接长度为10d。实心段Φ25mm水平主筋采用镦粗直螺纹连接。苏通长江公路大桥墩身施工方案2－12钢筋绑扎时先接长内、外层主筋，接长时内、外层按同一方向同时进行。接长的钢筋上端采用临时定位框固定于支架上。主筋接长完毕后，进行环向水平钢筋绑扎，形成整体钢筋骨架。（3）模板首节外模板采用自爬模外组合模板，另在下方接长一节60cm模板。在2m高以上的空心段部分，采用变截面特制模板，上面另安装0.6cm高的模板，以弥补内模高度不足的60cm高的直线段。墩身底部实心段采用钢板压模。空心段模板采用Ф20对拉螺杆承受混凝土浇筑时的侧压力，实心段采用在承台表面预埋铁件，设置支撑进行加固。首节段模板安装前用铝合金条作靠尺，在墩身轮廓线内设置水泥砂浆带，防止漏浆。模板下用木