空心薄壁高墩翻模施工方案

陈水碾左线大桥空心薄壁高墩翻模施工方案在山区修建高等级公路，桥、隧相连，长大隧道、高墩高架桥是不可免的。由于山区高架桥墩的特点，下部结构一般都采用空心薄壁墩，结构轻，具有良好的抗弯、抗扭能力，桥墩刚度和稳定性高，适用于不同体系的施工，且对于大中跨径的预应力混凝土箱梁桥而言具有良好的经济技术指标，并可以改善上部结构的受力状况。空心薄壁高墩施工重点是解决模板选型、模板安装及拆除、混凝土运输、墩身垂直度控制等。1、工程概况乐雅高速公路地处山区，桥址处地形崎岖，山势高险陡峻。TJ10合同段陈水碾左线大桥7、8#设计为桩基础，7#墩设计为3.14m×2.0m方桩基础；8#墩设计为桩径1.8m桩基，墩下承台有4根桩基，承台尺寸10.3m×7.0m×3.0m；最大墩高51.24米，采用钢筋混凝土变截面空心方墩、墩顶尺寸200×200cm，纵向按80:1变坡，横向等宽，壁厚0.4m。ZK75+941陈水碾左线大桥为跨越沟谷设置，采用公路-Ⅰ级汽车荷载。起点桩号：ZK75+706，止点桩号：ZK76+172.28，全长466.280米；上部结构：采用6×30+4×40+4×30米预应力砼简支T梁；下部结构：桥墩采用钢筋砼柱式桥墩，桩基础和重力式，扩大基础。2、模板方案选择目前，空心薄壁高墩的施工模板方案主要有滑模、爬模、翻模三种方案可供选择。液压滑模和液压爬模施工速度快，但配套设备多，施工机具投入大，一般均需配备塔吊、电梯等设备，模板刚度高，自重大，混凝土外观质量差，施工纠偏困难。一旦开始施工，不得中断，雨季施工质量难以保证，且昼夜连续作业，管理难度较大。“提升翻模”施工落地支架材料用量较大，但配套设备较少，施工机具投入小，模板刚度要求低、自重小，混凝土外观质量容易控制，施工纠偏容易，可以连续和间断施工。因此，根据本工程现场实际情况，经比较，最终决定采用“钢管爬架翻模”(简称“翻模”)施工空心薄壁高墩，充分利用常用构件，且工艺较简单易行。3、翻模设计及稳定性分析3.1翻模设计陈水碾左线大桥全桥4座空心墩身，合计高度193.2m，平均48.3m/墩，最大墩高51.24m。模板系统主要由外模、内模、模板加固系统等组成。外模共计配备4套翻模，每一套翻模共6.75m高，每一套翻模分三节，每节2.25m。内模采用钢模，配备数量同外模，每节内模10块，即四个拐角各一块，顺桥向每侧各两块，横桥向每侧各一块，以方便内模拆模。外模由成都市金合力建筑模板有限公司加工，每节外模由6块2.25×2.0m和6块3.6×2.0m钢模组成。面板为5mm厚钢板，竖向采用［100槽钢加固，间距30cm，横肋采用2根［槽钢，距模板边缘30cm，模板四周采用∟80角钢包边。模板四角设有倒角拉杆，同拉杆共同防止胀模现象发生。模板施工见图一：3.2模板稳定性墩身底部2m为实心部位，先浇注实心段混凝土，以利内模支立的稳定。2m以上墩身为空心墩，为保证模板的稳定性，内、外模之间采用“内顶外拉”的工艺，且易于控制内外模之间的间距。因外模所受混凝土的侧压力大于内模，外模长边方向顶面之间采用手拉葫芦拉紧，内模之间用钢管架顶紧，以保证长边的稳定性。同时，内、外模间穿Ф20钢筋拉杆，以防止胀模。确保模板的稳定性。为保证模板刚度以及墩身混凝土外观质量，外模板采用钢模板。4、施工的基本原理翻模施工的基本原理是：在承台顶放线立第1节2.25m高模板，浇筑墩底的1.0m实心段。第1节模板混凝土浇筑后暂不拆卸，然后开始搭设墩身四周的钢管脚手支架，同时在第1节模板顶上安装支立好第2、3节共4.5m高内、外模板，绑扎墩身钢筋，浇筑第2、3节模板内的墩身混凝土。待第2、3节模板内的墩身混凝土达到一定强度后，先后拆除第1、2节模板（第3节模板暂不拆），利用支撑于已浇筑的混凝土以及墩身四周的钢管脚手架上的提升吊架，以手提或电动导链(葫芦)提升模板，提升达到要求的高度后悬挂于吊架上，将第1、2节模板依次安装支立于第3节模板顶上，绑扎墩身钢筋，浇筑墩身混凝土。循环交替翻升模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土，每次只翻升2节共4.5m高模板，浇筑4.5m高墩身，依次周而复始，直至完成整个薄壁空心高墩身的施工。5、施工工艺5.1首段墩身施工在承台顶面放样墩身四个角点，并用墨线弹出印记，找平墩身模板底部，清除墩身钢筋内杂物。安装墩身第1节2.25m高实心段模板，在墩身四侧面搭设脚手架施工平台，并安装混凝土输送泵，绑扎墩身钢筋，加固校正模板。自检并报请监理工程师检查合格后，浇注墩身混凝土。混凝土浇注完毕及时进行顶面覆盖和洒水养护。准备下步墩身施工。首节模板安装注意事项：①模板安装前，通过全桥控制网测放每个墩柱中心点和墩身四个角点，并更换测量人并用全桥控制网中另外的控制点校核一次，确保无误后，在承台面用墨线弹出墩身截面轮廓线和立模控制线十字轴线。②沿墩身轮廓线做3cm厚砂浆找平层，以调整基顶水平，达到数点相对标高不大于2mm。第3节墩身施工完，可凿除砂浆找平层，以利底节模板的拆出。③外模安装后再次进行抄平、校正，达到模板顶相对高差小于2mm，对角线误差小于5mm后，上紧所有螺栓和拉杆、支撑。④承台砼施工时，在墩身轮廓线以外埋设φ16短钢筋头，以利墩身外模的支点加固。5.2第2、3节段墩身施工墩身首段混凝土浇筑后第1节2.25m模板暂不拆卸，然后开始搭设墩身四周的钢管脚手支架，同时在第1节模板顶上安装支立好第2、3节共4.5m高内、外模板，第2、3节墩身高均为2.25m，共高4.5m，同时安装。第2、3节外模板外模用塔吊分块吊装，支撑就位于第1节外模顶上，同时安装内模。利用拉杆对拉加固墩身模板。搭设内模施工平台，接长墩身脚手架施工平台，采用卷扬机提升墩身钢筋，主筋接头采用机械直螺纹套筒连接，以减少现场焊接时间，保证施工质量。然后竖立固定混凝土输送泵管。泵送浇注第2、3节段墩身4.5m高混凝土。施工时注意在实心段墩身顶部预留泄水孔，以利上面各节墩身施工期间养生水和雨水流出。5.2其余节段墩身施工第2、3节段墩身施工后，待第2、3节模板内的墩身混凝土达到一定强度后，先后拆除第1、2节模板（第3节模板暂不拆），利用支撑于已浇筑的混凝土以及墩身四周的钢管脚手架上的提升吊架，以手提或电动导链(葫芦)提升模板，提升达到要求的高度后悬挂于吊架上，将第1、2节模板依次安装支立于第3节模板顶上，绑扎墩身钢筋，浇筑墩身混凝土。循环交替翻升模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土，每次翻升2节共4.5m高模板，浇筑4.5m高墩身，依次周而复始，直至完成整个薄壁空心高墩身的施工。即墩身按每两节4.5m标准段循环施工，直至墩顶。最后墩顶高度按设计标高控制，完成墩身施工。5.3模板翻升每当上两节段墩身砼浇筑完成后，即可进行模板翻升，钢筋安装等。（1）模板解体通过悬挂在吊架（架设在已浇筑混凝土和脚手架内）上的导链分别挂住墩身最下1节段的4侧外模，施工人员在外吊架上拆除对穿拉杆、竖向联结螺栓和与上层模板联结的横向螺栓，将外模拆卸。（2）模板提升通过同一侧的2台3t导链人工将模板逐一提升到相应的最顶层，进行模面去污、涂油、清洁。提升过程中应有专人监视，防止模板与周边固定物碰撞。（3）模板安装将上层墩身砼面凿毛清理后，用导链吊装提升，人工辅助对位，将模板安装到对应位置上，安装底口横向螺栓与下层模板联结，并以导链临时拉紧固定。内模板同步安装就位后，及时与已安装好内外模板拉杆连接。模板整体安装完成后，检查安装质量，调整中线水平，安装横带4角螺栓固定。（4）要求墩身各部位砼按照内实外美的要求，立模前认真清洗钢模，涂刷脱模剂,以利于拆模，保持砼外表色泽一致。模板整体拼装时要求错台1mm，拼缝1mm，模板接缝采用建筑专用双面止水胶带胶。安装时，利用全站仪校正钢模板两垂直方向倾斜度和四个角点位置准确性，模板安装完毕后，检查其平面位置、顶部标高、垂直度、节点联系及纵横向稳定性，并经监理工程师检查签认后，方浇注砼。模板加强清理、保养，始终保持其表面平整，形状准确，不漏浆，有足够的强度、刚度。任何翘曲、隆起或破损的模板，在重复使用之前经过修整，直至符合要求时方可使用。模板在运输、拆卸过程中，一定要轻拆轻放，防止变形。模板提升时应做到垂直、均衡一致，模板提升高度应为混凝土浇注高度。墩身模板安装应稳固，设计拉杆数量不能随意减少，倒角拉杆严格按要求设置。5.4墩身混凝土施工砼在拌和站集中拌和，拌合后通过混凝土运输车运输至施工现场，卸入输送泵斗内，通过泵管泵送入模。为方便人员操作，减小高空安拆输送泵管的工作量，在每个墩安装一套泵管，固定在墩身脚手架上，随脚手架的升高而接长，最后接弯管及软管入模。这样很好地解决了山区桥墩台位处施工场地有限，施工机械难以展开，混凝土车辆难以靠近的问题。脚手架在墩身及梁部施工时不拆除，直到全桥合拢后再逐一拆除。高墩泵送混凝土施工注意事项：（1）原材料选择泵送砼的粗骨料粒径选用连续级配碎石，细骨料采用中砂，并掺入缓凝减水剂和粉煤灰，以改善砼的可泵性，延长水泥的初凝时间。严格控制泵送混凝土坍落度在12~18cm之间（根据不同墩身高度而确定）。按规范要求试验确定理论配合比，批准后实施，现场根据原材料含水量，随时调整每批砼的施工配合比。（2）砼拌和砼采用全自动强制式搅拌机拌和，拌和前应调整好各种原材料的掺量和搅拌时间、投料顺序，操作人员监控，试验人员检查。喂料顺序为：砂、水泥、石料，进入搅拌筒内拌和时均匀进水，并掺入外加剂。搅拌时间应大于1.5min。（3）砼浇筑①砼输送泵安放场地平整，设有闸刀箱和水阀，四周砌筑排水沟将砼浇筑过程中泵车冷却水排出场外。②砼泵送过程中尽量少停顿，短时间停泵要注意观察压力表，逐渐过渡到正常泵送；长时间停泵，应每隔4～5min开泵一次，使泵正反转两次，同时开动搅拌器，以防砼离析。如果停泵超过30min，则将砼从泵管中清除。泵送结束后，先将砼压完，再压入水，将管道冲洗干净。③砼到达模板顶后，接软管和串筒入模，以降低砼自由卸落高度，将其控制在2.0m以内。按30cm/层全断面水平分层布料，并根据砼供应情况及时调整布料厚度，在下层砼初凝前浇筑完上层砼。④使用插入式振动器振捣，振捣时移动距离不得超过振动棒作业半径的1.5倍，与侧模保持5～10cm的距离；插入下层砼5～10cm。快插慢拔，每一点应振捣至砼不下沉，不冒气泡泛浆、平坦为止，振完后徐徐拔出振动棒。振捣过程中不得碰撞钢筋和模板，谨防其移位、损伤。（4）砼养护砼采用覆盖洒水的方法养生，养生视气温条件确定，一般7天以上。气温低于5℃时，覆盖保温，不得洒水。（5）施工缝处理每节墩顶砼面充分凿毛，露出新鲜的砼，并冲洗干净，在上节砼浇筑前，将砼面浇一层1cm厚1：1水泥净浆。5.5施工工艺流程图墩身施工时，内脚手架工作平台的组装、钢筋的绑扎、模板的翻升、混凝土的浇筑等工序是循环进行的，墩身的模板也是每次二节、由下往上循环翻升。整个施工过程是不间断、循环进行的，因此施工速度较快。翻模施工工艺流程见下图二：循环图二翻模施工工艺流程图安装墩身底部第1节2.25m高模板模板加固并校正绑扎钢筋浇筑底部2m模板混凝土安装墩身第2、3节4.5m高模板绑扎钢筋浇筑第2、3节4.5m高墩身砼钢筋下料、制作绑扎钢筋混凝土浇筑墩身2段4m高混凝土拆卸、吊升墩身第1、2节4.5m高模板模板清理并修整测量放样墩身脚手架搭设混凝土养生循环至墩顶5.6标高、垂直度控制⑴.薄壁空心墩中心定位测量采用三维坐标控制法。每个墩台施工前，先由项目部测量组用全站仪进行中心定位。定位时应由多人进行换手复测检查，并经监理检查确认后，在承台顶用墨线弹好墩四边轮廓线以及横、纵向轴线，向桥梁施工队交底。标高复核时用水准仪进行测量。⑵.薄壁墩高程测量高程测量采用三种方法进行，一是用全站仪直接进行高程测量；二是用钢尺由墩底水准点往墩顶拉尺进行测量；三是用水准仪在较高处观测标高。最终以水准仪测量为准，其余两种方法作为复核手段。⑶.薄壁墩的垂直度测量墩身垂直度测量采用垂球测量法配合全站仪进行测量。利用垂球对每个薄壁墩四个角各布一点挂线进行测量。平面位置每两模由全站仪对四