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浅析桥梁高墩施工中爬模技术的应用

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摘要:我国的交通基础设施建设自“十一•五”以来得到了飞速的发展,特别是2008年的基础设施“四新技术”在施工中得到广泛应用,爬模技术在桥梁高施工中得到广泛的应用,本文结合会昌白鹅贡水特大桥的实际情况,论述了桥梁高墩施工中爬模技术的应用

关键词:桥梁高墩施工 爬模技术 应用

中图分类号:K928.78文献标识码:A 文章编号:

0引言

爬升模板的简称爬模,是综合大模板与滑升模板施工工艺特点的施工模板。它主要由外模、内模、埋件部分、导轨、液压爬升系统构成。在公路桥梁空心薄壁墩、薄壁墩等高耸结构施工中是一个很有用的模板工具。[1]运用爬模的自爬能力,模板的自身不要垂直运输机具的吊运,可以显著减少吊运机具的工作量。自爬模板配备工作平台,无需设置外脚手架。爬升模板可以提高施工的速度,采用质量轻便的WISA板整体拼装的大模板,每节高度可以达到4.8-6.2米,浇筑高度到达4.5米-6.0米,桥梁同排的两个桥墩配备两套模板、一台塔吊,流水作业,能够提高工作效率,具有很好的经济效益。本文主要是介绍会昌白鹅贡水特大桥的高墩施工中爬模技术的应用,会昌白鹅贡水特大桥19#-22#共有8个高墩,采用4套爬模进行施工。

1桥梁高墩施工技术爬模设计

1.1爬模的结构体系

空心墩爬模外爬内挂、液压爬升式爬模。主要的构成部分包括爬升装置、外模板、工作平台、上爬架、下爬架吊架、内爬架、内模板及电器、液压控制系统、中心起重系统等部分构成。

工作平台,包括混凝土浇筑和绑扎钢筋操作平台、拆装模板操作平台、液压系统操作平台、埋件系统拆除操作平台,以及拆装对拉杆操作平台。拆装模板操作平台为主平台,由承重三角斜撑、承重三脚架横梁、主平台承重梁、后移横梁平台构成,四周是L形支架,主要为安装、拆卸模板之用,上面是拆装对拉杆操作平台,作为调节、模板紧固之用,最上层为混凝土及钢筋绑扎之用,主平台下面为液压操作平台、用来操作整个系统的爬升,最下面为埋件拆除操作平台作为拆除预埋件以及对墩身养护的平台。

外模高度为4.65m,浇筑时下包10cm,上挑5cm,模板面板为21mm的采用芬兰进口WISA板,竖肋为H20的工字木梁,横背楞为H14工字钢,竖背楞为H20的工字钢,在模板的背面设置调节的螺杆,模板底部固定在主平台的滑道上,便于模板的平行移动,拆除模板时只需将模板沿滑道向外平移50cm即可,清除模板表面,均匀刷脱模剂。

内模采用组合模板,模板高度4.6米,面板采用竹胶板组拼而成,竖肋采用H20的木工字梁,横背楞采用H14的工字钢,竖肋于背楞的间距于外模板一致。固定在桥墩内的预埋件上,采用对拉杆与外模固定在一起。

液压爬模的埋件系统包括:埋件板、高强螺栓、爬锥、受力螺栓和埋件支座等。埋件板与桥墩主钢筋之间采用直径不小于20mm的钢筋焊接,埋板与高强螺杆连接,埋件必须具备很好的抗拉效果,埋件板的大小、拉杆长度及直径根据模板系统以及施工临时荷载计算其抗剪和抗拉确定。爬锥和安装螺栓用于埋件板和高强螺杆的定位,浇筑混凝土前,爬锥通过安装螺栓固定在面板上。

导轨是整个爬模系统的爬升轨道,由两根[20的槽钢及1组梯档组焊而成,梯档间距为35cm,供上下下轭的棘爪将荷载传到导轨,进而传到埋件系统上,导轨长度9米。

液压爬升系统包括:液压泵、千斤顶、上轭和下轭4部分。每榀爬架配置1个液压千斤顶,千斤顶的最大行程为55cm,最大顶力为25吨,上下轭是爬架与导轨之间进行传力的部件,改变轭棘爪方向即可实现提升爬架或导轨的功能转换。

在承重平台上安装简易悬臂式起重机,两台重机所为提升钢筋、施工器具的垂直运输设备,它跟随爬模一起上升,一般固定在主工作平台的中心,它的形式一般是单悬臂式,结构简单,提升重量较小,可以有效的减少模板系统的重量,两台起重机可以同时使用上料,可以旋转,具有上料方便,效率更高的优势。

混凝土浇筑采用泵送混凝土,采用地泵输送混凝土,泵管随模板系统的提升而接高。

1.2工艺原理

液压自爬模板工艺原理为自爬的顶升过程通过液压油罐对导轨和爬架交替运动来实现,导轨和爬模架互不关联,二者之间可进行相互运动,当爬模架工作时,导轨和爬模架都支撑在埋件支座上,两者之间无相对运动。

2桥梁高墩施工技术爬模施工

爬模是一种用于现浇钢筋混凝土倾斜或者竖向结构的模板技术,它拥有滑动模板与大模板共同的优点,它的用途十分广泛。

2.1液压爬升流程

液压自爬模爬升流程为:松开模板的对拉螺杆、沿滑道整体后移外模板、开动液压泵启动千斤顶提升导轨、转转爬模轭、提升模板及支架、固定支架模板浇筑混凝土。

2.2液压爬模施工工艺流程

施工准备测量放样钢筋加工与制作绑扎钢筋模板加工与制作模板安装浇注混凝土提升工作平台及模板提升施工至墩顶拆除模板及平台。模板提升、钢筋绑扎、混凝土浇注等工作是循环进行的,直至墩顶。整个施工过程是不间断、循环进行的,因此施工速度较快。

施工准备。清理桥梁承台的水泥混凝土及杂物,凿毛桥梁墩身与承台结合部位,冲洗承台水泥碎渣,放出墩身的立模线。绑扎墩身钢筋,钢筋连接采用套筒机械连接的方式,钢筋顶至少比模板的顶口高1.2米,设置混凝土保护层垫块,经检查验收合格后开始模板拼装。

爬模组装。爬模在地面硬化的组装平台上组装成几组大件,在平台上铺柔软土工织物等,以保护WISA模板。将WISA面板板面向下放在平台上,在模板背面均匀安装竖肋,竖肋间距为25-30cm,胶合板与竖肋(木工字梁)采用自攻螺丝连接,横肋按照承受的混凝土的施工侧压力不同而采取从下至上间距逐渐增大的为不均匀分布,竖肋与横肋(双H14工字钢背楞)采用连接爪连接,在竖肋上两侧对称设置两个吊钩。主背檩对称安装,两主背檩下端的销轴孔须同轴,将主背檩连接器的挂钩从背檩槽钢中缝伸过,用螺栓将其在次背檩的安装孔内固定,装上压杆和蝶形螺母,然后用剪刀撑杆将两主背檩连接牢固。并在中部用螺拴安装垂直调节器,用垂直调节器螺杆顶住上边的次背檩。组装的时候,一定要严格遵守个大部件的精度要求与组装顺序,从而确保每个连接件的紧固以及每个运动部位的性。另外还有设置相应的保护措施,从而保证组装工作的安全性。

第1模0-4.5m浇筑。模板外模第一模直接支撑在清理干净的承台上,固定牢固,注意保护层厚度,与模板的垂直度控制在规范允许范围内。内模在过渡段采用胶合模板拼装而成,直线段采用定型钢模,内模与外模采用对拉杆件固定牢靠。在模板固定前安装模板的埋件,埋件位置必须准确、牢固、稳定。第一次浇筑高度为4.5m

第2次(4.5-9.0m)浇筑。待第1模砼浇筑完毕并达到拆模强度后,松开地锚螺栓与底梁的连接,拆除定位螺栓,转动斜支撑将模板与砼脱开,吊开模板。在定位螺栓孔内装上受力螺栓,把螺栓压杆与受力螺栓连接好后搭设垫高支撑架。将模板吊放在支撑架上,连接底梁与螺栓压杆。安装主工作平台及防护栏杆,吊装模板就位,装上斜支撑,调整模板准确就位后,浇筑第2模(4.5-9.0m)砼。

第3次(9.0-13.5m)浇筑。待第2次浇筑完成后安装导轨,通过液压系统提升模板,内模板及平台爬升臂由简易起重机提升。模板提升到位后,合模,浇筑第3次(9.0-13.5m)砼,循环浇筑以上层次混凝土直至墩顶。

墩身养生采用自动喷淋系统,在沿墩身高度延伸高压水管,按照墩身截面尺寸加工环形喷淋水管,用高扬程压力泵给纵向水管送水,纵向水管给环形喷淋管送水,环形水管将水直接喷至混凝土表面,脱模后养生持续时间不少于7天。

我们依据爬模的结构特征,灌注完一个墩身的1节混凝土,需要及时养护,养护期限为7天,养护2-3天当混凝土强度达到10-15MPa时方可开始爬升模板,在该墩模板爬升前可以进行钢筋安装、绑扎,对另外一个墩的模板爬升浇筑混凝土。两个墩身钢筋安装、模板提升、浇筑混凝土交替进行循环至顶。一墩身一个循环就平均为5天,在五天内两个墩身均浇筑4.5m,施工进度较快,节省施工时间与施工成本。

2.3施工注意事项:

当墩身的砼强度超过10MPa时才能安装轨道上爬连接件,轨道表面需要擦黄油,并检查千斤顶的性能。检查确认安全具备爬升的条件,启动油泵,使油缸进油,取走导轨顶部的插销,顶升导轨,在顶升的过程中认真检查液压爬升系统各部件,确认安全后方可继续顶升。在模板系统与吊架系统爬升前先检查模板系统的各个部件是否处于良好的工作状态,是否具备提升条件,例如涂油、砼表面修补、拉杆拆除等等。当检查确认后启动油缸的阀门,发动油泵,拔出爬行架和外架之间的连接插销,完成模板与吊架系统的爬升,在爬升过程中要注意检查各个部件是否都正常,否则立即停止爬升,排除故障后方可重新爬升。

在施工过程中注意控制模板的垂直度,墩身施工每次安装模板均需对模板进行垂直度与平面位置校核,误差在设计及规范允许误差内方可浇筑混凝土。墩身的外观质量也是施工控制重点,主要控制混凝土的拌合、振捣,模板拼缝严密,对拉螺杆孔的封堵严密。

2.4爬模施工的效益

在施工过程中由于采用整体爬升模板,减少了大型垂直运输机械的使用,采取两个桥墩交替施工的方法提高了工人的工作效率,加快了施工进度,节约了施工成本。

3结语

科学技术在不断进步,桥梁高墩的施工技术也不断地采用新技术。路桥建设向前发展的动力就是科学研究和先进的施工工具。爬模技术在桥梁高墩施工会发挥越来越重要的作用。

参考文献:

[1] 罗其青.桥梁高墩爬模施工[J].湖南交通科技,2005,(10)

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