高墩桥梁滑模施工技术

浅谈高墩桥梁滑模施工技术

【摘要】滑膜施工因其进度快、节省投资且特别适用于高桥墩施工而受到青睐。基于对工程实例的分析,论述了滑模系统的构造和工作原理,阐述了高桥墩滑模施工工艺,指出了模板设计和混凝

土施工中的注意事项。

【关键词】高桥墩滑膜系统提升施工

中图分类号：tu74文献标识码： a 文章编号：

采用高墩桥梁方案是道路跨越深沟宽谷时的有效措施,既可以

保证线路顺畅,又可以节省投资。近些年来,滑模施工技术在我国桥梁建设中得到广泛应用。山西平阳高速某大桥为预应力箱梁桥,其中大部分墩柱高度在40m左右,墩身采用液压滑动模板施工保证了施工质量,缩短了工期,并节省了施工费用。

1、滑膜的工作原理

1.1滑膜系统的构造

滑膜系统通常由提升设备、模板系统和操作平台系统及配套设备组成。

（1）提升设备包括提升架、顶杆、千斤顶及附属设施。提升架是一框架结构,其作用是将模板全部荷载传递给千斤顶,并将操作

平台与模板系统连成整体。

顶杆是千斤顶向上爬升的轨道,亦称爬杆或支撑杆,多用直径为25mm的q235a或q275圆钢制作,其承载能力分别为10kn和12.5kn。顶杆位于墩壁中间,采用丝扣连接逐渐接长,在滑模施工过程中,承

受全部荷载并传给基础。顶杆分为不可回收与可回收两种,前者将浇注在墩壁内,成为桥墩结构的一部分;而后者需在千斤顶横梁底

部设置一套管,长度达模板底面,套管随模板同时提升,在墩壁内形成管孔,模板完成终升后拔出顶杆,完成回收,可重复使用。

千斤顶是施工过程中的起重设备,有螺旋千斤顶和液压千斤顶。实际施工中,后者应用较多。附属设施指顶杆套管、油泵、高压油管及控制系统等。

（2）模板系统包括模板及模板围圈。模板一般采用薄钢板制作。为便于拼接,相邻模板之间多用螺栓连接。为了加强模板的刚度,通常在模板外侧设置纵向加劲肋和横向围圈。模板围圈是位于模板外围,用于固定模板、保证模板形状并将模板与提升架立柱连接起来的构件。

用于无斜坡空心墩的滑模,模板围圈与提升架立柱直接连接;用于斜坡空心墩的滑模,模板围圈与提升架立柱之间需设置调节丝杆,以便沿径向移动模板。[2]。

(3)操作平台系统。包括操作平台、混凝土平台、外吊脚手架及液压操纵平台。

(4)配套设备主要包括混凝土拌和、运输及钢筋焊接等设备。

特别应该指出,模板系统、操作平台系统与提升架是联结在一起的整体,它们是同步滑升的。

1.2滑模的提升原理

以油压千斤顶为例,上卡头与活塞联结,下卡头与油缸底座联结,

其间为排油弹簧。当向千斤顶油缸内充油时,油缸内的活塞通过上卡头固定在顶杆上,随着缸盖与活塞之间进油量的增加,油压使缸盖连同缸筒、底座带动提升架,从而带动整个滑模系统上升,直到下卡头与上卡头接触不能再提升为止。此时模板提升告一段落,弹簧处于完全压缩状态。开通回油管路,解除油压,排油弹簧推动下卡头使其被卡在顶杆上,同时推动活塞上移并排油,使活塞回到油缸进油前的位置,从而完成一个提升循环。油泵与各千斤顶之间用高压油管连接,由操纵台统一集中控制。顶杆一端埋置于墩台结构的混凝土中,另一端穿过千斤顶心孔,千斤顶依附在顶杆上。提升时,滑模系统的重力及其他临时施工荷载全部由顶杆承担。

2高桥墩滑模施工工艺

2.1滑模组装

(1)在桥墩基础顶面上将混凝土凿毛清洗,接长竖向主筋,绑扎提升架横梁以下的横向结构筋。搭设枕木垛,定出桥墩中心线。

(2)在枕木垛上按设计要求安装模板和提升架,将套管固定在提升架横梁下部。继续安装操作平台、千斤顶及顶杆等。顶杆需穿过千斤顶心孔到达基础顶面。

(3)提升整个系统,撤去枕木垛,将模板下落就位,再安装其他设施。注意套管底部与基础表面要接触紧密,并用砂浆将周围围起来,以免灰浆漏进套管内。外吊脚手架应在滑模提升适当高度后安装。

2.2浇注墩身混凝土

滑模施工宜采用低流动或半干硬性混凝土,坍落度控制在

6~8cm。分层均匀对称浇注混凝土,分层浇注厚度为20~30cm,浇注后混凝土表面距模板上缘的距离宜控制在10~15cm。混凝土浇筑应在前一层混凝土凝结前进行,同时采用插入式振捣器进行捣固。振捣器插入前一层混凝土的深度不应超过5cm,避免振捣器触及钢筋、顶杆和模板,禁止在模板滑升时振捣混凝土。混凝土出模强度应控制在0.2~0.4mpa范围内,以防止坍塌变形。出模8h后开始养生。

2.3滑模提升

在滑模施工的整个过程中,模板的滑升可分为初升、正常滑升和终升3个阶段。

(1)初升最初灌注的混凝土的高度一般为60~70cm,分2~3层浇注,约需3~4h，随后即可将模板缓慢提升5cm,检查底层混凝土凝固的状况。若混凝土已达到0.2~0.4mpa的脱模强度时,可以将模板再提升3~5个千斤顶行程。此时,应对滑模系统进行全面检查。包括提升架的垂直度和水平度是否满足要求,围圈的连接是否可靠,系统

的变形是否在允许范围内,模板接缝是否严密,操作平台的水平度

是否达到标准,连接螺栓是否松动,千斤顶工作是否正常,顶杆有无弯曲现象等。发现问题要及时修正和完善。

(2)正常滑升。待各项检查完毕并符合要求后,可进入正常滑升阶段。每浇注一层混凝土,即每滑升一次,力争使滑升高度与混凝土浇注厚度基本一致。在正常滑升阶段,浇注混凝土、绑扎钢筋和滑升模板交替进行。一般混凝土浇注和模板滑升速度控制在20cm/h

左右。正常滑升阶段应分多次慢慢滑升,每次连续滑升高度不宜超

过30cm,要经常停下来检查构件与设备是否正常工作。各项作业之间要紧密配合。

(3)终升。当模板滑升至离墩顶标高1m左右时,滑模进入终升阶段。此时应放慢滑升速度,并进行准确的抄平和找正工作,保证最后浇注的一层混凝土顶部标高和位置准确。

(4)调节坡度。对于墩壁有斜坡的情况,在提升模板的过程中应转动调节丝杆,使桥墩侧面斜坡满足设计要求。

2.4绑扎钢筋及竖向筋接长

模板每提升一定高度后,即要穿插进行接长顶杆及绑扎钢筋的工作。此项工作应在滑升间隔时间内完成,以免影响施工进度。

3滑模设计与施工中的注意事项

3.1保证模板的刚度

模板必须具有足够的刚度抵抗施工荷载,使变形控制在允许值范围内。模板按简支板计算,其最大允许挠度一般为支点间距的

1/1000。作用在模板上的水平荷载主要是新浇筑混凝土的侧压力,其沿模板垂直方向的分布近似呈梯形。

其最大压力计算公式为:

p=12γh(1)

式中:p为新浇混凝土侧压力最大值,kpa;γ为混凝土的容

重,kn/m3;h为侧压力分布高度,h=0·65~0·70h,h为模板高度。

3·2合理确定顶杆和千斤顶的数量顶杆的数量按下式确定: n=kp/n(2)