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浅谈桥梁工程中空心薄壁墩内模拆除技术

2011-07-30杨万生

中国新技术新产品 2011年21期
关键词:内模倒角墩柱

杨万生 黄 华

(重庆巨能建设(集团)有限公司,重庆 400700)

1 引言

空心薄壁墩因截面积小、截面抗弯模量大、自重轻、节省圬工、结构刚度和强度较好的特点,目前在国内高墩桥梁工程上得到了广泛使用。实际施工过程中发现,空心薄壁墩,受结构形式的影响,墩柱内模在混凝土浇筑后,受混凝土的挤压和四周的约束,很难拆除,每节段拆内模消耗的工时是拆外模的近2倍。因此,解决空心薄壁墩内模难拆的问题,是完善空心薄壁墩施工技术的需要。文中结合花山3号大桥工程实例,针对这一问题进行了研究,得出了解决方案。

2 工程概况

花山3号大桥,主桥为65m+100m+65m连续刚构桥,引桥为3*30m先简支后连续T梁,桥梁分左右幅,左幅全长336m,右幅全长324m。

本桥有空心薄壁墩6根,桥墩最高64.6m,最低43.1m,累计墩长325.6m。其中,主桥墩4根,墩身截面尺寸为6.0*5.25m(顺桥向*横桥向),墩壁厚0.6m,墩内净截面尺寸为4.8m*4.05m(含倒角);引桥墩2根,墩身截面尺寸为2.4*5.6m,墩壁厚0.5m,墩内净截面尺寸为1.4m*4.6m(含倒角)。

本桥的空心薄壁墩工程量大、高度大,是下部结构施工的重点和难点。攻克空心薄壁墩内模难拆的问题,是保证本工程安全、优质、高效施工的必备条件之一。因此,必须优化内模的设计和施工工艺。

3 模板施工

3.1 工艺流程

本工程的空心薄壁墩采用无支架翻模施工,每节段施工高度为4.5m。每次翻模时,拆n节段模板,安装n+2节段,保留n+1节段模板包裹在已浇混凝土上,起抱箍的作用,为n+2节段墩柱施工提供支承力,并防止错台。

模板安装、拆除均用塔吊作提升设备。模板拆除前,先用两个5T葫芦将待拆的内(外)模板分别与上面不拆的内(外)模连接拉紧,之后用塔吊钩及钢绳提住待拆模板,不受力。然后拆除模板的所有连接螺栓,松葫芦让塔吊受力,之后取掉葫芦挂钩,操作人员离开被拆钢模。最后,提升模板,就位、安装。

3.2 模板设计

为提高墩柱混凝土外观质量,本工程使用的内、外模板为新制的定型大面积平面钢模,要求模板有足够的刚度,表面平整度不大于5mm。

3.2.1 模板主体设计

每块模板高2.25m,宽度根据墩柱结构尺寸,计算配模,最窄0.78m,最宽3.0m。在外模上作宽1.0m的操作平台,平台设1.2m高护栏,代替落地式操作支架。平台用∟50*5mm角钢做成三角托架,焊接于模板上,三角托架间距1.0m;三角托架上满铺5cm厚木板形成平台。栏杆立柱采用∟50*5mm角钢,间距1m;在立柱上,从下向上,于0.2m、0.5m、0.8m、1.2m处,分别水平地焊接Φ12钢筋形成栏杆,并在栏杆外安装密目安全网进行全封闭。在每个倒角处的模板上,设Φ16钢筋爬梯,以供人员上下。

模板的面板采用δ=6mm厚Q235钢板,竖肋采用 [10槽钢,间距300mm;横肋用100mm宽 δ=5mm厚 Q235钢板,间距600mm;横向大背楞采用 [14槽钢,间距1200mm;边框和斜拉角钢采用∟100*10mm角钢。连接螺栓孔直径为20mm,连接螺栓为M18*60mm高强度螺栓。

3.2.2 拆卸契口设计

方案一(传统设计)

每节段内模,在一处倒角模板上,设有5mm宽的拆卸契口,如图1所示,将墩柱内倒角模板的竖缝连接角钢退5mm而成。

图1

方案二

如图2所示,将拆卸契口处的大平面模和倒角模板做成公母榫,原有的连接螺栓不变,仅增设1号和2号螺栓(1、2号螺栓为10.9级M24高强度螺栓),1号螺栓沿竖直方向间距60cm,用于拆模时顶推模板;2号螺栓竖向间距40cm,设于模板竖向连接螺栓之间,用于安装模板时固定模板并增强模板安装后的整体刚度。

图2

设计方案对比及选择:按方案一设计、加工的内模,在混凝土浇筑后,受混凝土的挤压、四周的约束,和混凝土与模板之间的粘结力作用,使模板很难拆除,必须通过敲击、撬棍撬和葫芦拉等方式强行拆除,模板易损坏、变形。由于拆模时,混凝土强度一般较低,强行拆模,墩柱混凝土表面易被敲伤、撬缺。损坏或变形的模板,必须修复后,才能投入下一节段墩柱施工中使用。拆除和修复模板消耗的工时多,增加了施工成本,影响工期,也无形地增加了一线工人劳动强度和不安全因素;混凝土表面敲伤、撬缺后,影响墩柱的质量,且需要修饰,浪费人力、物力和影响工期。导致这些现象发生的原因是拆卸契口不能满足拆模需要。

按方案二设计、加工的内模,安装工艺与方案一的模板一样,但按下述技术拆除时很方便,省力省时。

通过比较,方案二是方案一的优化,本工程选择方案二。

3.3 优化后的内模拆除技术——“螺栓顶退技术”

按方案二,改变传统的内模拆卸口设计,拆模时采用“螺栓顶退技术”。具体施工如下:施工时,安装好内模后至拆内模前,内模如图2的工况1,此时,1号螺栓拧平模板面,在模板面与螺栓接触处用透明胶带粘贴,以防漏浆;并拧紧2号螺栓,确保内模的整体刚度。拆除内模时,如图2的工况2,先拆除1号螺栓所在模板的所有连接螺栓、拧退所有2号螺栓,再按从下向上的顺序,拧进1号螺栓,靠螺栓拧进时产生的顶推力量将模板反推出来,从而拆除第一块内模,之后逐块拆除其余内模。拧进1号螺栓时,要尽量使所有的1号螺栓平行,不能一颗螺栓拧到头后再拧其他螺栓,这样会使模板变形,也会使螺栓头处应力集中,对混凝土表面造成损伤。

4 结束语

经过花山3号大桥的施工实践,优化设计的内模,用“螺栓顶退技术”施工,为工程节约了工期和成本,减少了一线工人的劳动强度;避免了墩柱混凝土表面人为的外力损伤,模板无损坏变形,保证了空心薄壁墩的外观质量。实践证明,“螺栓顶退技术”在空心薄壁墩的施工中,是切实可行的,可推广到类似工程施工中运用。

[1]《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000.

[2]《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004.

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