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空心薄壁墩施工技术在高速公路桥梁工程中的应用

2021-04-10

工程技术研究 2021年11期
关键词:墩身墩柱薄壁

陈 磊

中交第四公路工程局有限公司,北京 100022

1 工程概况

该高速公路桥梁工程位于广东省清远市英德市内,共包含7座桥梁工程,全长3027.01m。通道及涵洞具体包括6座通道,10座涵洞,通道及涵洞全长832.62m。桥梁工程桩基全长14276m,共508根,桩基直径为1.2~2.2m;承台62个,圆柱墩198根,方墩50根,空心薄壁墩32个;预制箱梁305片,预制T梁770片。

2 空心薄壁墩施工方案

2.1 翻升模板施工流程

该高速公路桥梁工程桥墩设计为薄壁空心墩柱,施工技术采用翻升模板施工法。根据项目规划,该高速公路桥梁工程墩柱先开展分界线2m以下实心段的模板安装及混凝土浇筑作业,选择在承台顶放线位置安装第一节模板,现浇混凝土,并搭设施工脚手架,绑扎墩身钢筋,继续在第一节模板顶部位置安装第二节模板、第三节模板,现浇混凝土。检查第三节段混凝土强度指标,确保强度达到设计要求后,再进行第一节段模板的拆除作业,实现荷载的传递。拆除第一节模板后,根据墩柱施工的实际情况调整模板,清理模板表面的混凝土,用板内外固定架和吊车将其翻升,展开第四节段模板安装及混凝土浇筑作业。后续施工也是如此,不断拆除模板、翻升安装模板、搭设钢管脚手架与作业平台、绑扎墩身钢筋、浇筑混凝土、实施养护与质量验收,循环作业,完成墩柱施工。

2.2 施工材料选型

该桥梁工程薄壁空心墩施工中,各个模板之间的连接需采用M12mm×30mm螺栓,拉杆选用φ20mm圆钢,并处理好拉杆与内外模板的关系,为拉杆套上PVC管,此外,在每一节模板与模板顶面相距10cm位置设计临时圆木支撑,各个圆木支撑的间距为1.5m,平衡支撑力,实现支护混凝土浇筑作业的目标。

2.3 翻升模板设计

翻升模板是一套组合模具,由内外模板、围带、拉杆、内外模板固定架和作业平台等组成,其中内外模板是整套翻升模板中的关键,根据类型可将内外模板划分为标准模板、边模板、角模板和调整模板4种类型。

在桥梁空心薄壁墩施工中,采用翻升模板设计能够有效提高施工效率,确保桥梁建设内外部效度。整个翻升模板是由3节大块组合模板及支架、内外工作平台、汽车式起重机、手动葫芦组合而成的成套模具[1]。

此外,在应用此施工技术时,应该重点关注墩柱高度设计,以避免墩柱增加而影响支架和模板的拆卸。如果实施浇筑施工的墩柱水泥强度达到设计要求,应及时拆卸模板,并做好模板的清洗工作,以便循环使用。在完成人工翻升模板设计工作后即可使用模板,同时需根据空心壁墩柱施工的强度、平衡情况等做好模板安装的保护工作,即安装防护栏、内外脚手架等设施。

2.4 稳定模板

以空心薄壁墩身底部2m为分界线,以下设计为实心,以上设计为空心,先开展实心部位施工,浇筑混凝土,便于支撑内膜;空心墩段采用内顶外拉施工工艺,加强内外模板管理,确保两者间距符合设计要求。其中,空心墩外模受混凝土侧压力较大,为了稳定模板,应选择手拉葫芦,拉紧外模长边,同时采用方木顶紧内模,并在内外模之中穿插φ20mm钢筋拉杆,避免出现胀模情况。

2.5 安全步梯

根据项目设计和实际的施工需要,该桥梁薄壁空心墩施工选择采购规格为2438mm×1268mm的安全步梯,并严格按照厂家安装规范来完成安装作业,保证安全步梯的步距、立杆垂直度以及横纵距等符合标准,安全步梯的襟边宽度为25cm,挂装规格为10cm×10cm的网格[2]。

3 空心薄壁墩施工技术要点

3.1 墩身钢筋施工

先在加工场地完成钢筋和连接套筒的施工,再将其转运到薄壁空心墩施工现场,并选用直螺纹连接墩身主筋。在钢筋加工前应检查钢筋的质量,确保钢筋平直,性能良好,如果钢筋存在弯曲问题应及时调直,避免影响钢筋加工作业,并选择砂轮切割机来切割钢筋,保证钢筋切端面与轴线所成角度为90°,以便后续作业的正常开展。根据实际情况灵活选择钢筋下料加工处理方法。在加工处理钢筋丝头过程中,应选择水性切削润滑液作为润滑液,若无切削液润滑不得盲目开展加工。在旋入螺纹前,应选择专业工具测量钢筋丝头的尺寸,保证螺纹能够通畅旋入,并需要控制螺纹的旋入长度,丝头的不完整螺纹不得超过2倍螺纹周长。标准型钢筋丝头有效丝扣长度不能小于1/2连接套筒长度。钢筋丝头加工完毕经检验合格后,应立即带上保护帽或拧上套筒,防止装卸钢筋时损坏丝头[3]。

3.2 模板安装

(1)立模。参考薄壁空心墩的基顶中心,完成立模放线作业,并借助水平尺、砂浆完成找平分段,砂浆硬度达到设计要求后即可以线路中心为基点,向中心两侧立模,在立第一节段的模板时务必使模板与墩身所成角度为90°,并平行于顶面。

(2)安装。模板安装作业主要借助汽车吊或塔吊来完成,同时可选择人工辅助安装的方式。在安装模板时先将墩身的一面外模拼装完毕,再将其他面的外模拼装起来,注意在安装完模板后,应检验模板的垂直度和墩顶的标高,避免其与模板安装标准偏差过大,同时要特别注意模板的拼缝,避免错台影响墩身外观质量。

3.3 混凝土浇筑施工

采购质量达标、性能符合空心薄壁墩施工要求的水泥、石和砂等原材料,严格按照实验室试验出来的配比计量各类施工原材料,还需对进场的石子、砂进行处理,将其集中于搅拌站,完成施工材料的拌和,并检测成品的坍落度,选用混凝土罐车将坍落度等指标均符合施工标准的混凝土材料转运到墩柱施工现场,并利用吊车或塔吊吊着混凝土料斗,将混凝土吊升到模板顶端,控制混凝土卸落高度,选用串筒倒入模板。按照全断面水平分层布料来完成每一水平层的混凝土灌注作业,该桥梁工程墩身水平分层具体以30cm/层为单位,要保证上下两层混凝土作业连续进行,注意控制下层混凝土初凝时间。

3.4 翻升模板施工

(1)第一节墩身施工。做好翻升模板施工的准备工作,先用墨线在承台顶面四个角的位置开展放样作业,完成墩身模板底部的找平抹浆作业,并彻底清理墩身钢筋内部;选择在墩身四周搭建脚手台,保证墩身施工的稳定性和安全性,开展墩身钢筋绑扎作业,立第一节实心段模板,调整模板,在由监理单位进行审核并确定合格后开展第一节段模板混凝土浇筑作业。

(2)第二节段墩身施工。在第一节段模板施工基础上,继续加长脚手架,并搭设内外模板,综合应用汽车吊和人工辅助的方法来将钢筋提升到第二节段,并选用机械直螺纹来连接钢筋和连接套筒。第二节段内外模板需采用拉杆对拉的方式进行加固处理,并在监理单位进行审核并确定合格后开展第一节段模板混凝土浇筑作业,浇筑高度为4.5m。

(3)其余节段墩身施工。完成第二、三节段的薄壁空心墩模板安装作业后,检查第一、三节段混凝土的强度,若第一、三节段墩身混凝土强度分别达到10MPa、3MPa后,即可将第一节段的模板拆除下来,并将其翻升到第三节段模板上,变为第四节段模板,再实施绑扎、浇筑作业。按照上述流程循环开展立模翻升作业,保证墩身浇筑作业达到模板高度,即达到4.5m,在完成墩身施工后对墩身标高和垂直度进行检查,确保符合设计要求。

(4)墩顶封闭。翻升模板施工高度达到墩身施工顶面后,封闭墩身内部,先安装封闭底端模板,再安装墩身外模板、施工侧平台和安装网等,在墩顶开展混凝土灌注作业,并按照养护标准进行养护。

(5)拆除。在实施墩顶封闭作业时,应保证墩顶依然留有3个节段的模板,并确保墩身混凝土强度大于20MPa后,按照自下而上的拆除顺序将3个节段的模板拆除完毕。此外,在拆除这3个节段的模板时,还应严格按照相关拆除标准和顺序将防护栏、固定架等设施拆卸干净。

4 结束语

综上所述,在高速公路桥梁工程中应用空心薄壁墩施工技术,不仅能改良桥梁墩身结构,还能够节约工程造价,提升公路桥梁工程的综合效益。文章依托实际工程,详细介绍了桥梁空心薄壁墩施工方案,并总结了薄壁空心墩具体施工时各环节的技术要点,研究成果可为类似公路桥梁工程提供有价值的参考。

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