隨著我國(guó)交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展,公路、鐵路和城市道路不斷出現(xiàn)越來(lái)越多和越來(lái)越高的橋墩。墩身越高,施工難度越大。本文便對(duì)橋梁高度施工中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析研究。本文有本站代理發(fā)表,如您需發(fā)表論文,又忙于工作沒(méi)有時(shí)間,那么請(qǐng)交給我們,我們幫你快速發(fā)表論文。
摘要:近年來(lái),隨著我國(guó)交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展,公路、鐵路和城市道路不斷出現(xiàn)越來(lái)越多和越來(lái)越高的橋墩。高墩施工方法的研究成為橋梁建筑工作者十分關(guān)注的問(wèn)題。針對(duì)橋梁高墩施工的關(guān)鍵技術(shù)爬模施工做了初步分析。
關(guān)鍵詞:橋梁;高墩施工;關(guān)鍵技術(shù);爬模設(shè)計(jì)
引言
高墩施工方法的研究成為橋梁建筑工作者十分關(guān)注的問(wèn)題。自上個(gè)世紀(jì)五十年代起世界上就出現(xiàn)了滑升模板(簡(jiǎn)稱滑模),但在施工方法上都仍然存在著一定的局限性。而在上個(gè)世紀(jì)七十年代初國(guó)外又出現(xiàn)了一種新型模板體系爬升模板(簡(jiǎn)稱爬模)。目前奧地利、日本、美國(guó)等許多國(guó)家都在大量應(yīng)用,其范圍已擴(kuò)大到高層摟房、冷卻塔、筒倉(cāng)、水塔等多種建筑物。
我國(guó)也從上個(gè)世紀(jì)七十年代開(kāi)始也逐漸采用爬模施工工藝,如在冷庫(kù)施工中將外板結(jié)構(gòu)和外圍護(hù)墻同時(shí)完成;繼而在高層住宅建造中也已成功地應(yīng)用了爬模工藝。在超高層鋼筋混凝土簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)施工中,采用此工藝的上海華亭賓館90m高外徑13.5m、內(nèi)徑7.9m的鋼筋混凝土圓形觀光電梯井簡(jiǎn);上海希爾頓酒店143m高塔樓鋼筋混凝土芯墻簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)采用200t·m塔吊為主機(jī),爬模和商品混凝土泵送的施工方案;上海太平洋大飯店100.5m高的飛模電動(dòng)爬模組合施工工藝和西安電視塔245m高的電動(dòng)爬模施工工藝等均證明爬模工藝是施工高聳結(jié)構(gòu)物較優(yōu)工藝之一,然而在國(guó)內(nèi)公路、鐵路和城市道路橋梁高墩施工中,還未見(jiàn)爬摸工藝及其設(shè)備的施工實(shí)例。本文針對(duì)橋梁高墩施工關(guān)鍵技術(shù)爬模技術(shù)做了初步分析。
1 橋梁高墩施工關(guān)鍵技術(shù)爬模設(shè)計(jì)
1.1 爬模的結(jié)構(gòu)組成。采用內(nèi)爬外掛、分離模板、整體雙臂雙吊鉤塔吊、液壓爬升式爬模。主要有:網(wǎng)架主工作平臺(tái)、雙懸臂雙吊鉤塔吊、內(nèi)外套架、內(nèi)爬支腳機(jī)構(gòu)、外掛L形支架、液壓頂升及控制系統(tǒng)、模板及支撐系統(tǒng)以及配電設(shè)備等組成。①網(wǎng)架工作平臺(tái):它是整個(gè)爬模設(shè)備的工作平臺(tái),采用空間岡架式結(jié)構(gòu)。上面安裝中心塔吊,下面安裝頂升爬架,四周安裝L形支架,中間安裝各種操縱控制、配電設(shè)備。它主要承擔(dān)上面塔吊重量和吊料時(shí)變沖擊力,下面液壓缸通過(guò)外套架的頂升力,四周L形支架的支撐反力。整個(gè)同架結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用萬(wàn)能角鐵桿件和幾種聯(lián)板用螺栓連接的形式,這佯構(gòu)件運(yùn)輸方便,組裝拆卸也方便。②中心塔吊:聯(lián)接在網(wǎng)架平臺(tái)中心處,隨著整個(gè)爬模的上升而一起上升。采用雙懸臂雙吊鉤形式以減少配重,可雙向上料并能旋轉(zhuǎn)。上料方便,效率較高,具有一般塔吊的性能。③L形支架:上部聯(lián)接于網(wǎng)架平臺(tái)四周,下部與已凝固的墩壁聯(lián)接, 增加整體爬模的穩(wěn)定性,并可作為墩身施工、養(yǎng)護(hù)、表面整修以及澆筑墩帽的腳手架,其結(jié)構(gòu)采用型鋼桿件和聯(lián)接板拼接,拼拆方便。④內(nèi)外套架:它是整個(gè)爬模體系的頂升傳力機(jī)構(gòu),爬模的上升是靠?jī)?nèi)外套架間相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不斷爬升。為保證升降平隱.在內(nèi)外套架間設(shè)有導(dǎo)向輪,導(dǎo)輪采用306軸承,調(diào)整方便,滾動(dòng)自如。⑤內(nèi)爬支腳機(jī)構(gòu):即上下槌架,是整體爬模設(shè)備的爬升機(jī)構(gòu),依靠上下爬架的交替上升,從而達(dá)到爬摸的升高。爬架采用箱型結(jié)構(gòu),受力狀態(tài)好并可調(diào)整以適應(yīng)各種不同截面,操作較方便。⑥液壓頂升機(jī)構(gòu):它是整套爬模爬升的動(dòng)力設(shè)備。采用單泵、雙油缸并聯(lián)、定量系統(tǒng),體積小,重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,起升平穩(wěn)。既可實(shí)現(xiàn)提升作業(yè),又可將整個(gè)內(nèi)外套架、內(nèi)爬腿沿內(nèi)壁逐級(jí)爬下,以便在墩底解體,方便施工,安全可靠,省時(shí)省力。
1.2工藝原理 。以空心橋墩已凝固的混凝土墩壁為承力主體,內(nèi)爬支腳機(jī)構(gòu)的上下爬架及液壓頂升油缸為爬升設(shè)備主體,油缸的活塞桿與下爬架鉸接,缸體與上爬架鉸接,上爬架與外套架聯(lián)接而外套架又與網(wǎng)架工作平臺(tái)聯(lián)接,支撐整個(gè)爬模結(jié)構(gòu)。通過(guò)油缸活塞桿與缸體間一個(gè)固定一個(gè)上升,上下爬架間也是一個(gè)固定,一個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng),達(dá)到上爬架和外套架,下爬架和內(nèi)套架交替爬升,從而達(dá)到爬模結(jié)構(gòu)整體的爬升,就位、校正等工序。內(nèi)爬支腳機(jī)構(gòu)的上下爬架與墩壁的支點(diǎn)方式原設(shè)計(jì)在內(nèi)壁直線段部位每隔1.5m留設(shè)四個(gè)爬窩,爬架上的爬靴支撐在爬窩內(nèi),達(dá)到承力支撐整體結(jié)構(gòu);或在爬窩位置上預(yù)埋穿墻螺栓,然后在其上聯(lián)接支撐托架,上下爬架的爬靴支在托架上,以此為支撐點(diǎn)向上爬升。
2 橋梁高墩施工關(guān)鍵技術(shù)爬模施工
2.1爬模組裝。爬模可在地面上拼裝成幾組大件,利用輔助起重設(shè)備在基礎(chǔ)段上進(jìn)行組拼;也可利用單構(gòu)件直接在基礎(chǔ)段上拼裝。其組裝流程如圖1所示。組裝過(guò)程中,應(yīng)注意各大部件的組裝順序和精度要求,保證各連接件的緊固、各運(yùn)動(dòng)部位的潤(rùn)滑防塵等。并設(shè)立安全保護(hù)設(shè)施,確保組裝工作的安全。
2.2爬升工藝。根據(jù)爬模結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),模板配置兩層大模板或組合鋼模,按一循環(huán)一節(jié)模板施工。當(dāng)上一節(jié)模板灌注完畢,經(jīng)過(guò)10h左右養(yǎng)生,開(kāi)始爬升,爬升就位后拆下部一節(jié)模板,同時(shí)進(jìn)行鋼筋綁扎,并把拆下的模板立在上節(jié)模板之上,再進(jìn)行混凝土灌注、養(yǎng)生、爬模爬升等工序。如此往復(fù)循環(huán),兩節(jié)模板連續(xù)倒用,直至澆完整個(gè)墩身。
2.3墩帽施工。當(dāng)爬模網(wǎng)架主工作平臺(tái)下平面高于墩頂設(shè)計(jì)標(biāo)高30cm時(shí)停止爬升。爬模灌筑墩身施工至墩空心段頂標(biāo)高時(shí)停止?jié)补啵⒃诙毡诘倪m當(dāng)位置預(yù)埋連接螺栓;將墩壁內(nèi)模拆除,并把L形外掛支架頂部桿件連接在預(yù)埋螺栓上,以此搭設(shè)墩帽外模板。對(duì)墩身內(nèi)部,可將內(nèi)爬升井架與網(wǎng)架平臺(tái)拆開(kāi),內(nèi)爬升機(jī)構(gòu)下l-2節(jié),然后拆除吊運(yùn)至墩底。為保證模整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,也可不拆開(kāi)內(nèi)爬井架與網(wǎng)架平臺(tái)的聯(lián)接,而將內(nèi)爬井架的外套架的一節(jié)桿件嵌入橋墩帽里,并利用空心墩頂端內(nèi)井架結(jié)構(gòu)以及墩壁預(yù)埋螺栓支設(shè)實(shí)墩底模,仍利用爬模本身的塔吊完成墩頂實(shí)心段及墩帽施工。
2.4 施工中的幾個(gè)問(wèn)題。為克服溫度變化引起墩身開(kāi)裂,施工中需采用早強(qiáng)、高效減水劑等外加劑,隨不同氣候條件調(diào)整水泥用量和混凝土配合比,并加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)、降溫、保濕工作;墩身混凝土采用泵送方式入模,對(duì)粗、細(xì)骨料的質(zhì)量及混凝土坍落度的控制是施工中應(yīng)特別注意的問(wèn)題。混凝土中粒徑0~15mm以下的顆粒含量≮15%;由于部分橋墩施工時(shí)室外的溫度高達(dá)36~39℃,因此保證泵送混凝土的順利入模,同時(shí)最大程度降低混凝土入模溫度是一個(gè)難題。首先在拌和站搭設(shè)涼棚,不讓太陽(yáng)直射到大堆料,可降低大堆料溫度3~5℃;其次對(duì)粗骨料沖水降溫可降低粗骨料溫度6~8℃;對(duì)泵管環(huán)繞打有小孔的塑料管外包麻袋,通過(guò)對(duì)塑料管內(nèi)通水以降低泵管溫度。試驗(yàn)證明在夏季白天使用這些措施可降低混凝土入模溫度3~5℃。實(shí)施以上措施后,混凝土入模溫度控制在25℃以內(nèi),保證了混凝土順利泵送,降低了入模溫度,從而較大程度降低了出現(xiàn)溫度裂縫的機(jī)率。高墩混凝土的養(yǎng)護(hù)由于難度較大且不被重視,本次施工中使用了兩種養(yǎng)護(hù)方式:一是在拆外模后噴液體養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù),二是在墩內(nèi)吊一環(huán)墩鋼管,鋼管靠墩的一側(cè)打孔,鋼管連接到高壓水池,定時(shí)開(kāi)關(guān)閘閥進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)水管可隨爬架的提升而升高,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用,取得了較好的效果。
3 施工效果
爬模施工屬無(wú)支架施工工藝,保留了滑模自身不用腳手架的優(yōu)點(diǎn),但不像滑模那樣必須連續(xù)作業(yè)及需要大型專用起重設(shè)備,從而使施工更安全,墩身線形也容易控制。采用大塊模板技術(shù)具有混凝土結(jié)構(gòu)尺寸精確、表面光滑、施工高度不受限制、專用設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。
利用爬模施工加快了施工進(jìn)度,在施工中,由于混凝土等強(qiáng)等原因,一般一個(gè)循環(huán)時(shí)間≯72h,最快一個(gè)循環(huán)只需69h。一個(gè)70m高墩,墩身施工時(shí)間最長(zhǎng)需50多天,因此利用爬模施工是高墩快速施工中的一種較理想的方法。爬模施工接縫較少,混凝土外觀質(zhì)量比采用滑模施工的好。在山區(qū)施工難免會(huì)出現(xiàn)停電、機(jī)械故障等引起的停工,這是滑模施工的致命弱點(diǎn)。爬模與滑模比較:a.節(jié)省鋼材,特別是墩的上端,不需為穿心頂受力增加粗鋼筋。b.無(wú)明顯的砼接縫。c.表面無(wú)損傷、擦跡。(4)千斤頂用量少。爬模與翻模相比:a.模板爬升較大塊模板吊機(jī)提升、就位,易控制中心線,安全、可靠(特別是大風(fēng)季節(jié)),外觀質(zhì)量好。b.爬模提升就位時(shí)約3~6小時(shí),比翻模少30%~50%工作時(shí),節(jié)省勞動(dòng)約60%。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)發(fā)展的需要,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,一些設(shè)備壽命尚未終止前,在使用過(guò)程中,不能滿足生產(chǎn)需要,則須進(jìn)行技術(shù)改造。目的是提高設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),而設(shè)備改造的中心是圍繞生產(chǎn)力發(fā)展進(jìn)行的。通過(guò)本文能夠?qū)蛄焊叨帐┕び兴梃b。
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