楊萬(wàn)生 黃 華
(重慶巨能建設(shè)(集團(tuán))有限公司,重慶 400700)
空心薄壁墩因截面積小、截面抗彎模量大、自重輕、節(jié)省圬工、結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度較好的特點(diǎn),目前在國(guó)內(nèi)高墩橋梁工程上得到了廣泛使用。實(shí)際施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn),空心薄壁墩,受結(jié)構(gòu)形式的影響,墩柱內(nèi)模在混凝土澆筑后,受混凝土的擠壓和四周的約束,很難拆除,每節(jié)段拆內(nèi)模消耗的工時(shí)是拆外模的近2倍。因此,解決空心薄壁墩內(nèi)模難拆的問(wèn)題,是完善空心薄壁墩施工技術(shù)的需要。文中結(jié)合花山3號(hào)大橋工程實(shí)例,針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了研究,得出了解決方案。
花山3號(hào)大橋,主橋?yàn)?5m+100m+65m連續(xù)剛構(gòu)橋,引橋?yàn)?*30m先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁,橋梁分左右幅,左幅全長(zhǎng)336m,右幅全長(zhǎng)324m。
本橋有空心薄壁墩6根,橋墩最高64.6m,最低43.1m,累計(jì)墩長(zhǎng)325.6m。其中,主橋墩4根,墩身截面尺寸為6.0*5.25m(順橋向*橫橋向),墩壁厚0.6m,墩內(nèi)凈截面尺寸為4.8m*4.05m(含倒角);引橋墩2根,墩身截面尺寸為2.4*5.6m,墩壁厚0.5m,墩內(nèi)凈截面尺寸為1.4m*4.6m(含倒角)。
本橋的空心薄壁墩工程量大、高度大,是下部結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。攻克空心薄壁墩內(nèi)模難拆的問(wèn)題,是保證本工程安全、優(yōu)質(zhì)、高效施工的必備條件之一。因此,必須優(yōu)化內(nèi)模的設(shè)計(jì)和施工工藝。
本工程的空心薄壁墩采用無(wú)支架翻模施工,每節(jié)段施工高度為4.5m。每次翻模時(shí),拆n節(jié)段模板,安裝n+2節(jié)段,保留n+1節(jié)段模板包裹在已澆混凝土上,起抱箍的作用,為n+2節(jié)段墩柱施工提供支承力,并防止錯(cuò)臺(tái)。
模板安裝、拆除均用塔吊作提升設(shè)備。模板拆除前,先用兩個(gè)5T葫蘆將待拆的內(nèi)(外)模板分別與上面不拆的內(nèi)(外)模連接拉緊,之后用塔吊鉤及鋼繩提住待拆模板,不受力。然后拆除模板的所有連接螺栓,松葫蘆讓塔吊受力,之后取掉葫蘆掛鉤,操作人員離開被拆鋼模。最后,提升模板,就位、安裝。
為提高墩柱混凝土外觀質(zhì)量,本工程使用的內(nèi)、外模板為新制的定型大面積平面鋼模,要求模板有足夠的剛度,表面平整度不大于5mm。
3.2.1 模板主體設(shè)計(jì)
每塊模板高2.25m,寬度根據(jù)墩柱結(jié)構(gòu)尺寸,計(jì)算配模,最窄0.78m,最寬3.0m。在外模上作寬1.0m的操作平臺(tái),平臺(tái)設(shè)1.2m高護(hù)欄,代替落地式操作支架。平臺(tái)用∟50*5mm角鋼做成三角托架,焊接于模板上,三角托架間距1.0m;三角托架上滿鋪5cm厚木板形成平臺(tái)。欄桿立柱采用∟50*5mm角鋼,間距1m;在立柱上,從下向上,于0.2m、0.5m、0.8m、1.2m處,分別水平地焊接Φ12鋼筋形成欄桿,并在欄桿外安裝密目安全網(wǎng)進(jìn)行全封閉。在每個(gè)倒角處的模板上,設(shè)Φ16鋼筋爬梯,以供人員上下。
模板的面板采用δ=6mm厚Q235鋼板,豎肋采用 [10槽鋼,間距300mm;橫肋用100mm寬 δ=5mm厚 Q235鋼板,間距600mm;橫向大背楞采用 [14槽鋼,間距1200mm;邊框和斜拉角鋼采用∟100*10mm角鋼。連接螺栓孔直徑為20mm,連接螺栓為M18*60mm高強(qiáng)度螺栓。
3.2.2 拆卸契口設(shè)計(jì)
方案一(傳統(tǒng)設(shè)計(jì))
每節(jié)段內(nèi)模,在一處倒角模板上,設(shè)有5mm寬的拆卸契口,如圖1所示,將墩柱內(nèi)倒角模板的豎縫連接角鋼退5mm而成。
圖1
方案二
如圖2所示,將拆卸契口處的大平面模和倒角模板做成公母榫,原有的連接螺栓不變,僅增設(shè)1號(hào)和2號(hào)螺栓(1、2號(hào)螺栓為10.9級(jí)M24高強(qiáng)度螺栓),1號(hào)螺栓沿豎直方向間距60cm,用于拆模時(shí)頂推模板;2號(hào)螺栓豎向間距40cm,設(shè)于模板豎向連接螺栓之間,用于安裝模板時(shí)固定模板并增強(qiáng)模板安裝后的整體剛度。
圖2
設(shè)計(jì)方案對(duì)比及選擇:按方案一設(shè)計(jì)、加工的內(nèi)模,在混凝土澆筑后,受混凝土的擠壓、四周的約束,和混凝土與模板之間的粘結(jié)力作用,使模板很難拆除,必須通過(guò)敲擊、撬棍撬和葫蘆拉等方式強(qiáng)行拆除,模板易損壞、變形。由于拆模時(shí),混凝土強(qiáng)度一般較低,強(qiáng)行拆模,墩柱混凝土表面易被敲傷、撬缺。損壞或變形的模板,必須修復(fù)后,才能投入下一節(jié)段墩柱施工中使用。拆除和修復(fù)模板消耗的工時(shí)多,增加了施工成本,影響工期,也無(wú)形地增加了一線工人勞動(dòng)強(qiáng)度和不安全因素;混凝土表面敲傷、撬缺后,影響墩柱的質(zhì)量,且需要修飾,浪費(fèi)人力、物力和影響工期。導(dǎo)致這些現(xiàn)象發(fā)生的原因是拆卸契口不能滿足拆模需要。
按方案二設(shè)計(jì)、加工的內(nèi)模,安裝工藝與方案一的模板一樣,但按下述技術(shù)拆除時(shí)很方便,省力省時(shí)。
通過(guò)比較,方案二是方案一的優(yōu)化,本工程選擇方案二。
按方案二,改變傳統(tǒng)的內(nèi)模拆卸口設(shè)計(jì),拆模時(shí)采用“螺栓頂退技術(shù)”。具體施工如下:施工時(shí),安裝好內(nèi)模后至拆內(nèi)模前,內(nèi)模如圖2的工況1,此時(shí),1號(hào)螺栓擰平模板面,在模板面與螺栓接觸處用透明膠帶粘貼,以防漏漿;并擰緊2號(hào)螺栓,確保內(nèi)模的整體剛度。拆除內(nèi)模時(shí),如圖2的工況2,先拆除1號(hào)螺栓所在模板的所有連接螺栓、擰退所有2號(hào)螺栓,再按從下向上的順序,擰進(jìn)1號(hào)螺栓,靠螺栓擰進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的頂推力量將模板反推出來(lái),從而拆除第一塊內(nèi)模,之后逐塊拆除其余內(nèi)模。擰進(jìn)1號(hào)螺栓時(shí),要盡量使所有的1號(hào)螺栓平行,不能一顆螺栓擰到頭后再擰其他螺栓,這樣會(huì)使模板變形,也會(huì)使螺栓頭處應(yīng)力集中,對(duì)混凝土表面造成損傷。
經(jīng)過(guò)花山3號(hào)大橋的施工實(shí)踐,優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)模,用“螺栓頂退技術(shù)”施工,為工程節(jié)約了工期和成本,減少了一線工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;避免了墩柱混凝土表面人為的外力損傷,模板無(wú)損壞變形,保證了空心薄壁墩的外觀質(zhì)量。實(shí)踐證明,“螺栓頂退技術(shù)”在空心薄壁墩的施工中,是切實(shí)可行的,可推廣到類似工程施工中運(yùn)用。
[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ 041-2000.
[2]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004.