陳 磊
(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)
在橋梁工程的施工中,高墩有著自己獨(dú)特的施工工藝。液壓爬架翻模施工工藝是在滑架爬模工藝上進(jìn)行改進(jìn)的一種外架爬升、翻模施工的新型工藝。其特點(diǎn)為采用滑模工藝中多道工序平行作業(yè)的措施加快施工進(jìn)度,同時(shí),又摒棄了傳統(tǒng)的滑模施工工藝對(duì)模板滑升時(shí)間點(diǎn)控制和?;仁┕るy點(diǎn),可隨時(shí)控制施工進(jìn)度,但時(shí)效性不如滑模施工。此項(xiàng)施工工藝中,將頂升滑架、拆除模板、安裝主筋三項(xiàng)施工作業(yè)由傳統(tǒng)的流水作業(yè)變?yōu)槠叫凶鳂I(yè);將安裝箍筋和安裝模板這兩項(xiàng)流水作業(yè)合并為一項(xiàng)作業(yè);將拆除最下層模板、安裝主筋、澆筑混凝土等三項(xiàng)作業(yè)改為平行作業(yè)。
進(jìn)行墩柱第一、二模混凝土施工時(shí)(澆筑高度共9 m,將液壓爬架的預(yù)埋件預(yù)埋于墩柱混凝土內(nèi)。待第二模澆筑完畢后,開(kāi)始安裝爬架部分,爬架安裝完畢后開(kāi)始進(jìn)行爬架翻模施工流程。
液壓爬架翻模主要由液壓爬升體系、模板體系(包含模板和提升裝置)和工作平臺(tái)體系組成。該工藝每次澆筑混凝土高度1.5 m、3 m、4.5 m 均可,本橋采用3 m 每次。
液壓爬升體系包括:錐形套、爬軌懸掛件、爬軌、自鎖提升件、千斤頂、油泵。爬升系統(tǒng)由10 臺(tái)千斤頂,兩臺(tái)油泵,一個(gè)操作控制箱組成。爬架爬升的原理是通過(guò)液壓系統(tǒng)控制油缸升降,再由油缸升降作用帶動(dòng)軌道和爬架爬升。采用一個(gè)操作控制箱控制所有千斤頂?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于可以保證所有千斤頂頂升的同步性,再輔以人工進(jìn)行檢查,避免了爬架爬升過(guò)程中存在傾覆的可能性,使安全得以保證。
外模由鋼模板組成,墩柱平面尺寸為8.5 m ×3.2 m。每模高度為1.5 m 或4.5 m。內(nèi)外拉桿為Φ20 精軋螺紋鋼筋。翻模主要由爬架上的起吊系統(tǒng)完成,起吊系統(tǒng)主要由3個(gè)電動(dòng)葫蘆和3 根主橫梁組成(用于內(nèi)外模板安裝和拆模),安拆模板時(shí),前后側(cè)、左右側(cè)的內(nèi)外模板均可通過(guò)起吊系統(tǒng)完成,塔吊僅作鋼筋的提升轉(zhuǎn)運(yùn)及其他零星工作。起吊系統(tǒng)所用的電動(dòng)葫蘆掛于45b 工字鋼主橫梁上,起吊噸位視工字鋼的規(guī)格型號(hào)驗(yàn)算后進(jìn)行配置。
爬架通常設(shè)有三個(gè)操作平臺(tái),最底層平臺(tái)主要用于拆除模板、混凝土外觀修飾,中層平臺(tái)主要用于模板安裝及混凝土的澆筑,頂層平臺(tái)主要用于鋼筋的安裝,三個(gè)平臺(tái)之間設(shè)有操作平臺(tái)供操作人員使用,使三個(gè)平臺(tái)能達(dá)到平行作業(yè)的功效。
一般在施工中,先要運(yùn)用普通工藝先進(jìn)行墩柱施工至液壓爬架安裝所要求的高度,施工本段墩柱時(shí),按照爬架的設(shè)計(jì)預(yù)埋錨固爬架的爬錐孔。安裝液壓爬架時(shí),先安裝爬架與墩柱間的錨固系統(tǒng)(爬錐、爬盤(pán)),將爬架的爬行軌道固定其上,安裝爬行裝置(頂升液壓泵)。爬行裝置安裝完畢后,安裝支架系統(tǒng)(含修飾平臺(tái)、混凝土澆筑平臺(tái)、鋼筋安裝平臺(tái)),支架系統(tǒng)安裝完畢后需檢驗(yàn)其連接螺栓等是否穩(wěn)固,再進(jìn)行支架上防護(hù)設(shè)施的安裝。防護(hù)設(shè)施安裝完畢后最后連接液壓系統(tǒng),對(duì)整個(gè)爬架的爬升試運(yùn)行,試運(yùn)行高度一般只進(jìn)行液壓泵的一個(gè)行程。支架試運(yùn)行完畢后,爬升至預(yù)定位置進(jìn)行墩柱施工,需要注意的是,每次爬升時(shí),爬架受力部位的混凝土必須達(dá)到15 MPa 以上。
在施工中需要用到的鋼筋一般都是在鋼筋加工場(chǎng)加工成半成品,經(jīng)檢驗(yàn)符合要求后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),由塔吊提升至墩柱施工作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行安裝。鋼筋的安裝在爬架的頂層平臺(tái)進(jìn)行。主筋的下料長(zhǎng)度很大程度上決定了爬架的使用效率,經(jīng)反復(fù)實(shí)踐,長(zhǎng)度以4.5 m 為宜,這樣可以提高安裝速度,使該工序持續(xù)時(shí)間與混凝土工序時(shí)間匹配,并能使鋼筋不傾斜以給爬架施加荷載,保證爬架施工的安全性。
鋼筋在安裝的過(guò)程中宜采用機(jī)械連接方式,使該工序持續(xù)時(shí)間較短,如采用焊接持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),且焊渣將會(huì)對(duì)下一平臺(tái)造成影響,有嚴(yán)重的安全隱患。
在高墩爬架施工技術(shù)中,模板工程也是一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟,薄壁空心墩柱中分為外模、內(nèi)模兩種。其中外模板選取剛度較好的鋼質(zhì)模板,它的面板厚度一般為5 mm,通過(guò)10 ×10 的角鋼網(wǎng)格式連接,再采用雙槽鋼作為拉桿支撐。內(nèi)模板的材料也選用鋼模,其采用輕型的鋼質(zhì)模板加工拼接而成,自重較小,利于提升。內(nèi)模在有些情況下可能會(huì)產(chǎn)生外鼓的現(xiàn)象,為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn),在其拉桿支撐體系上采用頂托將兩側(cè)內(nèi)模對(duì)頂。
為了墩柱美觀以及方便拆模,方形墩柱外模通常將棱角處做成直徑為3~5 cm 的圓形倒角,倒角處的模板采用螺栓拼接在大面的外模上,但包裹小面的尺寸不宜過(guò)長(zhǎng),以10 cm 為宜,否則拆模時(shí)難度較大且容易損傷棱角。模板安裝前應(yīng)清楚污物并打磨涂抹脫模劑,覆蓋薄膜以保證清潔,澆筑混凝土前將薄膜拉出即可。因采用翻模工藝,拆模時(shí)由最底層先拆,先將起吊葫蘆吊穩(wěn)模板、拆除拉桿后再撬松模板。
混凝土通常采用輸送泵進(jìn)行輸送,為保證爬架施工安全,在墩柱開(kāi)始施工時(shí)需專(zhuān)門(mén)預(yù)埋構(gòu)件對(duì)輸送管道進(jìn)行加固,不得將管道固定于爬架之上,避免其沖擊荷載影響爬架的穩(wěn)定。
方柱混凝土灌注時(shí)應(yīng)先從四角開(kāi)始布料、分層灑布、分層振搗,避免出現(xiàn)振搗不密實(shí)或蜂窩現(xiàn)象。泵送混凝土的坍落度宜控制在16~18 cm,既要保證混凝土的流動(dòng)性,更要控制水灰比以保證強(qiáng)度。
在現(xiàn)階段橋梁高墩施工中,爬架翻模施工工藝已運(yùn)用較為成熟,各施工單位所采用的的爬架設(shè)計(jì)雖存差異但原理相同。本工藝綜合了液壓爬模、滑模、翻模的優(yōu)點(diǎn),使用全新的施工工藝。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理,操作方便,既能大幅縮短施工周期,又能有效地保證橋墩施工過(guò)程中操作員工的安全性,提高混凝土澆筑質(zhì)量,降低成本。