摘要 為提升橋梁工程建設(shè)水平,保障橋梁高墩施工安全性,可應(yīng)用翻模工藝,為高墩施工提供技術(shù)支撐。因此,文章基于曼瓦5號大橋項目,對橋梁高墩中翻模法的施工控制要點展開研究。通過研究可知,為確保高墩施工質(zhì)量,應(yīng)結(jié)合翻模原理,做好模板拼裝、混凝土澆筑及養(yǎng)護等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制工作,發(fā)揮高墩翻模施工工藝的技術(shù)優(yōu)勢,夯實橋梁工程高墩建設(shè)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞 橋梁工程;高墩;翻模工藝;施工技術(shù)
中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2024)21-00106-03
0 引言
近年來,我國高速公路路網(wǎng)不斷擴大,公路沿線的地形條件更加復(fù)雜,公路橋梁建設(shè)中的墩柱高度增加。為滿足橋梁高墩施工要求,翻模工藝應(yīng)運而生。相較于傳統(tǒng)支架施工,翻模施工法具有成本低、效率高、可靠性強等優(yōu)勢,可保障高墩施工整體質(zhì)量,使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性符合建設(shè)要求。但在具體應(yīng)用高墩翻模工藝時,還應(yīng)掌握高墩翻模時的技術(shù)要點,減少質(zhì)量隱患。
1 項目概況
右幅K75+767.25曼瓦5號大橋(右幅橋梁起點:K75+306.710,右幅橋梁止點:K76+227.790)位于孟連至勐海高速公路2標段。該橋梁為跨越山谷而設(shè),孔跨布置及結(jié)構(gòu)形式為右幅30×30.5 m預(yù)制預(yù)應(yīng)力小箱梁。
橋墩為鋼筋混凝土圓截面雙柱墩及空心薄壁墩,雙柱墩柱徑分別為1.4 m、1.7 m、2 m;基礎(chǔ)為鉆孔灌注單樁基礎(chǔ),樁徑分別為1.6 m、1.9 m、2.2 m,空心薄壁墩下設(shè)承臺接樁徑為1.4 m的鉆孔灌注群樁基礎(chǔ),除1、4~5、13~15號橋墩樁基按嵌巖樁設(shè)計外,其余橋墩樁基均按摩擦樁設(shè)計;兩岸橋臺均為樁柱式橋臺,基礎(chǔ)為鉆孔灌注單樁基礎(chǔ),樁徑為1.6 m,樁基均按摩擦樁設(shè)計。
橋址區(qū)高程介于1 226~1 301m之間,最低點為K75+720、ZK75+643處低洼溝谷地段,切割較深,地形起伏較大,總體地勢較陡,兩岸邊坡較陡,區(qū)域地貌屬微切割梁崗狀低山地貌。右幅K75+767.25曼瓦5號橋梁:橋長921.08 m(按單幅計),樁基86棵,墩柱52棵(其中薄壁空心墩6棵),蓋梁29個,箱梁120片。為確保本合同段高墩施工標準化、規(guī)范化,實現(xiàn)安全、質(zhì)量、進度目標,曼瓦5號橋空心薄壁墩為采用翻模施工工藝,具體工程量如表1所示。
2 曼瓦5號大橋橋梁高墩翻模法施工設(shè)計
K75+767.25曼瓦5號橋右幅12號空心薄壁墩高53.5 m,墩頂尺寸為6×1.6 m,空心墩順橋向坡比均為80∶1,空心墩墩身采用C40混凝土。橋墩縱橋向兩側(cè)墩壁須設(shè)置直徑50 mm的通風孔,通風孔按垂直間距每隔5 m交錯設(shè)置,墩底設(shè)直徑D=100 mm泄水孔。隔板道數(shù)按照墩頂實心段起向下7 m設(shè)置一道,墩底實心段向上7 m設(shè)置一道,其余橫隔板按照8 m均勻布設(shè)。
空心薄壁墩建設(shè)時,采用翻模施工工藝,具體工藝流程如下:施工準備—測量放線—綁扎鋼筋、安裝模板、澆筑實體段與倒角混凝土—組裝翻模—綁扎鋼筋—安裝空心墩內(nèi)、外模板—澆筑混凝土—提升工作平臺—模板翻升—施工至墩頂—拆除平臺??招亩辗D0逵蓪I(yè)廠家設(shè)計、制作,外模模板共3節(jié),每節(jié)高2.25 m,每循環(huán)翻升2節(jié),如此循環(huán)往上翻升施工至墩頂。
3 曼瓦5號大橋橋梁高墩翻模法施工中的控制要點
3.1 模板安裝
3.1.1 安裝前準備
(1)模板進場后,試拼模板,檢查尺寸、模板接縫及其平整度,驗收后投入使用。
(2)搭設(shè)承臺,承臺頂立模區(qū)域涂抹3 cm厚1∶1水泥砂漿,水準儀找平,測放墩身幾何尺寸關(guān)鍵點,彈出立模邊線,為首節(jié)模板吊裝打好基礎(chǔ)[1]。
(3)模板拼裝前,磨光、清理模板,涂抹脫模劑,脫模劑應(yīng)輕薄、均勻,且與混凝土表面顏色一致。
(4)舊混凝土、新混凝土接觸面應(yīng)鑿毛處理,清除表面水泥漿。澆筑新混凝土前浸潤舊混凝土面。模板邊混凝土與模板頂面平齊,以保證混凝土施工縫線形美觀。新舊混凝土結(jié)合面做鑿毛處理:當采用水沖洗鑿毛時,混凝土強度應(yīng)達到0.5 MPa;當采用人工鑿毛時,混凝土強度應(yīng)達到2.5 MPa;當采用風動機鑿毛時,混凝土強度應(yīng)達到10 MPa。項目采用人工+風動機鑿毛。
3.1.2 模板安裝
項目模板采用塔吊吊裝方案,人工輔助安裝。先拼裝外模板,然后吊裝內(nèi)模板,最后上拉桿。模板之間用φ18 mm螺栓滿孔連接。每節(jié)模板安裝時,可在兩節(jié)模板間的縫隙間塞填0.5~1 mm厚薄鋼板進行糾偏。
(1)模板安裝需配合空心薄壁高墩施工進行,分三階段完成。包括首節(jié)墩身施工、空心段高墩施工、墩頂實心段施工。
(2)大塊組合鋼模板在施工點現(xiàn)場吊裝,吊裝前確定安裝順序,自下而上逐節(jié)安裝。模板拼縫用雙面膠填塞,不得有缺漏現(xiàn)象,模板之間使用螺栓連接,兩面采用對拉鋼筋加固,對拉鋼筋每側(cè)螺帽數(shù)量應(yīng)>2[2]。
(3)安裝時,注意嚴格控制板與板之間的錯臺距離,錯臺距離應(yīng)<1 mm。超過1 mm時,應(yīng)立即調(diào)節(jié)或打磨。模板槽鋼兩端(對拉鋼筋邊)加焊2塊鋼板(厚14 mm)補強,更換對拉鋼筋時不得擅自加工。安裝完畢后,組織專人檢查對拉鋼筋、模板安裝質(zhì)量,記錄安裝數(shù)據(jù),模板安裝允許偏差如表2所示。
3.1.3 模板支立平臺
模板支立前,應(yīng)在外側(cè)模板上焊接工作平臺。平臺由鋼筋焊接加工而成,寬度約100cm,踏板骨架為Φ25 mm鋼筋,每80 cm沿外模周邊焊接布置一道Φ25 mm鋼筋。水平搭接筋采用Φ12 mm鋼筋,每20cm布置一道。平臺頂部鋪設(shè)5 cm木板,外側(cè)設(shè)1.2 m防護欄桿,綁扎10#鐵絲設(shè)置安全防護網(wǎng)。
3.2 混凝土澆筑
模板安裝、檢驗且合格后澆筑混凝土。項目采用C40混凝土,統(tǒng)一配置后由汽車泵、塔吊協(xié)助入模,入模后分層澆筑。分層厚度約30~40 cm,布料順序是從空心薄壁墩的內(nèi)側(cè)順時針方向進行。澆筑墩身各節(jié)段混凝土時,應(yīng)鑿毛處理上一節(jié)段混凝土結(jié)構(gòu),同時潤濕鑿毛區(qū)域表面。浸潤后澆筑第一層混凝土,強度>設(shè)計強度75%后拆除模板,接高豎向主筋,綁扎箍筋,安裝上一節(jié)段模板。具體澆筑流程如下:
(1)承臺支設(shè)模板。墩柱第1~3節(jié)模板每節(jié)高2.25 m,模板支立后澆筑墩底混凝土,澆筑厚度6.75 m,包括2.5 m實心段、4.25 m空心段混凝土結(jié)構(gòu)。澆筑后拆除第1~2節(jié)模板,第3節(jié)暫不拆卸。
(2)模板拆除后,接高鋼筋,綁扎4.5 m墩身鋼筋。重新安裝第1、2節(jié)模板,安裝高度4.5 m。模板安裝時,應(yīng)同時安裝內(nèi)外模,加固內(nèi)外模板后可澆筑混凝土?;炷翉姸确弦蠛蟛鸪0澹嵘詈笠还?jié)模板[3]。
(3)混凝土澆筑過程中,應(yīng)交替翻升模板,注意控制每次翻升高度。翻升高度與墩身澆筑高度一致,即4.5 m。反復(fù)循環(huán)翻升模板,直至澆筑作業(yè)完成。施工過程中,墩頂實心段下9 m、墩底實心段上9 m應(yīng)設(shè)置40 cm橫隔板,橫隔板需均勻布置,并設(shè)100 cm×60 cm的出入孔。
(4)澆筑完成后進行振搗作業(yè)。項目采用插入式振動棒振搗。振搗點應(yīng)相互平行,間距<40 cm,振搗點應(yīng)和模板保持一定距離,不得<5 cm。分兩組進行振搗施工,先后振搗時間宜為20~30 s。振搗過程中注意觀察混凝土表面,不下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿即可。
(5)混凝土澆筑結(jié)束后,應(yīng)立即養(yǎng)護高墩混凝土結(jié)構(gòu)??稍谀0宀鸪蟀芰媳∧ぃ瑫r灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間為7~28 d。
3.3 高墩施工
3.3.1 首節(jié)墩身施工
(1)準確測量高墩中心點位、墩身四角位置,確定施工控制點位后,標記控制線、墩身輪廓線。
(2)沿墩身輪廓線澆筑水泥砂漿,厚度3 cm。澆筑后找平砂漿面,鋪設(shè)2 cm厚橡膠海綿,密封墩底水平面,預(yù)防后期混凝土漏漿影響高墩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[4]。
(3)施工中注意控制模板標高,模板標高、墩身四角高差應(yīng)小于2 mm。
(4)墩身混凝土達到一定強度后,鑿除砂漿找平層和橡膠海綿,拆除底部。拆模時不得強拉硬拖,避免模板、結(jié)構(gòu)變形。
(5)安裝首節(jié)墩身外模時,應(yīng)控制好墩身和模板頂?shù)南鄬Ω卟詈蛯蔷€誤差,緊固螺栓和拉桿、支撐構(gòu)件。
(6)澆筑首節(jié)墩身承臺混凝土時,還應(yīng)在墩身輪廓線外預(yù)埋Φ16 mm短鋼筋頭,作為支點加固墩身外模。
3.3.2 第2節(jié)墩身施工
首節(jié)墩身施工后,應(yīng)先拆除最底部模板,后拆除倒數(shù)第二節(jié)模板。然后開始接長和綁扎墩身鋼筋,鋼筋高度約4.5 m。綁扎鋼筋時,應(yīng)控制好鋼筋的水平度,不得偏位。綁扎結(jié)束后,按照規(guī)范要求及時檢查鋼筋位置、保護層厚度。無誤后分別支立第二節(jié)墩身4.5 m高的內(nèi)模板和外模板。
墩身外模板采用塔吊吊裝,支立在未拆除外模頂端。支立后安裝內(nèi)模,內(nèi)模安裝時,可用對拉支撐桿件加固模板,同時搭設(shè)內(nèi)模施工平臺,接高墩身后安裝“之”字安全爬梯,爬梯必須采用鋼管或鋼筋通過墩柱的拉桿孔或預(yù)留的通風孔與墩身固定。墩身鋼筋提升采用塔吊提升,主筋接頭采用機械直螺紋套筒連接,同時在實心段墩身頂部預(yù)留泄水孔,便于后期各節(jié)墩身排水。
3.3.3 其余節(jié)段墩身施工
其余墩身施工順序與首節(jié)、空心段墩身施工順序相同。即模板內(nèi)墩身混凝土達到一定強度后,先后拆除下面1、2節(jié)模板,塔吊提升模板,提升至要求的高度后懸掛模板,配合吊架重新于第3節(jié)模板支立第1、2節(jié)模板,綁扎墩身鋼筋,澆筑墩身混凝土。重復(fù)“翻升模板”“綁扎鋼筋”“澆筑混凝土”等順序,依次完成墩身施工作業(yè),直至澆筑至高墩頂部。澆筑結(jié)束后檢查墩頂平整度、墩身混凝土強度、墩身垂直度等質(zhì)量參數(shù)。
3.4 模板翻升
項目高墩為空心薄壁墩,施工目標每節(jié)高度為2.25 m。高墩翻模時的工藝設(shè)計為“鎖1節(jié)翻2節(jié)”。每兩節(jié)模板墩身澆筑結(jié)束后應(yīng)翻升模板、安裝及綁扎鋼筋。模板翻升需應(yīng)用塔吊、汽車吊機等工具,配合施工作業(yè)逐一提升模板到高墩頂部。提升過程中還應(yīng)做好模面去污、清潔、涂油工作,并組織專人負責模板提升安全管理工作,防止模板與周邊固定物碰撞。
上層墩身混凝土面鑿毛清理后,塔吊吊裝提升模板,人工輔助對位,將模板安裝到對應(yīng)位置上,安裝底口橫向螺栓與下層模板聯(lián)結(jié),并以導(dǎo)鏈臨時拉緊固定模板,防止模板傾倒。內(nèi)模板同步安裝就位后,及時與已安裝好內(nèi)外模板拉桿連接。
安裝模板時注意預(yù)留通風孔位置,通風孔位置和大小以設(shè)計圖紙為準。模板整體安裝完成后,檢查安裝質(zhì)量,調(diào)整中線水平位置,固定模板位置,加固處理后開始翻升。模板翻升時需結(jié)合高墩施工活動提升模板,同時做到垂直、均衡一致,模板提升高度應(yīng)為混凝土澆筑高度。墩身模板安裝應(yīng)穩(wěn)固,設(shè)計拉桿數(shù)量不能隨意減少,倒角拉桿嚴格按要求設(shè)置。比如,每節(jié)一個大面模板對拉桿設(shè)置24根,均為P20 mm精軋螺紋鋼筋剪切應(yīng)力為830 MPa,橫向間距1 m+0.8 m×5+1 m,每根長1.2 m;每節(jié)一個小面模板對拉桿設(shè)置12根,均為P20 mm精軋螺紋鋼筋,每根長1.2 m;一節(jié)模板四角采用8根20 mm精軋螺紋鋼筋對拉,每個角2根[5]。
3.5 墩頂實心段施工
墩頂實心段施工時,應(yīng)建立支撐體系,滿足墩身施工豎向荷載的基本需求,確?;炷翝仓┕さ陌踩?。因此,在項目建設(shè)時,于墩身空心段設(shè)置φ32 mm鋼棒作為支撐體系,鋼棒間距25 cm,兩端伸進墩柱50 cm。支撐體系上方鋪設(shè)竹膠板作為底模,竹膠板邊緣、墩身之間可用雙面膠固定,防止混凝土澆筑時漏漿[6]。
墩頂支撐體系施工結(jié)束后進行墩頂實心段施工。首先,安裝實心段底模、鋼筋。綁扎鋼筋時,應(yīng)嚴格遵守設(shè)計方案,綁扎后及時檢驗鋼筋位置、間距、連接點緊固性。其次,安裝實心段外模,澆筑混凝土。墩頂混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)一次性澆筑而成,澆筑前需檢查支撐體系、模板、鋼筋和預(yù)埋件,清理模板內(nèi)雜物、積水和污垢。澆筑過程中還應(yīng)注意控制澆筑高度和澆筑速度。最后,墩頂澆筑時,應(yīng)觀察預(yù)埋鋼筋是否存在移動、變形、沉降情況,移位時應(yīng)校正、加固,處理后方可繼續(xù)澆筑墩頂表面。
4 結(jié)語
綜上所述,橋梁工程中,翻模技術(shù)在高墩施工建設(shè)中有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。但是為了更好地利用翻模工藝,還應(yīng)結(jié)合橋梁高墩的實際情況,完善高墩翻模施工技術(shù)方案,加強施工平臺搭建、模板安裝、墩身澆筑等環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理,全方位地預(yù)防高墩施工質(zhì)量、安全風險,借此突出高墩翻模的技術(shù)優(yōu)勢,提升橋梁高墩建設(shè)質(zhì)量,滿足新時期公路橋梁安全施工的基礎(chǔ)需求。
參考文獻
[1]汪貴英.橋梁薄壁墩無支架翻模施工技術(shù)[J].交通世界,2023(35):152-154.
[2]蘭威.高墩連續(xù)梁橋墩身翻模施工技術(shù)[J].交通科技與管理,2023(18):162-164.
[3]廖凱,葉子健,張璐瑤.高墩柱翻模施工工藝研究[J].建筑安全,2023(9):69-72.
[4]武麗勇.空心薄壁高墩翻模施工技術(shù)在高速公路橋梁中的應(yīng)用[J].四川建材,2023(7):204-206.
[5]陳星宇,趙衛(wèi)冬.高速公路橋梁高墩施工工藝研究與分析[J].價值工程,2022(36):28-31.
[6]劉文建,劉宇峰,陳鳴.橋梁高墩液壓頂升整體式鋼架平臺翻模設(shè)計與施工[J].施工技術(shù)(中英文),2022(18):58-62+112.