128m桥梁高墩滑模施工工法.docx

桥梁高墩滑模施工工法目录1、前言12、工法特点13、适用范围24、滑模结构设计、工作原理24.1、滑模结构（附图）24.1.1、模板24.1.2、提升系统24.1.3、操作平台34.1.4、液压控制系统34.1.5、辅助系统44.2、滑模设计44.3、滑模的工作原理65、施工工艺流程76、施工工艺86.1、滑模组装86.2、滑模调试86.3、墩身混凝土浇注86.4、滑模提升96.4.1、初升阶段96.4.2、正常滑升阶段96.4.3、终升阶段106.5、绑扎钢筋及竖向筋接长106.6、墩身横隔板施工106.7、滑模拆除116.7.1、拆除顺序116.7.2、拆除注意事项117、混凝土施工技术措施118、施工组织及机械设备128.1、施工人员组织128.2、机具材料组织129、质量保证措施129.1、保证模板和桁架的刚度129.2、滑模施工的防偏与纠偏139.2.1、垂直度的控制139.2.2、操作平台水平度的控制139.3、停工处理139.4、混凝土抹面139.5、爬杆弯曲1410、安全保证措施1411、经济效益分析1512、工程实例15桥梁高墩滑模施工工法1、前言我公司承建的厦门至成都高速公路贵州境(黔川界)段高速公路工程 第8合同段（K75+530-K80+215），其中K76+002.5段法郎沟特大桥属于典型的山区桥梁，桥梁起讫桩号K75+661K76+344，全长683m，桥梁上部构造跨径组合为（125+225+125）m+540m，主桥采用预应力砼连续刚构，引桥预应力砼T梁采用先简支后结构连续体系。桥梁下部构造主桥桥墩采用空心薄壁墩配桩基础，过渡墩采用空心薄壁墩配合桩基础，引桥桥墩采用实心墩配合桩基础，桥台采用重力式U型桥台配合扩大基础、桩基础。左右幅1号、2号8个墩柱为薄壁空心墩，左右幅6号为薄壁实心墩，最高墩位于2号墩，墩高138m；在施工过程中高墩施工中受地形条件、工期压力、安全风险、经济效益等方面因素影响非常多。因此我项目部根据本标段高墩特点，收集各方面资料，在总结和汲取翻模施工工艺的基础上，法郎沟特大桥主墩采用滑模施工。滑模施工墩柱如表1.1所列：表1.1 滑模施工墩柱统计表墩号墩高m截面形式尺寸墩柱根数壁厚cm备注法朗沟特大桥1#墩120薄壁空心墩8m*4m470无坡度2#墩138薄壁空心墩8m*4m470无坡度6#墩50实心薄壁矩形墩6m*2.5m2250无坡度2、工法特点滑模施工是机械化程度高、施工速度快、现场场地占用少、结构整体性强、安全系数高、环境与经济综合效益明显的一种施工技术，它包含工具式模板、动力滑升设备以及配套施工工艺等特点。动力设备目前主要以液压千斤顶为主，在成组千斤顶的同步作用下，将整个滑升荷载通过提升架传递给爬杆，从而带动工具式模板沿着刚成型的混凝土表面滑动。每次顶升约30cm左右，如此连续循环作业，直至达到设计高度，完成整个墩身施工。3、适用范围桥梁高墩、空心薄壁、实心墩、房建工程采用滑模施工均可推广应用。4、滑模结构设计、工作原理滑模主要由内（外）模体、提升系统、液压控制系统、工作平台、辅助系统组成。4.1.1、模板墩身模板用5mm钢板制作而成，模板高1.30米，用10#槽钢作为加筋肋，间隔30cm一道，通过上下两道围圈定位支撑，围圈桁架焊接。围圈采用10#槽钢加工，围圈上口距模板上面6cm，上下围圈间距100cm。4.1.2、提升系统提升架是滑模与混凝土间的联系构件，通过QYD-100楔块液压千斤顶支撑模板、工作平台，人员荷载、滑升荷载等，整个滑升荷载将通过提升架传递给爬杆。爬杆由48*3.5mm的钢管制成；提升架采用“F” 字型门架，立柱用18，横梁采用双排18，立柱与横梁采用焊接连接。4.1.3、操作平台操作平台分为主操作平台和辅助工作平台。主操作平台作为施工的操作平台，承受施工人员物料等荷载，主操作平台框架采用桁架梁结构，上部满铺5cm厚脚手板。由于混凝土施工过程中侧向受力较大，为确保主操作平台的刚度，选用80*8和63*6角钢加工制做100cm 100cm复式桁架梁作为工作平台。为便于施工，用三角撑将平台外侧加宽50cm。辅助工作平台为混凝土养护修面的工作平台，采用钢木结构悬吊布置，沿混凝土面布置一周宽70cm平台，其上满铺5cm厚脚手板，用20mm圆钢间隔2米悬挂在提升桁架梁上，并搭设钢管护栏，悬挂密目安全网和防抛网。主操作平台和辅助工作平台均由内外两部分组成，为薄壁空心墩内外部施工提供操作平台。上下操作平台通过吊挂在桁架上的挂梯。4.1.4、液压控制系统选用QYD-100楔块液压千斤顶，设计承载能力为10t，计算承载能力为5t，爬升行程30mm，每个千斤顶上安装针型阀，以控制进油，油路通过分油器连接；液压控制台为YKT36型液压控制台，采用分组并联主（16）支（8）高压油路系统同千斤顶相连，形成液压系统。4.1.5、辅助系统包括洒水养护中心测量水平测量等装置。洒水管用50mm胶质软管制成，固定在辅助工作平台上，沿混凝土壁均匀布孔。中心测量用短重垂线，观察模体的水平位移，在模体的四个面对称设四根重垂线测量，并用全站仪校正。水平测量利用水准管，观察操作平台的水平度。滑模结构自重： G1=13000kg施工荷载：工作人员12人75kg/人=900kg、滑模设备3000kg、电焊机和振捣器400kg、钢筋和支撑杆2000kg，考虑2倍的动力系数及1.3倍的不均匀系数，施工荷载为 G2=（900+3000+400+2000）21.3=16380kg。滑升摩擦阻力：单位面积上的滑升摩擦阻力按照计算，同时考虑附加系数为1.3，所以整圈模板上的滑升摩擦阻力为：(按每平方200kg计算)，G3=S2001.3=55.122001.3= 14331.2kg。竖向荷载总重：G=G1+G2+G3=13000+16380+14331.2=43711.2kg模板的侧压力：当采用插入式振捣器时，混凝土对模板的侧压力为：P=r(h+0.05) 式中：r-混凝土的容重，取2500kg/m3 h-每层浇筑混凝土厚度，取0.3m 则：P1=2500(0.3+0.05)=875kg/m2 同时考虑浇筑混凝土时，动荷载对模板的侧压力：P2=200kg/m2 故：P=P1+P2=875+200=1075kg支撑杆（爬杆）计算： 允许承载能力：P=3.142EJ/K(ml)2 E: 支撑杆的弹性模量：E=2.1106kg/cm2 J: 支撑杆的截面惯性矩：J=11.35cm4 k: 安全系数：取k=2 ml: 计算长度：按0.61.8=1.08m计 则：p=3.1422.110611.35/2(0.61.8100)2 =10073.88kg/cm2 因此支撑杆的数量（千斤顶的数量） n=w/cp w:撑杆承载，w=G1+G2+G3=43711.2kg p: 支撑杆允许承载能力，取4000kg c: 载荷不均衡系数，取0.8 n=13.65 台考虑结构对称要求以及提升安全有效，内外模板共取千斤顶16台，支撑杆16根。考虑内外同步滑升，故选择8个对称均匀布置。操作平台结构布置图如图4.1。图4.1 滑模结构设计图滑模向上滑动原理通过支撑在提升架和依附在爬杆上的16台10t穿心式千斤顶向上滑升，千斤顶和油泵之间用高压油管连接，由总操纵室统一集中控制，每台千斤顶设分油器和进油开关，对千斤顶不同步提升进行调整。千斤顶滑升每行程3cm，通过回顶反复顶升达到要求的滑升高度。爬杆一端埋置于墩台结构的混凝土中,另一端穿过千斤顶心孔,千斤顶依附在顶杆上。提升时,滑模系统的重力及其他临时施工荷载全部由顶杆承担。5、施工工艺流程施工准备模板组装支立内模绑扎钢筋支立外模养护浇筑第一层混凝土浇筑第二层混凝土提升工作平台模板的拆除提升循环上升之墩顶、拆除模板拆除平台施工结束6、施工工艺1）测放墩身中心线和滑模安装边线后，安装滑模前进行找平。将墩身部分混凝土凿毛清洗,接长竖向主筋,绑扎提升架横梁以下的箍筋。2）按设计位置安装外滑模和提升架,继续安装操作平台、千斤顶及顶杆等。顶杆需穿过千斤顶心孔到达基础顶面。3）浇筑完底部2m实心段混凝土后安装内滑模，与外滑模安装相同。1）耐压:加压120kg/cm2，5分钟不渗不漏；4）空载爬升:调整行程30mm；5）负荷爬升:记录加荷5吨,支撑杆压痕和行程大小,将行程相近的编为一组。6）为及时修复施工中千斤顶出现的故障，要备用如：簧上卡头、排油弹簧、钢珠密封圈、卡环、下卡头等零部件，且要对其经常进行检修。滑模组装检查合格后,安装千斤顶 ,液压系统,插入支撑杆并进行加固,然后进行试滑升35个行程，对提升系统液压控制系统操作平台及模板变形情况进行全面检查，发现问题及时解决，确保施工顺利进行。为确保滑模施工顺利进行，不发生粘模事故，除T接380伏电源外，还做好备用电源准备工作。滑模施工混凝土,坍落度控制在1216cm，初凝时间在45h。分混凝土层均匀对称浇注,分层浇注厚度为2030cm,浇注后混凝土表面距模板上缘的距离宜控制在1015cm。振捣采用插入式振捣器进行，振捣器插入前一层混凝土的深度不应超过5cm,避免振捣器触及钢筋、爬杆和模板,禁止在模板滑升时振捣混凝土。混凝土出模强度应控制在0.20.5MPa范围内（手有硬感即可）,以防止坍塌变形。出模8h后开始养生。混凝土浇筑配一台吊机，连续不间断浇筑。滑模施工的整个过程中,滑升可分为初升、正常滑升和终升3个阶段。6.4.1、初升阶段最初灌注的混凝土的高度一般为8090cm,分34层浇注,约需4h,浇筑前现场做试块，手有硬感时混凝土强度约0.20.5Mpa，即可提升模板，随后模板缓慢提升3cm，再检查底层混凝土凝固状况，正常后模板正常提升至10cm左右。此时，对滑模系统进行全面检查，包括提升架的垂直度和水平度是否满足要求,平台焊缝连接是否可靠,系统的变形是否在允许范围内,模板接缝是否严密,操作平台的水平度是否达到标准,连接螺栓是否松动,千斤顶工作是否正常,顶杆有无弯曲现象等。发现问题要及时修正和完善。6.4.2、正常滑升阶段各项检查完毕并符合要求后,进入正常滑升阶段。每浇注一层混凝土（2030cm）,滑升一次,力争使滑升高度与混凝土浇注厚度基本一致。在正常滑升阶段,浇注混凝土、绑扎钢筋、滑升模板、出模混凝土压光处理要交替进行。一般混凝土浇注和模板滑升速度控制在30cm/h左右。正常滑升阶段应分多次慢慢滑升,每次连续滑升高度不宜超过30cm,要经常停下来检查构件与设备是否正常工作。正常滑升阶段各项作业之间要紧密配合。正常滑升阶段中间由于各种原因停止滑升，滑模下口要在已浇混凝土面以下2030 cm为宜，再次进行滑升时进行凿毛处理后，浇筑混凝土前清理干净。6.4.3、终升阶段当模板滑升至离墩顶标高2m实体段时,滑模进入终升阶段。此时拆除内滑模，安装制作的内底模，并放慢滑升速度,进行准确的抄平和找正工作,保证最后浇注的一层混凝土顶部标高和位置准确。模板每提升一定高度后,要穿插进行接长顶杆及绑扎钢筋的工作。为便于加快钢筋接长，钢筋接头采用直螺纹接头，并且便于操作，每次接长钢筋为4.5m为宜。此项工作应在滑升间隔时间内完成,以免影响施工进度。1）、2）、扳出墩身里预埋的横隔板钢筋，绑扎横隔板钢筋。3）、灌注横隔板混凝土，滑升模板。按与滑模组装的相反顺序进行。6.7.2、拆除注意事项先清理平台上堆放的各种机具和材料。拆除时利用墩旁塔吊分内外滑模整体进行拆除。拆除工作系高空作业，人员必须系好安全带，机具应绑扎牢固，慢运轻放，防止损坏。拆除工作完后，应将构件分类存放。7、混凝土施工技术措施1）施工前，对混凝土的配合比外加剂进行试验，测定混凝土的塌落度凝固时间，为滑模做好技术准备。2）浇筑前检查模板尺寸是否正确，接缝是否严密，模板内的杂物是否已清除。检查钢筋的数量、尺寸、间距及保护层厚度是否符合设计要求，报请监理工程师验收合格后，后进行浇筑混凝土施工。3）浇筑前分级进行安全技术交底，做好人员组织分工，给每个振捣工划分好振捣区域，责任落实到人。4）混凝土浇注采用插入式振捣器振捣，采用水平分层逐层灌注逐层振捣的方法施工。混凝土振捣棒使用直径75mm及50mm插入式振动棒，紧随下料及时振捣，振动器移动距离不大于其作用半径的1.5倍，且振动器插入下层混凝土内不超过50mm。模板角落以及振捣器不能达到的地方，辅以人工插捣，以保证混凝土密实。当振捣部位混凝土停止下沉表面平坦泛浆不再冒气泡后，即可徐徐提出振动棒。混凝土振捣时间不大于60s。5）混凝土振捣时防止碰撞模板钢筋预埋件。注意对预埋件的检查和保护，确保预埋件位置尺寸数量等的准确。6）因施工需要或因其他原因不能连续滑升时，该采取停歇措施：混凝土该浇灌到同一水平面上；模板先每隔一段时间提升一个行程，直至模板与混凝土不在粘结为止；再施工时，对液压系统进行运转检查，对旧砼面进行凿毛处理，凿毛后用清水将砼面冲冼干净。8、施工组织及机械设备混凝土浇筑振捣人员4人、钢筋绑扎人员6人、抹面养生人员2人、操作控制1人；电工1人、安全员1人、技术员1人；工班长1人。塔吊1台、滑模提升设备1套、振捣棒4台、电焊机2台、搅拌运输车2台、30KW发电机1台。9、质量保证措施模板和桁架必须具有足够的刚度抵抗施工荷载,使变形控制在允许值范围内。9.2.1、垂直度的控制施工过程中,要勤观测、及时防偏纠偏。产生中线偏移、水平偏移及扭转的原因主要有荷载布置不均、千斤顶爬升不同步或部分千斤顶不工作、混凝土灌注不均匀等。防偏即在施工中尽量避免上述现象发生。结构一旦产生偏扭,即要采取纠偏措施。包括中线纠偏、模板调平和扭转纠偏。施工中每滑升1m就要进行一次中心校正。滑升中如有偏斜,应查明原因,可将较低一侧的千斤顶抬高23cm后逐渐纠正,一次纠正量不宜过大,以免产生的弯曲现象。9.2.2、操作平台水平度的控制操作平台一旦发生倾斜,将导致顶杆弯曲使滑升困难。平台上堆料要均匀放置,注意均匀对称分层浇筑混凝土，还要经常做到精心观测和调整。可用水平仪观测千斤顶高差,并在爬杆上划线标记千斤顶应滑升的高度,在同一水平面上的千斤顶高差不能大于2cm,相邻千斤顶的高差不能大于1cm。不管什么原因，停工前,混凝土要灌满模板并振捣完毕。达到混凝土初凝时间滑升模板，达到下口高度在已浇混凝土面以下2030cm。滑模在滑升后，出模的混凝土表面不光滑，要及时人工用铁抹子压光23遍进行表面处理，同时抹面用熟练工人，现场加强交底和过程中检查。爬杆弯曲会带来严重的施工质量和安全问题，因此爬杆插入千斤顶时要保持垂直。爬杆的负荷要通过计算确定,如果负荷过大时,平台倾斜也会导致爬杆弯曲。若爬杆弯曲不大,可通过焊接支撑构件等对其进行纠正;若弯曲较大,则应更换弯曲部分,必要时更换。10、安全保证措施1)、模体使用前要认真进行检查验收，施工过程中也要进行经常检查，确保结构使用安全。2)、施工人员上、下操作平台主要采用钢筋挂梯，挂梯安装要牢固，保证安全可靠。3)、操作平台的安全栏杆、安全网挂设、脚手板铺设要固定牢固。避免模体上堆载，主要是作为人员工作平台。4)、各个人行通道保障畅通、消防设施确保到位。5)、做好施工安全用电管理。6)、滑模提升要保证基本同步，经常检查油管路、千斤顶顶升后是否锁死,并设置保险绳。7)、严格高空作业、起重作业安全操作规程。11、经济效益分析2011年3月，经项目部对法朗沟特大桥主墩施工进行了成本审核，该工法产生的经济效益为：1、减少模板的投入费用100万元。2、节约工期3个月，主墩滑模施工以23m/天的施工进度，相对于翻模、爬模等工艺，在工期进度方面显出较大优势，以此计算，工期成本将节约300万元。3、 减少了输送泵的设备配置，滑模工艺由于考虑混凝土的初凝时间和浇筑高度问题，且采取连续不间断的作业方式，采用低速卷扬机提升混凝土，不使用输送泵仍可以正常施工，节约设备配置150万。以上累合计550万元，除去滑模系统的成本费250万元，累计降低成本300万元。由此可见，滑模施工模板投入少，施工速度快，安全可靠，质量可控，在毕生项目法朗沟特大桥主墩施工中取得了良好的效果，经济效益非常明显。12、工程实例毕生项目8标法郎沟特大桥 1、2、6号主墩为空心（实心）薄壁墩采用滑模施工工法进行施工。