高墩滑模技術(shù)在兩河口水電站橋梁施工中的應(yīng)用

1、高墩滑模技術(shù)在兩河口水電站橋梁施工中的應(yīng)用陳緒亮 郝元君摘 要 依據(jù)國家“先移民后建設(shè)”的原則，四川兩河口水電站庫區(qū)公路已開展，區(qū)域內(nèi)橋多墩高，施工場地十分狹小，便道施工難度極大且難以抵達(dá)施工墩位，也難以滿足大型施工設(shè)備的通行需求，使橋梁下部構(gòu)造橋墩施工成為了關(guān)鍵控制性項(xiàng)目。將高墩滑模技術(shù)應(yīng)用于兩河口水電站橋梁施工中不使用腳手架，不重復(fù)支立模板，同時具有混凝土連續(xù)成型、勞動強(qiáng)度低、安全性能好、施工速度快、周轉(zhuǎn)材料消耗少等特點(diǎn)。結(jié)合工程實(shí)際，通過四川兩河口水電站庫區(qū)代建公路甲斯孔河大橋14號高墩墩身的滑模設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐，從模板設(shè)計(jì)、滑模工藝及施工過程等方面對高墩滑模技術(shù)在薄壁空心高墩施工中的應(yīng)用

2、進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞 滑模 技術(shù) 高墩橋梁 應(yīng)用 1 引 言高墩滑模施工技術(shù)應(yīng)用于橋梁、墩柱，能夠保證橋墩施工質(zhì)量，節(jié)省橋梁高墩施工人力和物力，并且對于提高橋梁高墩施工安全性能、經(jīng)濟(jì)效益、結(jié)構(gòu)性能、施工進(jìn)度以及高墩結(jié)構(gòu)的抗震性能等都有著非常顯著的作用。2 工程概況四川兩河口移民工程密瓦段標(biāo)甲斯孔河大橋長245.5米，下部結(jié)構(gòu)落差高達(dá)102.8m，下部構(gòu)造橋墩共設(shè)置有26根樁基，8個橋墩，分別采用雙柱式墩（3個）、薄壁空心墩（5個，其中底部1m為實(shí)心段），該橋最高墩達(dá)69.8m。薄壁空心墩單位混凝土量小、墩身較高，砼及鋼筋和材料垂直運(yùn)輸難度大；橋墩位于EL2824.058EL2893.858m地區(qū)

3、，空氣稀薄、氣候復(fù)雜、人工和機(jī)械設(shè)備降效明顯，橋梁建造于山丘高嶺地帶，山體陡峭、場地十分狹小，難以滿足大型施工設(shè)備的施工條件。采用高墩滑模技術(shù)保證了施工質(zhì)量，減少安全隱患，按期實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目控制目標(biāo)，并節(jié)約了施工費(fèi)用。3 高墩滑模施工技術(shù)在甲斯孔河大橋施工過程中的應(yīng)用甲斯孔河大橋14號薄壁空心墩墩高分別達(dá)35.5m、57.8m、69.8m、65.8m，為等截面的空心薄壁高墩，橫斷面長6m，寬3m,壁厚0.6m，均在30m以上。該橋空心薄壁墩采用液壓滑模技術(shù)，在內(nèi)外模對稱平衡安裝后，利用千斤頂沿著圓鋼桿爬升的力量將安裝在提升架上的豎向設(shè)置的內(nèi)外模板同時逐漸向上滑升，模板與模板之間形成墻槽或柱槽；當(dāng)灌

4、筑混凝土?xí)r，兩側(cè)模板就借助于千斤頂?shù)膭恿ο蛏匣?，使混凝土在凝結(jié)過程中徐徐脫去模板。不僅提升了橋梁墩身強(qiáng)度、穩(wěn)定性，而且取得了連續(xù)性好，勞動強(qiáng)度低，安全性能好、施工速度快、周轉(zhuǎn)材料消耗少等成果，為我公司在類似高海拔地區(qū)橋梁施工提供了借鑒。3.1 滑模模體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用甲斯孔河大橋15號墩身為等截面的空心薄壁墩在墩身混凝土結(jié)構(gòu)中埋置鋼管（稱之為支承桿），利用千斤頂與提升架將滑升模板的全部施工荷載轉(zhuǎn)至支承桿上，待混凝土具備規(guī)定強(qiáng)度后，通過自身液壓提升系統(tǒng)將整個裝置沿支承桿上滑，模板定位后又繼續(xù)澆筑混凝土并不斷循環(huán)的施工技術(shù)?；Ｄｓw由模板、操作臺，液壓提升系統(tǒng)、垂直運(yùn)輸系統(tǒng)組成。3.1.1 模板系統(tǒng)

5、設(shè)計(jì)模板系統(tǒng)由面板、桁架、提升架及其他附屬配件組成，在施工中主要承受混凝土的側(cè)壓力、沖擊力和滑升時的摩阻力及模板滑空、糾偏時產(chǎn)生的附加荷載。3.1.1.1 模板、圍圈 模板作為混凝土成型的模具，其質(zhì)量（剛度、表面平整度）的好壞直接影響著滑?；炷恋某尚图氨碛^質(zhì)量4。為保證質(zhì)量，主墩液壓滑模面板采用6mm 鋼板制作，模板高1.26m；用505mm 的角鋼作為加筋肋，間隔30cm 一道加筋肋；為了便于脫模，內(nèi)模模板按一定錐度設(shè)計(jì)，上下口相差2cm。3.1.1.2 提升架提升架是安裝千斤頂并與內(nèi)外桁架、模板連接成整體的聯(lián)系構(gòu)件。主要用于支撐模板體、桁架、操作平臺、圍圈、滑模盤，加固桁架梁，避免變形，

6、并通過安裝在其橫梁頂部上的千斤頂支撐在爬桿上，使滑模形成一個整體。經(jīng)過施工要求和荷載分析計(jì)算，甲斯孔河大橋滑模施工采用“開”型提升架，采用 18a槽鋼作為主梁，高度為3m，頂部橫梁采用12a槽鋼，與圍圈進(jìn)行焊接聯(lián)系。3.2 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作平臺系統(tǒng)是滑模的主要受力構(gòu)件，也是滑模施工的主要工作場地，由工作盤、輔助盤和輔助系統(tǒng)組成，是供材料、工具、設(shè)備堆放，施工人員進(jìn)行操作的主要場所。3.2.1 工作盤工作盤承受工作、物料等荷載操作盤框架采用桁架梁結(jié)構(gòu)上鋪網(wǎng)紋鋼板，由于混凝土施工過程中側(cè)向受力較大，為確保操作盤的剛度，經(jīng)過計(jì)算選用808 和636 角鋼加工制做的 1000mm1000mm 復(fù)式桁架

7、梁作為工作盤。為便于施工，用三角撐將平臺外側(cè)加寬0.5m。 在高墩滑模施工時，盤面采用50 mm木板滿鋪，并保持密實(shí)、平整。3.2.2 輔助盤 為了便于砼脫模后即時修補(bǔ)混凝土表面缺陷，清出預(yù)埋件，調(diào)整和拆除模板等工作，在桁架梁下端吊掛一輔助平臺，平臺采用636角鋼為骨架，寬約80cm，底部鋪=5cm馬道板，利用14鋼筋每隔1.5m懸掛在桁梁和提升架下，內(nèi)側(cè)主要供綁扎鋼筋和澆筑混凝土用，在高墩滑模施工時，外側(cè)焊接圍欄，滿掛安全網(wǎng)，以確保施工人員的安全。3.3 提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓提升系統(tǒng)由支承桿、HM100型液壓千斤頂、YKT36型自動調(diào)平液壓控制臺、高壓油管等附件組成，它承擔(dān)著滑模系統(tǒng)全部的施工荷

8、載。該系統(tǒng)的工作原理是：由電動機(jī)帶動高壓油泵，將油液通過換向閥、分油器、截上閥及管路，輸送到各千斤頂。在不斷供油、回油的過程中，使千斤頂活塞不斷地壓縮、復(fù)位，將全部滑模裝置向上提升到需要高度。3.4 垂直運(yùn)輸設(shè)計(jì)垂直運(yùn)輸系統(tǒng)是鋼筋、混凝土、預(yù)埋件的通道，甲斯孔河大橋主墩墩身混凝土下料方式采用塔吊、料斗等上料系統(tǒng)入倉。由運(yùn)輸車將拌合站集中拌制的混凝土運(yùn)至墩位處，塔吊垂直運(yùn)輸系統(tǒng)起吊混凝土料斗進(jìn)行分層澆筑澆注，并采用插入式振搗完成混凝土的振搗工作，甲斯孔河大橋墩身連續(xù)作業(yè)，日滑升高度進(jìn)度控制在5m左右。3.5 高墩滑模施工措施甲斯孔河大橋空心薄壁墩墩身每米砼量小，墩身較高，砼及鋼筋和材料垂直運(yùn)輸難

9、度大，采用液壓高墩滑升模板技術(shù)進(jìn)行甲斯孔河大橋下部構(gòu)造橋墩施工時，采用全封閉防護(hù)，施工高度安全；橋墩滑模各種作業(yè)設(shè)備，集橋墩設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和項(xiàng)目管理于一體，專業(yè)化匹配性高；模板配置較小，不需砼輸送泵等高成本機(jī)械設(shè)，材料消耗少，施工過程也節(jié)省了大量拉筋、架子管及鋼模板和一些周轉(zhuǎn)材料。3.5.1 模體制作與組裝滑模裝置模板采用廠家定做鋼制模板在現(xiàn)場進(jìn)行組裝即可，圍圈采用桁架拼裝焊接連接。3.5.2 滑模調(diào)試 底部1m實(shí)心段采用外模壓爬式滑模施工完成后，吊裝內(nèi)模，使空心薄壁墩施工階段采用內(nèi)外模分體滑升，當(dāng)滑模組裝檢查合格后，安裝千斤頂、液壓系統(tǒng)、插入爬桿并進(jìn)行加固,然后進(jìn)行試滑升35個行程，對提升系

10、統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，確保施工順利進(jìn)行。施工現(xiàn)場提供系統(tǒng)網(wǎng)電源，為確?；Ｊ┕ろ樌M(jìn)行，不發(fā)生粘模事故，同時做好備用電源準(zhǔn)備工作。3.5.3 鋼筋加工及安裝滑模施工中，鋼筋安裝采用邊滑升邊安裝鋼筋，平行作業(yè)方式。鋼筋的綁扎，始終超前砼30cm左右?；Ｊ┕さ奶攸c(diǎn)是鋼筋綁扎、混凝土澆筑、滑?；叫凶鳂I(yè)，立向鋼筋采用套筒聯(lián)接，橫向鋼筋采用綁扎連接。為了保證滑模速度，鋼筋連接采用冷剝直螺紋套筒連接，滑模爬桿（483.5mm）用于替代部分立向鋼筋，且立筋布置于混凝土保護(hù)層的另一側(cè)，以保證滑升過程中橫筋的順利綁扎?；┕ぶ校罈U在同一水平內(nèi)接頭不超過1/

11、4，第一套爬桿布置3種（6m、3m、2m ),錯開布置,正?；龝r,每根爬桿長3m或6m,要求平整無銹皮,當(dāng)千斤頂滑升距爬桿頂端小于350mm時，應(yīng)接長爬桿，接頭對齊，接頭不平處用砂輪摸光機(jī)找平磨光，爬桿同環(huán)筋相連焊接加固。3.5.4 混凝土澆筑為了保證砼順利入倉，要求砼和易性好，不出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，入倉砼坍落度控制在16cm左右。 滑模施工按以下順序進(jìn)行:下料-平倉振搗-滑升-鋼筋綁扎-下料。滑?；髮ΨQ均勻下料，按分層30cm 一層進(jìn)行，采用插入式振搗器振搗，經(jīng)常變換振搗方向，并避免直接振動爬桿及模板，振搗器插入深度不得超過下層混凝土內(nèi) 50mm，模板滑升時停止振搗?；Ｕ；鶕?jù)現(xiàn)場施

12、工情況確定，合理的滑升速度，按正?；看伍g隔 1.5 小時左右，控制滑升高度 30cm，日滑升高度控制在5m 左右?；Ｋ俣仁軞鉁貤l件影響較大?；炷脸醮螡仓湍０宄醮位龖?yīng)嚴(yán)格按以下六個步驟進(jìn)行：第一次澆100mm厚半骨料的混凝土或砂漿，接著按分層300mm 澆筑兩層，厚度達(dá)到700mm 時，開始滑升3050mm檢查脫模的混凝土凝固是否合適，第四層澆筑后滑升150mm，繼續(xù)澆筑第五層，滑升150200mm, 第六層澆筑后滑200mm，若無異常情況，便可進(jìn)行正常澆筑和滑升。 3.5.5 模板提升滑模工藝應(yīng)用過程中大致可以將其分為初升、滑升以及終升三個階段。混凝土初次澆筑和模板初次滑升應(yīng)嚴(yán)格按

13、規(guī)范進(jìn)行，模板初次滑升要緩慢進(jìn)行，并在澆筑期間對提升系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、盤面及模板變形情況進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，待一切正常后方可進(jìn)行正常澆筑和滑升。施工進(jìn)入正常澆筑和滑升時，盡量保持連續(xù)施工，并設(shè)專人觀察和分析混凝土表面情況，根據(jù)現(xiàn)場條件確定合理的滑升速度和分層澆筑高度厚。根據(jù)液壓滑動模板施工技術(shù)規(guī)范要求，混凝土出模強(qiáng)度控制在0.2MPa0.4MPa。（根據(jù)對現(xiàn)場混凝土拌合物成型后1、2、3、4、6h的強(qiáng)度測試確定，正常情況一般34h即可達(dá)到0.2MPa0.4MPa），且能保證其表面及棱角不至因拆模受損時，滑模方可爬升。此時模板滑升過程中能聽到“沙沙”的聲音；出模的混凝土無流淌和拉裂

14、現(xiàn)象，手按有硬的感覺，并留有1mm左右的指印，能用抹子抹平。 滑升過程中有專人檢查千斤頂?shù)那闆r，確保千斤頂工作時候同步進(jìn)行，使混凝土對稱澆筑，并經(jīng)常觀察爬桿上的壓痕和受力狀態(tài)是否正常，檢查滑模中心線及操作盤的水平度?；炷粱Ｅ郎蟮耐饴痘炷帘砻鎽?yīng)及時收漿抹面，并采用塑料薄膜包裹養(yǎng)生。3.5.6 表面修整及養(yǎng)護(hù) 混凝土表面修整是關(guān)系到結(jié)構(gòu)外表和保護(hù)層質(zhì)量的工序，當(dāng)混凝土脫模后，須立即進(jìn)行此項(xiàng)工作。一般用抹子在混凝土表面作原漿壓平或修補(bǔ)，如表面平整亦可不做修整。為使已澆筑的混凝土具有適宜的硬化條件，減少裂縫，保證混凝土質(zhì)量，在輔助盤上敷設(shè)一趟膠質(zhì)軟管，形成自動噴淋系統(tǒng)，灑水管用膠50mm 質(zhì)軟

15、管制成，固定在輔助盤上，沿混凝土壁均勻布孔，對出模的混凝土及時養(yǎng)護(hù)。3.5.7 滑模拆除 滑?；林付ㄎ恢脮r，將滑模滑空后，拆除附屬物件，再利用垂直運(yùn)輸系統(tǒng)在高處整體進(jìn)行拆除，放至下一個倉號位置。滑模裝置拆除必須在統(tǒng)一指揮下進(jìn)行，操作人員必須配帶安全帶及安全帽，拆卸的滑模部件要嚴(yán)格檢查，捆綁牢固后下放。拆除一側(cè)模體后，將爬梯固定在已拆除側(cè)混凝土頂部鋼筋上，便于后期蓋梁施工。 4 滑模設(shè)計(jì)與施工中的注意事項(xiàng)4.1 橋墩臺水平度控制操作臺一旦發(fā)生傾斜，將導(dǎo)致頂桿彎曲、墩臺結(jié)構(gòu)發(fā)生偏轉(zhuǎn)并使滑升困難。所以，平臺上堆料要均勻放置，并注意均勻分節(jié)、分段、分層、對稱澆筑混凝土?；＿M(jìn)行滑升過程中做到精心觀

16、測和調(diào)整，各千斤頂升差需采用水平儀進(jìn)行檢測，并在頂桿上劃線標(biāo)記千斤頂應(yīng)滑升的高度，及時消除誤差，每上升25cm，都需要使用限位器進(jìn)行一次卡平。及時分析沉降觀測成果表和傾斜觀測成果表，繪制點(diǎn)位沉降過程線，對墩身中心點(diǎn)采用激光準(zhǔn)直儀直接投點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核用以保障平面位置，用懸掛鋼尺配合水準(zhǔn)儀法放樣于模板外側(cè)配合三角高程法進(jìn)行檢核誤差累積以控制高層。4.2 爬桿彎曲控制為提高爬桿的承載力，需要避免爬桿出現(xiàn)彎曲，可以使用采用等截面的原理，采用截面面積相同的鋼管進(jìn)行替代。注意觀察，當(dāng)爬桿出現(xiàn)彎曲時，需立即進(jìn)行調(diào)整。操作過程中，若出現(xiàn)較為嚴(yán)重的彎曲問題，則需將爬桿的上段部分進(jìn)行切除，換上新桿，并將10cm厚的鋼

17、板墊在混凝土和新桿的接觸面上。4.3 墩臺垂直度控制墩身施工時根據(jù)測量監(jiān)控對模板進(jìn)行微調(diào)，控制好千斤頂?shù)耐巾攭海沤^出現(xiàn)墩身跑模和錯臺偏差現(xiàn)象。實(shí)際操作中，每滑升1m，就進(jìn)行中心校正?；腥缬衅保瑧?yīng)查明原因，一般情況下可將降低一次的千斤頂抬高24cm后逐漸糾正，一次糾正量不宜過大，以免出現(xiàn)明顯的彎曲現(xiàn)象。4.4 滑模中線控制為保證模體不發(fā)生偏移，在四個墻面用垂線進(jìn)行中心測量控制，鉛垂儀校正，同時也保證其他部位的測量要求。4.5 滑模水平控制利用千斤頂?shù)耐狡鬟M(jìn)行水平控制，并利用水準(zhǔn)管進(jìn)行水平測量檢查。頂標(biāo)高控制在支承桿上，每隔300mm用水平儀測一次，各千斤頂標(biāo)高差最大不得超過30mm，

18、兩個提升架千斤頂高差不得大于20mm，超過時需及時進(jìn)行調(diào)整，如此循環(huán)控制標(biāo)尺，往上引到相對應(yīng)的兩角的豎筋上。4.6 特殊控制在高原極端天氣（低壓、嚴(yán)寒、干燥、太陽輻射強(qiáng)等）的影響下，橋墩滑模各種作業(yè)設(shè)備，如液壓、電氣、起重等需配套齊全，采用自動調(diào)平液壓控制臺為動力裝置，通過滑模實(shí)施各種施工和作業(yè)，能夠連續(xù)二十四小時作業(yè)，要做到精心管理與準(zhǔn)備，可使一晝夜施工高度達(dá)35m；該橋空心薄壁墩滑模在豎向運(yùn)動中及時調(diào)整模板進(jìn)行收坡，灌注作業(yè)時要不斷進(jìn)行，可避免施工縫，使墩身整體性好，采用自動噴淋系統(tǒng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并采用塑料薄膜包裹養(yǎng)生。5 結(jié)束語四川兩河口移民工程密瓦段標(biāo)甲斯孔河大橋于2017年11月17日全面封頂，從混凝土澆筑結(jié)果來看，下部構(gòu)造橋墩成型后表面平滑，外觀平整、后期缺陷處理非常少，成為了兩河口移民工