高墩外翻內(nèi)爬模施工工法

高墩外翻內(nèi)爬模施工工法一、前言隨著建筑材料、工程機(jī)械的發(fā)展和設(shè)計(jì)理論、施工方法的成熟，橋梁的跨越能力也逐步增大，尤其是在跨越天然河流溝壑等。大跨度橋梁一般來(lái)說(shuō)存在高墩或索塔等高的建筑物，對(duì)于這類(lèi)高的建筑物與通常的高層建筑還很多不同之處，因此研究高墩施工技術(shù)就顯得相當(dāng)有意義了。本工法結(jié)合大橋墩身施工實(shí)例，從模板設(shè)計(jì)、機(jī)械選擇、翻爬模施工等方面對(duì)百米高墩施工進(jìn)行研究，總結(jié)了一套外翻內(nèi)爬高墩施工方法。二、工法特點(diǎn)翻模主要的優(yōu)點(diǎn)是混凝土外觀質(zhì)量好，方便施工，節(jié)省勞動(dòng)力，施工周期短。缺點(diǎn)是需要大型起重設(shè)備；但綜合考慮墩身、懸灌梁材料運(yùn)輸、0#塊施工，掛籃的拼裝及垂直運(yùn)輸，尤其對(duì)于雙幅橋梁，為了加快施工進(jìn)度，也是必不可少地要用大型起重設(shè)備。爬模的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要大型起重設(shè)備，容易形成作業(yè)平臺(tái)，施工安全。缺點(diǎn)是施工時(shí)需要滑軌和大量的預(yù)埋件，模板就位相對(duì)較慢。翻模與爬模的施工工藝相同之處是混凝土均分節(jié)澆筑待強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求再拆除模板；另外翻模的分節(jié)數(shù)可超過(guò)三節(jié)而爬模的節(jié)數(shù)一般不宜超過(guò)三節(jié)。爬模通常設(shè)計(jì)比較輕便，因此每次澆筑的混凝土不宜太高，模板的清理不如翻模方便。本項(xiàng)施工技術(shù)整合了這兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),尤其要特別指出的是該套模板與滑模、爬模等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)最大區(qū)別在于模板安裝好后,只與下層已固結(jié)的墩身模板接觸,施工荷載對(duì)其不發(fā)生影響,有效的提高了立模精度,這對(duì)控制138米高墩墩身混凝土質(zhì)量以及墩身的垂直糾偏起到了關(guān)鍵性的作用。該項(xiàng)工法節(jié)約了投資，加快了進(jìn)度，使資源達(dá)到合理配置，做到了流水作業(yè)，從工藝上減少了整個(gè)墩身施工縫，從根本上保證了墩身的表觀及內(nèi)部質(zhì)量。三、適用范圍適用于等截面高墩，索塔等類(lèi)似工程施工。工藝原理1?外模結(jié)構(gòu)考慮到拉桿布置及模板整體的受力效果，每節(jié)外模由8塊組成，即四塊定型平板模和四塊角模塊組成。模板橫、豎縫均采用啟口方式拼接，外模板采用鞍鋼S=6mm鋼板，豎筋用［8槽鋼，橫向拉桿位置設(shè)［12雙槽鋼（注意橫縱拉桿上下錯(cuò)位）。分塊模板接口采用L80x80x8鋼板式法蘭連接。為施工的安全方便，每節(jié)段設(shè)水平桁架兩道，距上下邊緣50cm各一道；550cmx200cm模板設(shè)豎向桁架4道，250cmx200cm模板設(shè)豎向桁架3道，在設(shè)計(jì)過(guò)程中為節(jié)省材料，模板圍帶與桁架考慮共同受力；角模做成角隅結(jié)構(gòu)。分層豎向桁架對(duì)齊并注意錯(cuò)開(kāi)拉桿孔位。外模的規(guī)格及數(shù)量：550x200cm平模2塊；250x200cm平模2塊；75x50x200cm角模4塊。模板主要構(gòu)件的計(jì)算：面板的選用，主要是根據(jù)以往的工程實(shí)際用6mm熱扎鋼板。豎向背楞間距及選用規(guī)格是依據(jù)不同的荷載組合進(jìn)行驗(yàn)算，橫向圍帶及桁架的設(shè)計(jì)是根據(jù)圍帶和桁架變形協(xié)調(diào)來(lái)選材驗(yàn)算的，桁架的高度為60cm主要是考慮施工安全方便。為了減少拉桿數(shù)量，在墩身6.5米方向每層設(shè)三道，4米方向每層兩道（尺寸如圖一）。

圖一550X200cm面模1、2-法蘭L80x80x8;3-豎肋［8;4-圍帶［12;5-面板;6-斜撐角鋼L63x63x6;7-法蘭板10x230x120;8-邊桁架L63x63x6;9-邊桁架L63x63x6;10-橫連角鋼L63x63x6;11-操作平臺(tái)A3;2．內(nèi)模及內(nèi)井架內(nèi)井架與內(nèi)模整體提升就位后，內(nèi)、外模同步固定，考慮到內(nèi)模作業(yè)空間小，且拆除時(shí)無(wú)落點(diǎn)存放，只能隨著墩身的施工不斷提升，受塔吊起重能力的限制，經(jīng)精確計(jì)算各項(xiàng)荷載，制作時(shí)弱化其結(jié)構(gòu)，與內(nèi)井字架構(gòu)成可拆分的整體結(jié)構(gòu)。主墩1內(nèi)模整體控制高度為6.6m，頂節(jié)和中間節(jié)為2m、底節(jié)高2.6m。底節(jié)段0.6m固定在已施工的凝混凝土上。內(nèi)模鋼

板厚S=4mm,避開(kāi)拉桿位置設(shè)脫模機(jī)構(gòu)，脫模后內(nèi)模板與井架的聯(lián)系以倒鏈?zhǔn)芰橹?，脫模機(jī)構(gòu)為輔。井字架采用型鋼和角鋼組合焊接,加斜撐形成矩形井架結(jié)構(gòu)，底部設(shè)基座與墩身內(nèi)部已施工的凝混凝土預(yù)埋套筒,采用三角鋼架牛腿的方式生根。井字架水平支撐層距2m以便模板拆裝,從整體迅速提升的角度出發(fā),原則上內(nèi)模和井字架總重量控制在8T以?xún)?nèi),可對(duì)井字架進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜趸O(shè)計(jì)如圖二）。在內(nèi)井字架上搭設(shè)方木，方木上鋪木板，木板上鋪2mm鋼板，形成內(nèi)側(cè)施工平臺(tái)，進(jìn)行鋼筋、混凝土、模板作業(yè)?！?:JJH：.a:內(nèi)井架組裝圖

■=:JJH：.a:內(nèi)井架組裝圖b:內(nèi)井架生根圖圖二內(nèi)模按普通模板拼裝設(shè)計(jì)，考慮到方便拆模按照模板的拆裝順序模板接縫設(shè)成企口縫。（詳見(jiàn)圖三）。1-面板4mm;2-法蘭角鋼L63x63x6;3-縱筋［6.3;4-法蘭板8mm;5-加強(qiáng)筋板10mm；6-連接銷(xiāo)；7-固定套及加強(qiáng)筋A(yù)3。圖三內(nèi)模角模板3．模板的固定拉桿的層距選擇1m,拉桿孔垂直位置設(shè)在每節(jié)段2m高模板的上50cm和下50cm處;平面圖四模板拉桿布置圖

脫模機(jī)枸[fa?73- 占H宀力口200 125 125 200fz,設(shè)計(jì)通氣孔位/□/Bn/e5Q100^100100V5Q，--，—-8 口 8non200 125，■-125 200每層設(shè)順橋向三道，設(shè)計(jì)通氣孔位全部為拉桿位置，不再另行留設(shè)，薄壁內(nèi)設(shè)鋼筋撐,非通氣孔位置的拉桿洞在拆模時(shí)及時(shí)堵好，橫橋向兩道，考慮到拆裝和重復(fù)利用，每根拉桿均加PVC外套，拉桿采用?20圓鋼。井字架上設(shè)脫模機(jī)構(gòu)，脫模機(jī)構(gòu)為正反絲結(jié)構(gòu)形式，方便拆裝，有效縮短工序循環(huán)時(shí)間（模板拉桿布置見(jiàn)下圖四）。每一節(jié)段縱向定型模、角模及層間均在桁架上用螺栓聯(lián)接成一個(gè)整體。生根節(jié)2m內(nèi)、外模分別用套筒與主橋墩身鋼筋連接，以消除外模翻升時(shí)的不安全隱患。4.工作平臺(tái)外工作平臺(tái)：在外部桁架上附著比較靈巧的人行平臺(tái)，寬度60cm,以能行走和進(jìn)行簡(jiǎn)單操作為原則，同時(shí)起到安全防護(hù)的作用。在頂面沿周邊設(shè)立防護(hù)欄桿，欄桿外側(cè)至模板底部設(shè)封閉安全網(wǎng)。施工平臺(tái)上面鋪設(shè)5cm厚木板或2mm厚鋼板網(wǎng)，供操作人員作業(yè)、行走，存放小型機(jī)具,整修外模板。內(nèi)工作平臺(tái)：負(fù)責(zé)鋼筋接長(zhǎng)、綁孔，臨時(shí)存放小型機(jī)具和周轉(zhuǎn)性材料，混凝土施工。由于主墩1墩每個(gè)循環(huán)井字架生根考慮0.5m高，未拆除內(nèi)模板高度6.6m,下一循環(huán)鋼筋綁扎和模板架立需不小于3.4m的工作平臺(tái)，井字架的高度不小于10.5m，否則無(wú)法進(jìn)行鋼筋制安、架立模板和混凝土灌注等工序。五、工藝流程主墩1每次混凝土灌注6m高為一個(gè)作業(yè)循環(huán)，外模為翻模，內(nèi)模與內(nèi)井架整體提升。外模分A、B、C、D四節(jié)大塊組合模板，節(jié)高2m。施工時(shí)放出立模邊線(xiàn)，第一次墩身立模邊線(xiàn)外用砂漿找平，并用水平尺分段抄平，待砂漿硬化后先立A節(jié)，由下至上依次為A、B、C、D節(jié)段模板。當(dāng)?shù)贒節(jié)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到3Mpa,A段混凝土強(qiáng)度達(dá)到10Mpa時(shí)，拆除A節(jié)段模板，此時(shí)荷載由已硬化的墩身混凝土傳至基頂。模板由下至上排列為第一循環(huán)ABCD、第二循環(huán)DABC、第三循環(huán)CDAB、第四循環(huán)BCDA（模板循環(huán)見(jiàn)圖五）。利用塔吊人工輔助將A節(jié)段模板翻升至D節(jié)上面，依次循環(huán)形成鋼筋長(zhǎng)接綁扎——拆?！M拼——提升內(nèi)模與井架——泵送管道接長(zhǎng)——灌注混凝土——養(yǎng)生——墩身十字線(xiàn)測(cè)量定位——標(biāo)高測(cè)量的不間斷作業(yè)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度。內(nèi)工作屮臺(tái)圖五外模的翻升示意圖圖六外翻內(nèi)爬模施工工藝流程圖六、材料墩身翻模4套（層高2米），內(nèi)爬模定型內(nèi)模（高6.6米），內(nèi)井架高10.5米，內(nèi)模生根牛腿4套，相配套的螺栓拉桿若干。七、機(jī)具設(shè)備主要輔助設(shè)備有：電梯與塔吊。主橋四個(gè)墩各設(shè)一部塔式吊機(jī),一部外部電梯。塔吊和外部電梯設(shè)備設(shè)在主橋墩身左右幅之間,并盡量避開(kāi)結(jié)構(gòu)物的重要部位，減小施工干擾。墩身施工時(shí)，每20m預(yù)埋金屬桿件，用于塔吊和外部電梯設(shè)備附著桿與墩身連接。塔吊用于內(nèi)模內(nèi)井架的整體提升,材料、小型機(jī)具、模板、鋼筋等的垂直運(yùn)輸，外部電梯設(shè)備用于施工人員上下。塔吊基礎(chǔ)與承臺(tái)施工同步進(jìn)行（平面位置見(jiàn)圖七）。

承臺(tái)橫揮結(jié)構(gòu)塔吊左幅右幅Pf:謫件Lui

I?-]i=iogLUi="電梯,250, 650 ,2501卩q250, 650 ,250承臺(tái)橫揮結(jié)構(gòu)塔吊左幅右幅Pf:謫件Lui

I?-]i=iogLUi="電梯I.■-I.■- I.■- I.■-I.■- I.■- I、亠，'一，圖七墩身結(jié)構(gòu)尺寸及塔吊布置圖八、勞動(dòng)組織主要?jiǎng)趧?dòng)力組織序號(hào)作業(yè)班組人數(shù)作業(yè)內(nèi)容1立模工班12人立模?拆模?調(diào)模校模2混凝土工班12人澆筑混凝土?養(yǎng)生?局部整修3鋼筋工班8人制作安裝4機(jī)械操作人員6人電梯塔吊混凝土輸送泵司機(jī)5綜合管理組4人安全質(zhì)量管理工作協(xié)調(diào)九、安全措施1．成立專(zhuān)門(mén)的高墩施工安全組織機(jī)構(gòu)，設(shè)專(zhuān)職安全員，設(shè)立安全標(biāo)識(shí)、標(biāo)志、標(biāo)牌，對(duì)操作人員進(jìn)行定期安全教育，定期組織安全檢查評(píng)比。2．電梯、塔吊等設(shè)備定期檢查，嚴(yán)格按操作規(guī)程操作。3．制定明確的安全責(zé)任制，明確獎(jiǎng)罰，定期講評(píng)。4．嚴(yán)肅勞動(dòng)紀(jì)律，非作業(yè)人員不允許進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。十、質(zhì)量要求墩身質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)備注

平整度

結(jié)構(gòu)尺寸垂直度

軸線(xiàn)偏位

節(jié)段錯(cuò)臺(tái)5MM±20MM20MM10MM5MM平整度

結(jié)構(gòu)尺寸垂直度

軸線(xiàn)偏位

節(jié)段錯(cuò)臺(tái)5MM±20MM20MM10MM5MM2M靠尺

鋼尺

紅外線(xiàn)鉛垂儀

全站儀2M靠尺一、效益分析經(jīng)濟(jì)效益：該翻模施工與同類(lèi)型滑模施工相比較，滑模施工每墩液壓系統(tǒng)滑軌需要?48mm普通鋼管（壁厚3.5mm）64根，每延米3.81kg，主墩1為例，墩高138米，共計(jì)用鋼管33650kg，按每噸鋼管3500元計(jì)，共計(jì)11.8萬(wàn)元；則另以每節(jié)段拆模和裝模的工作量統(tǒng)計(jì)，滑模需要人工40人，而該翻模需要人工20人，以9#墩為例，共計(jì)澆注混凝土（施工節(jié)段數(shù)）23次，則節(jié)約人工460個(gè)，按高墩施工每人工50元計(jì)，共節(jié)約人工費(fèi)2.3萬(wàn)元，則每墩節(jié)約費(fèi)用14萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯；此外，大大提高了施工效率，節(jié)約了墩身的施工時(shí)間，正常情況下，采用該翻模施工法主墩1只需3個(gè)月的時(shí)間即可完工，若采用滑模施工則施工時(shí)間延長(zhǎng)一月，為整個(gè)上部施工爭(zhēng)取了施工時(shí)間。社會(huì)效益：該翻模與以往其他高墩所使用的模板相比較，對(duì)內(nèi)壁直坡的空心墩采用外翻內(nèi)爬式，外模從底節(jié)往上依次翻升；內(nèi)模與內(nèi)井架組裝成一整體，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)模與內(nèi)井架利用塔吊整體同步提升。一個(gè)循環(huán)澆注混凝土6米，正常3天一個(gè)循環(huán)，每墩日進(jìn)尺可