滑模爬模和翻模工艺

空心薄壁高墩施工重点是解决模板模型、模板安装及拆除方法、混凝土运输等;空心薄壁高墩施工一般采用的施工方法 有落地支架提升模板、滑升模板及翻转模板施工方案;落地支架提升模板方案支架材料用量较大,施工速度较慢；滑升模板方案施工速度快,但滑模工艺要求严格,质量难以控制,管理难 度较大；翻转模板施工方案工艺较简单,施工过于连续,速度较 快;一般均需配备塔吊、电梯等设备;经过详细比较,决定采用 优化传统翻转模板施工方案;采用此种施工方案,能够充分利 用常备构件,材料用量少,施工速度较快,且工艺相对较简单;

前期设计与制作为保证墩身混凝土的外观质量,加快施工进度,根据本标 段墩身设计特点空心、多室、内外截面尺寸较大、墩身较高 等,进行方案设计;

正面模板空心薄壁墩正面外模按照每块高、宽6m进行制作即将6块1×的模板立起拼装而成,高度方向分3块进行拼装;

侧面模板空心薄壁墩侧面外模按照每块高,宽进行制作即将2块1×的模板和1块×的模板立起拼装 而成,高度方向分3块进行拼装;

模板连接及加固 模板在同一平面连接处采用螺杆连接牢靠;为保证混凝土 浇注时不漏浆,成型美观,在模板连接处贴双面密封胶带;为加 强模板刚度和稳定性,保证空心薄壁墩浇注时不跑模,并为操 作人员提供方便,在第一排模板沿高度方向,上、中、下部 位水平向各设置一根共3根加强槽钢,每两根槽钢的间距为 50cm;上一排模板沿高度方向,上、下部位水平

向各设置 一根共2根加强槽钢,设置时以高度对称进行,间距为 50cm;再上一排设置3根槽钢,最上面一排设置2根槽钢;则所 有槽钢的间距均为50cm,槽钢采用10号槽钢;拉杆均设置在 槽钢上,在槽钢上打孔穿设拉杆;拉杆水平方向的间距为 60cm,两端第一根拉杆应设置在距边30cm的位置;拉杆采用 穿PVC管的直径14mm的圆钢制作,拉杆螺母采用双螺母及 所配套的垫圈;正面和侧面模板连接处采用5cm的厚角钢打 孔,用螺杆进行连接牢固;

模板架设方案 模型提升架采用万能杆件组拼内爬升架,辅以钢板组焊的 伸缩式箱型梁形成,手动葫芦提升,其顶设置操作平台,安放提 升材料卷扬机,设摇头扒杆吊运钢筋及机具；墩身外围挂钢筋 梯,铺木板供人员上下立拆模,内架上左右设三层平台存放内 模；模型外围立面用安全网全封闭防护；混凝土用泵机一次输 送,泵管利用预埋在墩身上的固定架由下而上安装；施工人员 用升降机载运;同套模板之间全部采用高强螺栓连接;模板之 间通过对拉拉杆进行加固,拉杆密度则根据每次混凝土浇注高 度经计算确定;

安装质量标准 ①在墩身施工前对施工人员进行技术交底,使施工人员熟 悉和掌握钢模板的施工与操作技术; ②钢模板的布置与施工操作程序均应按照模板的施工设计及技术措施的规定进行; ③在浇注空心段时,组合钢模应尽量避免开孔,如必须开 孔时,应用机具钻孔,不得使用电气焊熔烧开孔; ④拆模后应及时对模板进行检修; ⑤模板安装前应涂脱模剂,并涂刷均匀,稠度适中; ⑥模板安装好后,对其轴线位置、水平标高,各部分尺寸、 垂直度进行检校,直到符合设计及规范要求; 模板安装允许偏差和检

查方法：墩身施工 施工过程中,每一节模板都立在已浇注混凝土的模板上, 该节施工完毕后拆除下节模板,再转至上节模板施工,两节模 板交替轮换往上安装;墩身钢筋连接采用镦粗直螺纹连接,混 凝土输送采用泵送,混凝土强度等级为C40;

准备工作 凿除清洗承台顶、墩柱施工部位,测量放线,绑扎墩柱钢 筋,支立模板,浇注根部变化端混凝土,钢筋接高,拼装模板设 备等; 翻模施工

翻模结构翻模施工的基本原理是：将工作平台支撑于已达到一定强度的墩身混凝土上,以液压千斤顶或手拉葫芦为动力提升工作平台,达到一定高度后平台上悬挂吊架,施工人员在吊架上进行模板的拆卸、提升、安装、钢筋绑扎等项作业,进行混凝土的浇筑、振捣工作,吊架移位单元和中线控制等作业则在工作平 台上进行;内外模共设两节,每节高度为3m,循环交替翻升;当第二节混凝土灌注完成后,拆卸并提升第一节模板至第三节上方,安装、校正后,浇注混凝土,提升工作平台,依次周而复始; 当临近墩顶联结处时,在墩身上预埋托架钢板,支立墩顶模板, 浇筑墩顶联结处混凝土,直至完成整个墩身的施工;这种翻模 吸取了滑模、爬模的优点,把平台和模板分成了两个独立的体系,克服了滑模施工要求的连续性、施工组织的复杂性及混凝土外表质量差的不足,解决了爬模形成施工平台困难的问题; 翻模结构由工作平台、提升架、内外吊架、模板系统、提升 设备、抗风架、中线控制系统和附属设备等部件组成; 翻模施工

①施工准备 翻模施工的桥墩质量与翻模的设计、加工和施工控制密切 相

关,因此在施工前要做好人员、机具设备、场地等的准备工 作,编制施工工艺细则,进行技术培训;翻模在工厂制作完成后 应检查测试其参数是否符合设计要求并编号,翻模运到工地 后,要进行试拼,提升设备各部件应提前进行调试;

②工作平台及翻模组装

a.组装顺序 平台就位方法选择得当与否,对平台翻模施工一开始能否 进入正常状态至关重要;在浇筑根部变化端空心墩混凝土时, 按顶杆的位置,用φ70mm铁皮管预留套管孔洞,组装工作平台 时,将套管和顶杆插入预留孔内,就可使平台形成稳定状态; b.组装注意事项

a工作平台必须对中调平,平台上设备、材料对称均匀布 置；

b第一节模板组装时必须确保中线水平精度要求,模板间 连接缝保证平顺密贴,安装第一节顶杆时,必须用不同长度顶 杆交替排列,避免顶杆接头在同一水平高度,影响平台的稳定 性；

c第三节模板组装时应同时安装内外吊装架并绑扎好安 全网； d液压设备安装必须严格按产品技术要求进行； e内外模之间必须设拉筋和支撑；

f电器设备必须作好接地保护,电线接头必须绝缘;

③钢筋绑扎 钢筋的绑扎在吊架上进行,应检查成型钢筋接头是否符合 设计和规范要求;

④浇筑混凝土 浇筑混凝土前,应对模板、钢筋及预埋件进行检查,并做好 记录,符合设计要求后方可进行浇筑;混凝土采用拌合站集中 拌合,灌车配

合混凝土输送泵浇筑;入模前应检查混凝土的均 匀性和坍落度;浇筑混凝土时,应分层、均匀、对称进行,每层厚 度不超过30cm;振捣时做到不欠振,振动棒不要插得过深,深 入下层5cm左右,也不得掸击模板及其它预埋件;

⑤提升工作平台 第一次提升工作平台应在混凝土灌注达到一定高度后进 行,时间应在初凝后终凝前;提升高度以千斤顶一个行程3～ 6cm为限;第二次及以后提升工作平台,提升高度与第一次相 同; 提升工作平台的总高度以能满足一节模板组装高度即可, 切忌空提过高;提升过程中应随时进行纠偏、调平; ⑥模板翻升

a.模板解体;在灌注最上层混凝土前,将第一层模板翻升; 翻升前可将模板对称分解成几大部分进行整体解体,然后提升 和安装;解体前先用挂钩吊住模板,然后抽出拉筋,拆下围带;

b.模板提升;将拆下的模板吊升到相邻的上节模板位置, 及时将模板清理干净,待安装位置进行组装;吊升过程中应有 专人检查监视,以防模板与固定物拉碰;

c.最后检查模板组装质量,合格后方可安放撑木,拧紧拉 筋,坚固好各部连接螺栓;

⑦翻模拆除 拆模顺序后支的先拆,先支的后拆,先拆除非承重部分,后 拆除承重部分,重大、复杂的模板拆除应制定相应的拆模方案; 拆模时间视混凝土强度情况及结构类型而定,并遵照招标 文件规定和有关规范;翻模拆除与组装顺序相反;拆除工作应 在停工处理后进行,平台上堆放的材料和

机具先清除走;拆除 前必须在纵、模梁下均匀垫放木块,并用木楔楔紧;拆除工作必 须严格对称进行,边拆边运;拆除顺序为：拆模板→卸吊装→拆 提升支架→去平台铺板→卸液压控制台→卸千斤顶→除套管 连接螺栓→平台解体→抽顶杆→灌孔;

⑧空心墩线型控制方法及技术措施 空心墩的线型控制主要通过施工测量来进行;空心墩施工 测量控制内容包括：空心墩中心定位测量、空心墩高程测量、空 心墩垂直度测量; 序号项目允许偏差mm检查方法 1 轴线位置5尺量每边不少于2处 2 平整度5 5m靠尺和塞尺不少于3处 3 高程±5测量

4 相邻两板表面高低差2尺量

5 模板侧向弯曲h/1000拉线尺量的将上述各不确定度数值按方和根合成得：μ=％ 取置信因子K=3,置信概率P=99％,则其扩展不确定度为 U=3μ=％;可见,该项系统误差的存在对强度的影响是明 显的;因此,为了保证试验机的精度,计量部门对试验机进行周 期性检定是必要的; 应当指出,强度是一个相对值,同样的一个试件,不同的试 验机,不同的操作员,测试出的结果都会有偏差;只有严格按照 标准,完善检测手段,选择适当的试验仪器,并始终保持良好的 状态,规范操作,才能提高检测结果的准确度;

引言

宁夏南部山区的大桥,桥位地形比较复杂,,自然坡在10°～40°之间,墩高相差悬殊;位于西吉县三须路K13+800的徐家沟大桥,主跨在70m以上,随着墩身的加高,施工难度越来越大,对高墩施工方法的研究;已成为桥梁施工的主要技术问题之一采用爬模施工;

1 施工方案确定

爬模施工是当前高耸结构物施工中较先进的施工方法,它集模板支架、施工脚手架平台于一体,利用已完成的主体结构为依托随着结构的升高而升高,省去了大量的脚手架,具有快捷、轻巧、操作简单,中线易控制,外

观质量光滑,施工费用低等;

2 爬模结构

爬模施工以浇筑成型的钢筋混凝土为重要支承主体,模板与混凝土实现密贴,上层模板由下层模板上混凝土的粘结力与摩擦力支撑,垂度、平整度、曲率易于调整及控制,可避免施工误差积累,设计合理,模板不占用施工场地,可循环倒用,无需配置太多的数量;

构造组成：

1 爬升架;主要由竖向连接杆、斜撑杆、上横梁、爬架斜拉杆和一些连接杆件组成,具有承重和滑升作用,是特殊设计的稳定构架;每组爬架有6对钢夹头,每对钢夹 头都带有安全钢销安全装置,在提升过程中采用人工限位,装在钢夹头上可垂直滑动,卡在滑道工字钢腹板上可起限位导向作用;爬升架提升采用 YCD23P200型提升千斤顶,带安全装置;2滑道;采用I320工字钢与大块模板焊接为整体,不须预埋螺栓;爬升架与滑道之间销接,配有特殊钢夹 头在爬升架支点处与钢滑道连接,有足够稳定支点和长度;钢滑道上下不垂直度1m内为0~15mm;3提升桁架;由N型万能杆件拼装成“井”字形组成, 爬升架的斜爬升可通过调整其下楔形块来实现;4模板;模板在竖向分为两层,外模采用大块钢模板,每节按卷扬机的起重能力设计为8、12、16块三种类 型的钢模板;模板为框构结构,具有足够强

度、刚度和稳定性,并且满足桥墩外形尺寸的要求,单块宜进行整体组合或装配组合;相邻模板间、上下节钢模间均用栓 接并配有定位销,定位销探伤检验应全部合格;内模采用翻模,每节高2m,每墩设3组,随墩身的逐节上升按照4m级数向上翻动;内模的安装与拆除通过墩内设 置的可调式工作盘实现,工作盘悬挂在爬架上,可随爬架上升,亦可自行调节位置,方便墩内及墩上作业;内模系统的模板及支撑件均经过结构检算,对结构薄弱部 位均进行加强加固处理;5扒杆;为解决墩身中各种施工材料和小型机具的提升问题,每个爬升桁架上设2副吊重为25kN的起重扒杆;扒杆不垂直度1m内 允许±1mm;提升扒杆的摆向由人工配合来实现;扒杆上选用不旋转钢丝绳,以免在起吊长大杆件时,由于钢丝绳的旋转而碰坏墩身或模板,造成安全事故;

3 施工工艺及技术要求

爬架、滑道、大块模板及滑升桁架的非标杆件加工全部在工厂互拼,待检查合格后再解体成节段大块模板运往现场组装;制作的关键是拼装位置要准确和拼装部件的互换性;

灌 筑第一节墩身混凝土4m清理杂物、检查模板与提升设备、安装与调整爬架位置、固定爬架钢夹头螺栓、安装与调整提升桁架、安装与调整提升机具、检查验 收、投入使用,测量定位-提升爬模-安装与检查内模-绑扎与检查钢筋及预埋件-提升、就位外模-测量校正-检查验收外模-浇筑

混凝土;

4 爬模的施工

施工组织;根据具体情况排出每一组大模板的循环路线,要严格按照循环线路进行模板调度,并随时根据现场实际情况进行调整,保证模板循环流畅;模板的周转及调配由专人负责,并成立模板运输组,配备专人及专用机械设备,保证模板调配的正常进行;

施工前根据工序分析计算出完成一个单循环作业所需要的时间,并排出单循环的网络图;施工中指定专人进行现场写真,不断优化循环网络,使单循环的时间从开始时的10d提高到3d一个循环;

施工测量;每组模板安装前后,均需用激光准直仪测出墩中心点至墩施工顶面,施工人员据此进行模板安装和检查调整;每施工两组后要用全站仪对激光准直仪的测点进行复核,以确保墩身结构尺寸准确无误;

钢筋施工;为加快施工进度,针对空心高 1 概况

三峡永久船闸地下输水系统由3条衬后为4条输水隧洞和36口竖井组成,其中包括16口斜井及72个渐变段,隧洞总长约5 500m;隧洞结构设计复杂,洞洞交叉,洞井相贯,断面多变,其中平洞标准段衬砌断面为11

种之多,最长一段直洞长度仅约为128 m;标准段除有少部平洞外,其余均为坡比1∶7或1∶8的斜坡段,斜坡升降处均为圆弧过渡,进出口处还设有平弯,72个渐变段共有19种不同的尺寸; 结构特点

平洞底拱除闸室段为方形、渐变段为两条小圆变方或方变小圆、T型管及十字管为两条45°倒角外,其余标准段底拱均为宽5 m,两侧为R50 cm的反圆弧,南北坡衬砌厚60 cm,中隔墩衬砌厚100 cm;标准段底拱断面结构见图1; 施工步骤

平洞混凝土施工程序分为两步：先浇底拱,后浇边顶拱;底拱浇高70～90 cm,圆弧上去20～40 cm,以便边顶模板搭接;浇筑长度南北坡为8 m,中隔墩为12 m; 表面平整度要求

由于通航后隧洞表面要承受高达30 m/s水流的冲刷,为提高混凝土表面的耐久性,浇筑后混凝土表面平整度质量要求高;表面平整度用3 m直尺检查,Ⅰ类区垂直水流方向的起伏差小于3 mm,平行水流方向的起伏差小于5 mm,纵坡≤1/50,不允许在混凝土表面出现蜂窝、麻面、水汽泡及直径或深度大于5 mm的气孔洞; 2 初期施工及试验情况

永久船闸地下输水隧洞从1999年9月29日第1块底拱结构混凝土开始浇筑;底拱模板结构反弧部分R50 cm及边墙采用定型钢模板,两边用桁架相连,底板3 m段采用人工刮平抹面;底拱定型模板结构见图2;

由于混凝土浇筑时,反弧部分汽泡难以排出,聚积吸附在模板表面,脱模后在混凝土表面出现大量的水汽泡、麻面；同时中部桁架密集,人工刮平抹面困难,致使底板平整度较差,极大地影响了混凝土表面质量;

针对初期底拱浇筑中出现的表面质量问题,进行了各种相关试验,包括不同的振捣时间,模板开孔,木模板和在钢模板加内衬等几种条件的试验; 为了保证试验效果,还在钢模板及木模表面铺定吸湿性好的土工织物和生白布,但土工织物和生白布只能周转2～3次,成本高,且无法彻底解决表面平整度及水汽泡;经多次试验,我们认为,只有改变常规的施工方案改善工艺措施才能消除底拱混凝土表面水汽泡,因此,我们采用新的施工方法――底拱翻模抹面技术; 3 底拱翻模

底拱翻模抹面技术投入使用后,在施工中得到了不断完善和发展;目前,底拱翻模主要分为底拱翻模台车和底拱小翻模两种结构形式; 底拱翻模台车结构

底拱翻模台车为整体结构,主要由模板、台车架、拖板、撑杆、行走轮、支架及轨道等组成,见图3;

模板包括R50 cm反弧段、高40 cm边墙及50 cm底板直段,面板厚6 mm;模板每块长2 m,模板间用螺栓连接;

台车架主要由型钢组成,分为4 m一段,底部拖板导轨固定于台车架上;行走轮移动时固定于台车架上；浇筑时在台车架两端用钢凳支撑住;

手动撑杆用于模板支撑及脱立模,当用手动撑杆把模板脱空后,换用1～2 t手拉葫芦把模板拉拢台车架,并用挂钩把模板固定于台车架上; 拖板长约 m,宽50 cm,上置2只 kW平板振捣器;刮板前后往返运行时用1 t手拉葫芦进行牵引;

轨道采用12槽钢;后部轨道置于底板混凝土上,前部轨道置于已绑扎的底板钢筋上;轨道前后循环,重复使用; 底拱小翻模结构

底拱小翻模主要由模板、背肋、拉筋、样架、刮轨及支架等组成,见图4;

模板同样包括R50 cm反弧段、高10 cm边墙及底板;模板面板厚3 mm,高55 mm,每块模板长 m,模板相互间用∪形卡相连;

背肋紧贴模板内肋,以便通过拉筋把模板拉紧固定;背肋分为横、纵向,均用″钢管,纵肋弯制而成,间距60 cm; 刮板用方钢或槽钢制成;刮板导轨用