桥梁工程变截面薄壁空心墩滑模施工工法.doc

变截面薄壁空心墩滑模施工工法1、前言：桥梁高墩施工是大型桥梁建设经常遇到的内容,墩身高度已经由30-50米发展到超百米，高墩施工亟待标准化、规范化，以保证工程质量和施工安全另外，在高墩桥梁施工中，墩身工期一般处于关键线路，对总工期有重要影响，所以探索高墩施工效率，加快施工速度也成为需要解决的问题之一液压滑升模板是一种具有自升设备，利用液压千斤顶沿支承杆向上爬升，带动整个滑模装置边浇筑边上升的一种连续成型的快速施工方法作为现代工程结构高效率的快速机械施工方式，在土木建筑工程各行各业中，都有广泛的应用实践证明，本工法具有优质高效的优点，技术先进，有明显的社会和经济效益2、特点及适用范围：2.1、本工法施工方便、灵活，滑模施工不用支架，同一断面不需周期拆装，用材省，劳力消耗少，施工进度快，结构整体性好，安全可靠把常规的固定模板变为滑移式活动钢模，模板从墩底连续不断向上滑动施工至墩顶，一次连续施工完成整个墩身而施工中变截面几何尺寸变化则是通过模板滑动过程中调整支架不断收缩来完成截面变化的具有质量可靠，便于施工等优点2.2、相对于常规施工方式，施工中滑模不需要重复拆卸、安装模板工序，节约了大量人力，对场地要求不高，适用于各种地形施工。

模板高度小，实际高度只有1.2m，不需要传统的落地脚手架及支撑架，节省大量的非结构用材 2.3、一次性完成砼浇筑，整套拼模为一次组装，多次使用，而且装拆模简便，混凝土强度达到0.05～0.20MPa时即可出模，加快了模板的周转使用，施工进度得到加快,无施工缝，但外观光洁度稍差 2.4、整套模板由液压系统提升，混凝土保持连续浇注，可避免施工缝，结构的整体性好，施工周期短但对后场要求较高，保证各种材料能够及时进场，以保证24小时不间断施工，若有中断，则需要对中断截面位置进行处理后方可继续施工滑模施工时对现场技术细节要求较高2.5、施工无需投入大型起重设备，造价经济，具有较高的投入产出比；墩身越高，成本越低节省施工用地，施工现场简洁，施工过程对环境影响很小,有利于环保2.6、构件壁厚小于20cm或保护层小于3cm的，施工现场气温低于5℃时，不宜用本工法3、滑模系统3.1、滑模系统的组成 3.1.1、滑模荷载分析计算滑模结构自重 钢结构： 15.8 吨 木 板：4m 3 ×0.8=3.2吨 G 1 =19吨 施工荷载 工作人员 ： 30×75kg/人 =2.25吨 一般工具 ： 0.5吨 钢筋及支撑杆： 1吨 G 2 =2.25 +0.5+1=3. 75吨 滑升摩阻力 单位面积上的滑升摩阻力按200 kg计算，同时考虑附加系数 1.5 1.26×（5.45+2.75）×2×200kg/m 2 =4.1吨 G 3 =4.1吨 3.1.2、竖向荷载 W=G 1 + G 2 + G 3 = 19+3.75+4.1=26.85吨 3.1.3、混凝土对模板的测压力 当采用插入式振捣，混凝土对模板侧压力为： P=r（i+0.05） r-混凝土容重 2500kg/m 3 i混凝土厚度取 0.3m P1 =2500×(0.3+0.05)=875kg/m 2 同时,考虑混凝土浇筑时动荷载对模板的侧压力: P2 =200kg/m 2 P=P1 +P2 =1075kg/m 2 侧压力:P=1075kg/m 2 ×8.2m×0.7m= 6.2吨 桁架梁刚度强度验算略。

3.1.4、支撑杆（爬杆）计算 允许承载能力：P=3.14 2 EI/K（ul） E-支撑杆弹性模量，E=2.1×10 6 kg/cm 2 支撑杆的截面惯性矩，I=11.35cm K-安全系数， K=2 Ul-计算长度，按Ul=1.20m P=3.14 2 ×2.1×10 6 ×11.35/[2×（1.2） 2 ]＝8159.85kg/cm 2 因此支撑杆数量（千斤顶数量）： n=w/c/p P-支撑杆承载能力，取P=6吨; C-载荷不均衡系数，取C=0.8; N=26.85吨/0.8/6吨=7 (台)，取千斤顶 10 台,可满足要求3.1.5、结构设计滑模整体采用支架液压顶升调平滑模体要满足强度、刚度及稳定性要求同时，为了便于加工，提高复用率，整个模体设计为钢结构滑模装置主要由桁架、支承杆及千斤顶液压系统等部分组成工作平台、桁架、提升架等构件间均为焊接连接在浇注混凝土的过程中，在上层混凝土浇注的同时底层混凝土已达到了一定的强度，出模混凝土能保持原有的形状，模板可以滑升以便连续浇注作业， 施工时利用一组穿心式液压千斤顶沿支承杆滑升，带动内外模板沿已浇注的混凝土面缓慢提升，混凝土浇注、钢筋绑扎、管件预埋、表面压平抹光等工作不断交替、 连续进行，以完成整个构件的浇筑和成型。

穿心式千斤顶由缸体及活塞两大部分组成，缸体与活塞上各装有一组卡块,当千斤顶进油时，活塞上的卡块抱紧支承杆，千斤顶带动内外模板上升，当千斤顶回油时,缸体回复原位，完成一个滑升过程通过往复循环，使千斤顶带动模板沿支承杆不断上升，完成滑模的全过程滑模结构见图3.1平面图立面图结构组装图1—工作平台 2—支承杆 3—千斤顶 4—桁架 5—连接螺栓 6—套管 7—内外模板 8—抹面脚手架 9—外工作平台 10—支承杆及千斤顶 11—内工作平台 B—构件壁厚 B1—模板上口宽 B2—模板下口宽 H—模板高度4、工艺流程滑模工艺流程图如图4所示施工准备绑扎底部钢筋安装滑升模板系统安装支承杆顶部砼二次振捣模板系统滑出砼顶面和出模砼抹面接长支撑杆及竖向筋终凝砼养护出模砼抹面浇注混凝土0绑扎水平向钢筋滑升到顶NY模板系统正常滑升、调平切割支撑杆固定模板系统模板系统吊出构件养护完 成模板系统末升养护制作拼装滑升模板系统钢筋下料制作支承杆加工制作模板系统拆卸、保养循环下一构件预制图4施工流程4.1施工准备4.1.1、劳动组织及机具设备： 每个滑模班组采用两班24小时作业方式。

施工技术主管1人、技术员2、质检员2人 、专业测量员4人、作业班长2人、钢筋工8人、砼工18人、电工2人 、电焊工2、修面养护4人、滑模维护工2人、钢筋制作安装6人、杂工2人，合计：55人所有作业人员应实行混合编制，统一指挥，既有明确分工，又要互助协作配置主要机具如表4.1.1 　　　　　　　　　　　　　　　　　设备名称规格单位数量备注滑模模板及操作平台——套1——提升架——套1——液压千斤顶GYD35型或QYD35型个10备用5个液压控制台72型台1备用1台高压油管Ø8mm×2500mm条30备用30条高压油管Ø 16mm×25000mm条2备用2条针阀Ø 8mm个10备用30个无缝钢管Ø 25mmm120用作平台上的输油管调平器及限位卡——套10备用10套插入式振动器1.1 kW台2备用4台混凝土搅拌站750型台1备用1台装载机ZL50台1——混凝土运输机械---台3——混凝土吊斗2m3个4备用1个起重机械25～30t门吊台1——模板吊具——套1——发电机组150～200kW台1电源楼梯式爬梯——套1供人员上下操作平台　　　　　　　　　　 主要机具表 表 表4.1.14.1.2、滑模施工前，要熟悉设计图和法律规范要求，编写详细的施工方案，组织相关施工人员进行质量、环境、职业健康安全交底。

4.1.3、混凝土配合比设计试配，除满足设计强度要求外，还应满足滑模模板施工工艺的要求，应根据不同的浇注环境设计不同的配合比4.2、滑模加工及组装4.2.1、滑模加工按设计图纸在工厂加工滑升模板、操作平台和液压系统，采用12号槽钢对口焊接后作滑模桁架的运行轨道模板作为混凝土成型的模具，其质量（刚度、表面平整度）的好坏直接影响着脱模混凝土的成型及表观质量为了保证质量，面板采用δ5mm钢板制作，用 50×5角钢作筋肋，模板高度1.26m，为了便于脱模，模板按一定锥度设计，上下口相差2mm桁架主要用来支撑和加固模板，使其形成一个整体，采用矩形桁架梁主筋采用80×8角钢，主肋采用63×6角钢，斜肋均采用50×5角钢桁架与模板的连接采用50×5mm角钢焊接工作平台是滑模的主要受力构件之一，也是滑模施工的主要工作场地，各构件除满足强度要求处，还应有足够的刚度工作盘支撑在提升架的主体竖杆件上，通过提升架与模板连接成一体，并对模板起着横向支撑作用该工作平台采用桁架上平面代替，盘面采用δ50mm木板铺平，为防止坠物，盘面必须密实、平整并保持清洁为便于施工人员随时检查脱模后的混凝土质量，即时修补混凝土表面缺陷，以及即时对混凝土表面进行养护，在工作盘下方2.5m处悬挂一辅助工作平台，辅助工作平台采用50×5角钢组成，宽0.7m，用50mm厚木板铺密实，用Φ14钢筋悬挂于桁架梁和提升架下。

支撑杆的下段插在混凝土内的套管里，上段穿过液压千斤顶的通心孔，承受整个滑模荷载，在选用液压千斤顶的同时，选用Φ48×3.5mm焊管作为支撑杆，经过计算，其承载力及验稳定性符合要求液压系统由液压控制台、液压千斤顶、油管及其他附件组成组装前必须检查管路是否通畅，耐压是否符合要求，确认全部千斤顶的行程一致，有无漏油等现象，若有异常，及时排除等各零部件加工完毕并验收合格后，运至施工现场准备组装 4.2.2、滑模组装 组装场地应平整和水平，组装前应将场地打扫干净，在地上放出构件轮廓在水平面上的投影线及提升架的位置的大样整个骨架加固好后安装组合钢模板，模板下口宽度即构件的壁厚，模板应呈现上大下小的锥度，模板面必须向内侧倾斜1％左右长边模板安装时按坡比收缩，但为了确保坡比，长边模体两端采用4台5吨导链拉紧，并挂回绳滑轮内模设计采悬挂面板施工，在内长边桁架两端各加活动块悬挂面板挂在该活动块上，活动块面板和悬挂面板紧贴滑动，滑升到一定高度时将活动块取出，滑升到顶活动块全部取出在滑升墩身时，提升龙门架设在两短边上，浇筑盖梁时设计在两长边上，但在模体地面组装时两长边龙门架同时装上，横梁可设为活动，不影响滑升墩身时收缩。

滑模滑升至隔板底部斜面时，距斜面30cm予埋钢板，并将斜面及隔板水平钢筋制成园弧角埋入墩身体内，脱模后及时扒出并凿毛砼面浇至上斜面超出30cm时滑空停滑，采用散模板支撑斜面及隔板，绑扎钢筋浇筑砼4.3、钢筋绑扎滑模施工的特点是钢筋绑扎，混凝土浇筑，滑模滑升平行作业，连续进行模板定位检查完成后，即可进行钢筋的安装，前期钢筋绑扎从模板底部一直绑扎至提升架横梁下部，起滑后，采用边滑升边绑扎钢筋平行作业方式，钢筋绑扎超前混凝土30cm左右钢筋的垂直运输，在工作平台上设置拔杆，利用卷扬机提升4.3.1、钢筋按设。