論述某山區(qū)高速公路高墩施工工藝應(yīng)用
摘要: 由于高速公路向山區(qū)的不斷開發(fā)與拓展,高速公路對線型等方面的要求，使公路中出現(xiàn)了許多高墩橋梁，增加了施工難度。跨越深溝谷的高墩高架橋不可避免地廣泛應(yīng)用于山區(qū)高速公路建設(shè)中,而高墩柱的施工往往成為控制工程施工進(jìn)度和工程成本的關(guān)鍵。本文介紹了某高速公路高墩施工過程中，主要采用特制定型鋼模板來組織施工的高墩施工工藝，供同行參考。
關(guān)鍵詞:高速公路,高墩,施工技術(shù),模板,墩身
引言
1橋梁工程概況
某高速C1合同段公路地處屬于典型的山區(qū)高速公路，其中高墩大跨徑橋梁居多，屬于典型的山區(qū)高速公路，其中高墩大跨徑橋梁居多，其中心樁為K0+450，該橋上部構(gòu)造為23×30m的預(yù)應(yīng)力連續(xù)T梁，橋長710.7m,下部構(gòu)造為柱式墩配樁基、整體式臺配樁基、重力式臺配擴(kuò)大基礎(chǔ)，其中4-9號墩、16號墩、20號墩為薄壁式空心墩。該橋橋位位區(qū)屬于低山丘陵之山間沖溝地貌，地形起伏較大，底面高程206.00～261.00m，橋最大加空高度為36m。本項(xiàng)目橋梁工程上部結(jié)構(gòu)以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)為主，最大跨徑為248m;橋墩以變截面空心薄壁墩為主，最高墩高105m;基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，樁徑2.5m。
2高墩施工方案的選擇
在選擇高墩施工方案時首先要考慮以下因素:鋼筋及模板的起吊方案;混凝土運(yùn)輸及入模形式;施工人員的上下墩方式，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及權(quán)衡安全因素，對于高度大于60m的墩身，我們使用塔吊(80t·m)起吊模板、鋼筋及施工機(jī)具;對于高度大于68m的墩身，則安裝電梯來解決施工人員的上下問題，混凝土均采用罐車運(yùn)輸，用混凝土輸送泵泵送入模。
此方案雖然有利于工程快速施工進(jìn)度，并提高施工安全性，樹立企業(yè)形象，但在一定程度上也增加了施工投入，比較適用于工期比較緊的項(xiàng)目。
3墩身模板的選擇
該高速C1合同段的墩身主要為空心薄壁墩，針對這種墩身，我們主要采用了兩種翻模進(jìn)行施工:一種是木模板，一種是鋼模板，選擇木模板主要是考慮到其重量小、易拆裝、施工安全性好;而選擇鋼模板主要考慮到經(jīng)濟(jì)問題(我們所選用的木模板的價格大于鋼模板的價格)。
我們在施工高墩時采用的木模板是CB-240模板，該模板主要由以下部件組成:模板、主背楞、斜撐、后移裝置、受力三角架、主平臺、吊平臺、埋件系統(tǒng)。該模板具有結(jié)構(gòu)合理，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，在單塊模板中，膠合板與豎肋(木工子梁)采用纖維板訂連接，豎肋和橫肋(雙槽鋼背楞)采用連接爪連接，在豎肋上兩側(cè)對稱設(shè)置兩個吊鉤，角部的陽角拉桿、可調(diào)支撐采用芯帶銷軸固定在鋼背楞上，用蝶形螺母等連接，使背楞受力更加合理、可靠;木梁直墻模板裝卸接長和接高均很方便，模板為21mm厚的進(jìn)口維薩板。﹙如圖1﹚
圖1 安裝就位的CB-240模板與等待安裝的CB-240模板
3.1 CB-240模板的組裝順序:
拼裝模板并上好吊鉤→組裝主背楞三角架→第一次澆筑混凝土(預(yù)埋件)→組裝三角架及后移裝置、上好平臺立桿并安裝埋件支座→拆模、安裝三角架及模板→第二次澆筑混凝土→提升模板及支架、安裝吊平臺→第三次澆筑混凝土。
木梁直墻模板為裝卸式模板，拼裝方便，在一定范圍和程度上能拼裝成各種大小的模板。該模板剛度大，接長和接高均很方便，最高可一次澆筑10m以上。
本項(xiàng)目所有使用的模板制作高度為4.65m，澆筑混凝土?xí)r(第一次除外)，模板下包混凝土100mm，上挑50mm，每次墩身澆筑高度均為4.5m，最后一次澆筑到墩頂部。其埋件系統(tǒng)沿豎直方向布置。
模板對拉螺桿的做法:墩身螺桿對拉長度不大于3.5m時螺桿采用通常的做法，用PVC管26mm×2和對拉螺桿對拉周轉(zhuǎn)使用;在大于3.5m時，采用300mm長的對拉螺桿(內(nèi)連桿)與22螺紋鋼焊接，焊接長度須大于20cm，內(nèi)連桿通過錐形接頭與1400mm長的外連桿相連接，最后用蝶形螺母固定在鋼背楞上。
本項(xiàng)目所用的翻轉(zhuǎn)鋼模板共3節(jié)，每節(jié)長2.25m，共長6.75m，第一次澆筑墩身混凝土高度為6.75m，然后每次只拆除下面的兩節(jié)模板，并在第三節(jié)模板上支立及拼裝拆下的兩節(jié)模板從而進(jìn)行下節(jié)墩身混凝土的澆筑施工，以后每次澆筑高度4.5m，如此重復(fù)，直至澆筑到墩頂。
4高墩墩身鋼筋的加工及安裝
墩身鋼筋的連接采用的是滾壓直螺紋機(jī)械連接方式，是一種“現(xiàn)場加工，現(xiàn)場連接”的方式，主要優(yōu)點(diǎn)是安全可靠，適用于高空作業(yè)時鋼筋的連接。在進(jìn)行滾絲操作時，要求設(shè)備擺放位置要相對固定，安置位置周圍有一定的空間，同時要求有防雨設(shè)施及電源(380kW/套≥4kW/套)。滾壓機(jī)安裝時中心軸線應(yīng)與鋼筋保持水平面同心高度。
4.1加工工藝及要求
1)工作流程及檢驗(yàn)圖見圖2。
圖2鋼筋加工工作流程及檢驗(yàn)圖
2)操作要求。應(yīng)使用砂輪切割機(jī)切斷鋼筋，切面必須與鋼筋軸線垂直，不允許有馬蹄形或翹曲，不許用沖切下料，嚴(yán)禁氣割下料，這是保證鋼筋絲頭長度與直徑的關(guān)鍵。同時在剝肋時進(jìn)刀不能快，一定要慢剝肋，以防刀具崩刀或者中徑變大，當(dāng)剝完肋后，絕對不能用刀過猛，以免撞切滾絲輪。
4.2鋼筋的連接
用扳手或管鉗將直螺紋連接套與一端鋼筋擰到位，再將另一端鋼筋與連接套擰到位。
4.3注意事項(xiàng)
鋼筋直螺紋絲頭有效長度及螺紋中徑符合環(huán)規(guī)尺寸，其有效長度內(nèi)的牙數(shù)須符合要求，且牙型飽滿，禿牙部分不超過一個螺距周長。
4.4鋼筋綁扎
在鋼筋綁扎上，墩身主筋連接接頭間距取為4.5m，這樣每次將9m長的定尺鋼筋直接接上去，而不需要重新下料，既方便施工并提高了施工速度，又減少材料損耗。同時又提高了工人在高空中接長鋼筋的安全性。
墩身鋼筋安裝及綁扎時的工作平臺:由于高墩主筋豎向連接時比較困難，必須要有臨時固定鋼筋及提供工人操作空間工作平臺，對于高度小于50m的墩身，我們采用的是搭設(shè)墩旁支架作為鋼筋安裝及綁扎的工作平臺;對于高度大于50m的墩身，則采用增設(shè)勁性骨架作為鋼筋安裝及綁扎時的工作平臺，勁性骨架主要由角鋼組成，其主要作用是增加墩身的施工剛度及給安裝鋼筋和裝拆模提供工作平臺。
5墩身混凝土配合比
本項(xiàng)目連續(xù)剛構(gòu)橋墩身混凝土標(biāo)號均為55號，屬于高標(biāo)號混凝土，由于墩身混凝土均采用泵送，所以要求混凝土要有很好的和易性，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過多次試驗(yàn)，最終確定混凝土的水膠比為0.31，砂率為0.37，外加劑摻量為1%，坍落度為140mm～80mm，經(jīng)過驗(yàn)證，7d強(qiáng)度為46MPa，28d強(qiáng)度為65.4MPa，其工作性及經(jīng)濟(jì)性較為理想。
6墩身混凝土的輸送
在澆筑墩身混凝土?xí)r，混凝土采用罐車運(yùn)輸，用混凝土輸送泵泵送入模，由于施工時點(diǎn)多面廣，我們配備了兩臺HBT60及一臺HBT80混凝土輸送泵及1000m長的輸送泵管，主要施工原則是:混凝土輸送泵是機(jī)動的，哪里需要就置放在哪里;泵管是固定的，即泵管沿著墩身一直延長，施工到多高，泵管就接到多高，泵管主要是順著塔吊架或附著在墩身向上接長。
7墩身施工的質(zhì)量控制重點(diǎn)
1)在墩身的施工過程中要嚴(yán)格控制其平面位置，即每次在支模前用全站儀對墩身的控制點(diǎn)進(jìn)行放樣，在模板支好后再對模板頂?shù)目刂泣c(diǎn)繼續(xù)擰復(fù)核，以確保墩身平面位置準(zhǔn)確。對于變截面墩身，由于一定高度對應(yīng)一定截面尺寸，故每次在放樣時，須同時測出其高程，以便計(jì)算該位置處的墩身截面尺寸，從而確保放樣的準(zhǔn)確性。
2)鋼筋安裝過程中，鋼筋數(shù)量必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，要嚴(yán)格控制主筋根數(shù)、間距、角度、除銹、保護(hù)層厚度等，因?yàn)樽兘孛娑丈淼闹鹘罡鶖?shù)隨著墩身的變化而變化，施工時多則浪費(fèi)，少則影響結(jié)構(gòu)的安全性，對此，我們對每節(jié)墩身的主筋根數(shù)統(tǒng)計(jì)成冊，下發(fā)給各現(xiàn)場工程師及施工協(xié)作隊(duì)伍，從源頭上對根數(shù)進(jìn)行控制，這樣既方便了施工，又方便了質(zhì)量檢查與控制。
3)要認(rèn)真檢查主筋的機(jī)械連接質(zhì)量，要逐一對墩身的機(jī)械連接情況進(jìn)行檢查，主要檢查部分鋼筋是否扳手?jǐn)Q到位，首先看露絲是否超限(超過一個掙絲)。如果超限，則可要求施工人員用扳手或者管鉗繼續(xù)擰緊鋼筋，直至擰不動為止。由于主筋的連接質(zhì)量直接關(guān)系到墩身的質(zhì)量，要保證主筋的連接100%合格。
4)為了保證每節(jié)墩身之間混凝土的粘結(jié)質(zhì)量，故在澆筑墩身混凝土前，須將已施工完成的墩身頂面的雜物或混凝土碎渣清理干凈，如有條件，可用水進(jìn)行清洗。
5)在固定混凝土輸送管時，一定要注意泵管不要接觸已支立好的模板，避免泵送混凝土?xí)r泵管的沖力使模板偏位。
8高墩施工注意的問題
1)要注意在施工時預(yù)埋電梯或者塔吊(如果配備電梯或塔吊)附著預(yù)埋件，這就需要預(yù)先與電梯或者塔吊廠家人員進(jìn)行溝通，以便確定預(yù)埋件的位置及形式。
2)要認(rèn)真選定塔吊或電梯的設(shè)置位置，要考慮塔吊或者電梯可升高到橋面以上;要考慮塔吊或者電梯附著件的允許長度及角度。
3)要事先考慮好泵管的附著方案，如果借助塔吊架向上接長，則不用在墩身上預(yù)埋泵管附著件;如果借助墩身向上接長，則需要在墩身上預(yù)埋泵管附著預(yù)埋件。
4)要有混凝土在輸送堵管時的應(yīng)急預(yù)案，以便發(fā)生堵管時能夠在最短的時間內(nèi)恢復(fù)混凝土泵送，確保施工順利進(jìn)行。
5)要高度重視高墩施工安全，須派專人負(fù)責(zé)高墩施工安全檢查，主要檢查高空作業(yè)安全防護(hù)措施是否到位，電梯及塔吊作業(yè)人員是否經(jīng)過培訓(xùn)且持證上崗，高空施工安全管理制度是否完善。
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