桥梁工程项目中的薄壁空心墩液压滑模施工技术

(中交路桥北方工程有限公司ꎬ北京　０１２５６４)

摘　要:桥梁工程是基础建设领域的重点ꎬ施工中以薄壁空心墩尤为关键ꎬ可提升桥梁的稳定性与安全性ꎮ本文以黄连沱特大桥为背景ꎬ针对主桥部分的薄壁空心墩施工展开探讨ꎬ基于工程实际情况提出了液压滑模施工技术ꎬ总结该技术的应用要点ꎬ为工程施工提供指导ꎮ王　科

２　总体施工方案

涉及到的工艺流程较多ꎬ主要有钢管桩下沉、斜撑以及贝雷梁等结构的搭设、桥面铺筑施工等ꎮ各连接平台与桥台施工方法一致ꎬ为双排Φ６３０×８ｍｍ钢管桩ꎬ基于斜撑连接关键词:桥梁工程ꎻ薄壁空心墩ꎻ液压滑模中图分类号:Ｕ４４５􀆰５５９

文献标志码:Ｂ

文章编号:１６７２－４０１１(２０２０)０２－０１２５－０２

１　ＤＯＩ:工程概况

１０􀆰３９６９/ｊ􀆰ｉｓｓｎ􀆰１６７２－４０１１􀆰２０２０􀆰０２􀆰０６１

黄连沱特大桥主桥部分是整个工程的重点结构ꎬ采用的１３􀆰是(９０＋９９ｍｍꎮ１６０＋箱梁９０)ｍ０预应力混凝土连续箱梁形式ꎬ总体宽度

＃块长度０ꎬ共使用到２３个梁段ꎬ针对主桥结构设置三向预应力体系ꎬ主墩为薄壁空心墩ꎬ是本次施工的重难点(工艺流程见图１)ꎮ

图１　空心薄壁墩施工工艺流程

收稿日期:２０１９－１１－１０

作者简介:王科(１９８４－)ꎬ男ꎬ河南洛阳人ꎬ本科ꎬ工程师ꎬ主要从事路桥施工管理工作ꎮ

的方式确保钢管桩稳定性ꎮ连接平台与桥台的背部施工作业ꎬ均使用到[２０槽钢ꎬ在此基础上辅以Φ２０加劲筋ꎬ在与钢栈桥的连接区域设置施工便道ꎬ该处基于Ｃ２５混凝土浇筑施工ꎬ所得结构厚度２０ｃｍꎮ

３　薄壁空心墩液压滑模施工工艺流程

主墩部分采用的是薄壁空心墩形式ꎬ基于液压滑模技术展开施工作业ꎬ经多次浇筑后所得墩身高度稳定在４ｍ内ꎮ交界墩为重要结构ꎬ均设置为花瓶式墩ꎬ使用到定型钢模板ꎬ此类结构高度较大ꎬ遵循分区施工原则ꎬ高度在０ｍ以下的区域一次浇筑完成ꎬ其余部分分两次浇筑ꎮ关于本工程主墩的施工流程ꎬ具体如图１所示ꎮ

４　液压滑模模体结构设计

４􀆰１　滑模面板

模板是混凝土浇筑的重要支持ꎬ同时也是混凝土成型的必要条件ꎬ该材料质量(体现在刚度、平整度等方面)将直接对脱模后的成型状态造成影响ꎮ为确保结构整体质量ꎬ主墩施工作业中液压滑模面板均以δ５ｍｍ钢板为原材料制作而得ꎬ增设∠５０×５角钢使其发挥出加劲肋的作用ꎬ所得模板高度保持在１􀆰２６ｍꎮ考虑到脱模操作的便捷性ꎬ内模为锥度设计ꎬ上下口高差２ｍｍꎬ但在外模施工时则设置为无锥度滑模ꎮ

４􀆰２　桁架系统

桁架系统可提升模板稳定性ꎬ将各个滑模模体连接成整体结构ꎮ经水平侧压力分析得知ꎬ滑模桁架的基本材料为矩形桁架梁ꎬ截面为边长１００ｃｍ的方向状ꎬ主肋为∠６３×６角钢ꎬ在此基础上辅以∠５０×５角钢(亦是桁架与模板的连接材料)ꎮ要求滑模面板与桁架系统具备较强的刚度值ꎬ同时还要具有适当的弹性ꎮ从滑模施工角度考虑ꎬ为典型的“软脱模”形式ꎬ若模板刚度过大ꎬ将丧失弹性ꎬ在脱模作业时易出现混凝土表面开裂问题ꎻ但是ꎬ若刚度过低ꎬ也无法确保结构的稳定性ꎮ

４􀆰３　提升架基于提升架装置ꎬ可连接滑模体与千斤顶ꎬ有助于增强桁架稳定性ꎬ避免变形等不良问题ꎮ大量工程经验表明ꎬ提升架以“Ｆ”型较为可行ꎬ以[１８ａ槽钢为基础材料制作而得ꎬ

整体高度２􀆰０ｍꎻ考虑到千斤顶稳定性要求ꎬ使用１２ｍｍ厚钢板作为底座ꎮ

４􀆰４　操作平台

操作平台是尤为关键的受力构件ꎬ可为滑模施工提供基础空间ꎬ所用构件要具备一定强度和足够刚度[１]ꎮ􀅰为了给施

１２５􀅰

工提供稳定环境ꎬ在提升架上设置有竖直杆件ꎬ操作平台需要与此部分相连ꎬ从而将提升架与模板构成稳定整体ꎬ以支撑钢模ꎮ设置钢桁架操作平台ꎬ为避免施工坠物问题ꎬ对平台采取加密措施ꎬ且底板要足够平整ꎬ在四周增设钢护栏ꎬ实４􀆰５　辅助操作平台

际高度１􀆰２ｍꎬ并安装安全网ꎮ

为给施工人员提供便捷化操作条件ꎬ使其能够轻松检查脱模质量并做好表面修整工作ꎬ需要在操作平台下方２ｍ处额外增设一个辅助平台ꎬ以∠５０×５角钢为基本材料构成骨架ꎬ宽度０􀆰７ｍꎬ使用到δ５０ｍｍ木板将底部完全铺设好ꎬ在四４􀆰６　液压系统周设置护栏与安全网ꎮ

４)浇筑第４层混凝土时ꎬ滑升距离以７􀆰５ｃｍ为宜ꎮ５)进一步浇筑第５层ꎬ此环节滑升距离７􀆰５ｃｍꎮ６)展开第６层浇筑施工ꎬ单次滑升距离３０ｃｍꎮ

具体施工流程为:持续绑扎水平钢筋并使其到达桁架横

梁下方(要求竖向钢筋单节高度均为４􀆰５ｍ)→浇筑混凝土使得厚度为７０ｃｍ→初滑(单次７􀆰５ｃｍꎬ共持续三次)→检查混凝土与模板→持续浇筑５０ｃｍ→再次滑升３个行程→持续浇筑并到达模板上口→进入到正常滑升环节ꎬ单次操作长度为３０ｃｍ→以分层方式绑扎钢筋→浇筑３０ｃｍ混凝土→进一步滑升３０ｃｍ→遵循后４道流程持续施工ꎮ

在上述操作中ꎬ初次滑模需要控制好速度ꎬ以缓慢行进为主ꎬ为确保施工质量ꎬ应检测并保证液压装置、模板等设备本工程使用到ＹＫＴ－３６型液压控制台ꎬ在此基础上辅以ＨＭ－１００液压千斤顶等周边设备ꎬ在确保管路足够顺畅且不发生漏油的前提下展开组装作业ꎮ

５　液压滑模施工

５􀆰１　液压滑模施工流程

→严格遵循特定流程有序推进各环节ꎬ具体为:设置承台

设置操作平台并适配卷扬机等设备前期准备工作→墩身放线→墩结构底部钢筋绑扎作业→混凝土浇筑施工→→初→滑→持续滑升并到达横隔板→暂停滑模与横隔板施工作业

次滑升并到达再次滑升并达到主墩横系梁底→暂停滑模作业→最后一５􀆰２　钢筋绑扎

０＃块底→完成整个墩身施工作业ꎮ结束墩身的测量放线作业后ꎬ便进入到钢筋安装环节ꎬ竖向主筋施工单节高度４􀆰５ｍꎬ在此基础上持续向上接长ꎮ关于水平钢筋施工ꎬ应从承台顶部开始最终到达横梁下部ꎬ随之完成模体的安装作业ꎮ顺利起滑后ꎬ遵循边滑边升的方式准确安装钢筋ꎬ要求水平钢筋的安装作业高度达到混凝土顶面上方３０ｃｍ处ꎬ且全程保持该状态ꎮ在指定加工厂制作钢筋ꎬ使其成为半成品ꎬ通过垂直运输的方式转移到现场ꎬ在卷扬机等设备辅助下随之提升ꎮ

ꎬ在此过程中严格遵循既定规范绑扎钢筋

[２]

关于支撑杆的施工作业ꎬ需合理控制接头数量ꎬ即在同一高度内接头总量应当保持在杆件总量的１/４以内ꎮ考虑到模体安全运行需求ꎬ所用的支撑杆应达到平整且不存在锈３５０蚀的状态ꎬ分析千斤顶滑升高度ꎬ在与支撑杆顶端间距达到

整ꎬ否则使用角磨机加以处理ｍｍ时ꎬ施工人员应随即接长支撑杆ꎻ此外ꎬ确保支撑杆刚度ꎬ要求接头足够平ꎬ通过焊接的方式连接于支撑杆５􀆰３　混凝土入仓与便捷施工通道

ꎮ经罐车将所需混凝土运输至施工区域ꎬ在卷扬机辅助下将１ｍ３

料斗提升到工作面并顺利倒入仓内ꎮ在操纵平台上设置钢筋爬梯ꎬ考虑到施工作业安全性ꎬ需要给钢筋爬梯增设防护圈ꎬ并使用安全网全面封闭ꎮ每间隔２０ｍ设置休息台ꎻ除此之外ꎬ主墩施工过程中还需要设置矩形钢管爬架ꎬ以５􀆰便给施工人员提供便捷行走通道４　１)滑升施工

ꎮ

２)利用混凝土浇筑施工分层厚度控制在３０ｃｍꎬ所得厚度内ꎬ结束第１０３ｃｍꎮ

在７０ｃｍ左右ꎮ

层浇筑后总厚度土状态３)ꎬ初滑环节看是否达到工程提出的凝固标准ꎬ滑升距离以７􀆰５ｃｍ为宜ꎮ

ꎬ脱模后分析混凝

􀅰１２６􀅰

的质量ꎮ浇筑环节对工艺要求较高ꎬ应确保各层厚度均控制在３０ｃｍ内ꎮ后续进入到正常滑升环节ꎬ应持续作业ꎬ安排专员分析脱模质量ꎬ确定最为合适的滑升速度以及持续时间ꎬ在后续施工中灵活调整[３]进度控制在３􀆰５~５ｍꎮ为确保滑模浇筑质量ꎮ通常而言ꎬ单个工作日滑升ꎬ施工之前应做好混凝土试配工作ꎬ材料的缓凝时间稳定在６~１０ｈꎮ此外ꎬ拌制所得混合料的和易性应足够良好ꎬ否则将提升混凝土与模板的粘结程度ꎬ阻碍正常的滑模作业ꎬ甚至出现死模事故ꎬ最终破坏混凝土整体品质ꎮ

保证混凝土的泌水性、和易性等指标的合理ꎬ以便混凝土顺利入仓ꎬ此环节坍落度以１６~１８ｃｍ为宜ꎮ为确保脱模质量ꎬ要求表面不可出现流淌或是拉裂等不良问题ꎮ经脱模作业后混凝土表面应达到足够平整的状态ꎬ此时无需采取处理措施ꎻ若混凝土表面存在缺陷ꎬ需要随即修补ꎬ通常可使用抹子加以处理ꎬ但所用浆液需与原材料一致ꎮ滑模过程中遵循持续性原则ꎬ各项工序要在特定的时间内完成ꎬ非特殊情况下不可出现停滑等问题ꎮ每滑升３０ｃｍꎬ施工人员使用千斤顶限位器卡平一次ꎬ合理调节水平偏差ꎬ交由专员做好滑升记录工作ꎬ每行进１􀆰５ｍ记录一次ꎮ此外ꎬ滑升过程中若５􀆰垂直度偏差达到了５　混凝土修补与养生

３ｍｍꎬ需及时纠正ꎮ

待混凝土出模后ꎬ若受到滑升模板的影响而引发混凝土表面缺陷问题ꎬ应当采取修补措施ꎮ通常而言ꎬ需要使用到混凝土原浆并有效抹平ꎬ经处理后所得混凝土表面应达到足够光洁的状态ꎬ结束表面修正作业后ꎬ在第一时间刷涂养护剂ꎮ

６　结束语

桥梁工程施工复杂度高ꎬ液压滑模施工技术在其中得到广泛应用ꎬ是一种适用于主墩施工的先进技术ꎬ在此基础上所得的建筑物结构更为完整ꎬ可缩减施工时间ꎬ保证施工过程的安全性ꎮ本文则针对液压滑模施工技术做了系统性探讨ꎬ以期给相关桥梁工程提供指导ꎮ

[ＩＤ:００９１５７]

参考文献:

[１]　刘艳琴２０１９ꎬ３９(４):９５.薄壁空心高墩滑模设计及施工技术[Ｊ].建筑机械ꎬ[２]　贾圣东ꎬ李伟.液压滑模施工技术在高墩薄壁－９５.

应用[Ｊ].中国水运ꎬ２０１３ꎬ３５(６):２６１.、多跨桥梁中的[３]　周登燕２０１１ꎬ５６(１０):１０２ꎬ方银明.薄壁空心高墩液压滑模施工技术－１０４.

[Ｊ].公路ꎬ