1 工程概況
吉圖琿客專煙集河特大橋位于延吉市北部興安鎮大成村與東興二隊之間,為跨越煙集河而設。本橋由 59-32 m 簡支箱梁 +40 m-60 m-40 m 連續梁組成,連續梁在里程為 GDK275 + 151 處跨越一條通往延吉市市區主干道。橋址位于低山丘陵河谷區,地形起伏較小,地面高程為193.7 m ~239.42 m,相對高差約 45. 7 m,線路經過地段主要為民居,耕地,局部穿越工廠。
煙集河特大橋圓端形薄壁空心高墩共計34 個,高度在 26 m ~38 m 之間,其中 26 m ~ 30 m 空心墩 13 個,31 m ~ 38 m 空心墩21 個。薄壁空心墩設計參數為: 墩高 30 m 以下\\( 包括 30 m\\) : 承臺頂面以上 2. 5 m 及墩頂以下 3. 5 m 范圍內為實體段,墩頂兩側半圓形半徑為 1. 6 m,平直段為 4. 8 m,墩身外側坡度為 35∶ 1,內側坡度為60∶ 1,壁厚50 cm ~105 cm 變化; 墩高30 m 以上: 承臺頂面以上2.5 m 及墩頂以下4 m 范圍內為實體段,墩頂兩側半圓形半徑為2.0 m,平直段為 5. 0 m,墩身外側坡度為 35∶ 1,內側坡度為90∶ 1,壁厚 50 cm ~ 105 cm 變化。
墩頂中部順橋向設計為 1. 5 m\\( 寬\\) × 1 m\\( 高\\) 凹槽,作為檢查墩頂設備之用,空心墩頂設置檢查孔,可進入空心墩內,檢查孔寬 80 cm,長 70 cm,檢查孔設置可以翻蓋的鐵蓋板,墩內設檢查爬梯。
2 方案比選
2. 1 支架 + 模板施工方案
根據傳統施工工藝,采用支架 + 模板施工方案,需在空心墩內外搭設腳手架作為工人上下、鋼筋綁扎及模板拼裝平臺,利用內腳手架作為上實體段底模鋪設支點,采用此方案特點如下:
1\\) 采用此方案可利用外部腳手架作為工人上下通道,利用支架平臺作為墩身鋼筋綁扎作業平臺,減輕模板自身重量,每節澆筑高墩較高。
2\\) 需對支架基礎進行硬化,每節橋墩施工需先搭設支架作為作業平臺,每節施工循環時間較長,模板拆除與支架施工存在交叉影響,每節段橋墩施工時間較長,對工期影響較大。
3\\) 受工期影響需投入模板數量較多,展開作業時每墩搭設支架,需租賃大量腳手架并占用時間較長,不利于施工成本控制。
2. 2 無支架模板施工方案
采用無支架模板施工方案,需利用模板自身結構保持模板穩定,需在模板外部加設三角挑架\\( 如圖 1 所示\\) ,采用高強度螺栓與模板連接作為安全防護及作業平臺,利用空心墩內設永久爬梯作為工人上下通道,墩頂實心段利用空心墩預留孔配合縱橫工字鋼作為底模板支點進行澆筑,采用此方案特點如下:
1\\) 內外模外部無支點,內外模通過橫向拉筋進行連接以保持模板穩定,需對模板縱橫肋進行加大以滿足外部支撐需要,模板自身重量較大,每節澆筑高墩較低。
2\\) 無需搭設腳手架,每節橋墩施工僅需模板拼裝時間,減少了支架搭設時間,模板拆除不受支架影響,提高了每節澆筑循環時間,有利于工期控制。
3\\) 每套模板可以展開多個工作面形成流水作業,減少了模板數量,節約了租賃支架及搭設費用,有利于施工成本控制。
通過方案比選,對工期、成本、安全等因素進行綜合考慮,根據煙集河特大橋空心墩設計參數,采用兩套無支架模板進行空心墩施工。
3 無支架模板施工
3. 1 模板制作
空心墩內外模板均采用鋼結構,標準節段高 2 m,面板 6 mm厚鋼板,邊框 12 mm 厚鋼板,豎肋[12 號,背楞][14 號槽鋼,內模與外模連接采用 \ue78822 圓鋼拉桿對拉并使用 PVC 套管,豎向間距1 m,橫向間距 1 m。
模板加設三角挑架,每套模板挑架水平位置間距 1 m 左右,每圈配置 24 個。根據施工需要可在每節模板均配置三角挑架,也可根據橋墩每節段施工高度,對三角支架進行單獨拆裝使用。
3. 2 模板使用
1\\) 模板拼裝
模板設計每節高度為 2 m,由 8 片模板組合成型,考慮脹模及其他施工安全因素,每 4 m\\( 兩節\\) 為一次墩身澆筑高度,模板拼裝利用上一次施工頂模作為下次施工導向模板,空心節段每三節模板為一組作為墩身澆筑單元,根據墩身高墩不同在下實體段采用 1 m 或 0. 5 m 模板配合施工。
由于現場墩身最大高度為 38 m,模板支立和拆除采用起重機\\( 或塔吊\\) 配合進行,第一節段鋼筋綁扎利用導向模板外三角支架作為作業平臺,第二節段鋼筋綁扎利用已拼裝后第一節段模板外三角支架作為作業平臺,模板拼裝完成后,采用測量對模板進行糾偏。
2\\) 模板拆除
模板拆除采用吊車配合施工,模板拆除時先松開內外模拉筋,用吊車掛鉤使預拆模板保持受力狀態,利用作業平臺拆除模板豎向連接螺栓,然后拆除橫向螺栓; 拆除時先外模后內模,模板拆除完畢后,重新對模板進行打磨及涂刷脫模劑處理,準備進行相鄰橋墩循環使用。
4 施工注意事項
4. 1 墩身垂直度控制
1\\) 模板垂直度控制
由于無支架模板利用導向模板作為拼裝基礎,并利用模板外部三角架作為鋼筋綁扎作業及模板拼裝平臺,并且模板需多次周轉,拼裝過程中模板垂直度受到影響,模板垂直度控制為墩身施工的控制重點。
根據本橋墩身特點,主要采用錘球法與全站儀相結合的方法控制墩身垂直度。為保證墩身垂直度和中心位置準確,施工過程中采用三維空間定位法,用空間坐標控制墩身十字線與模板交點的坐標,測量儀器采用全站儀。
2\\) 模板糾偏
由于高墩對垂直度要求非常嚴格,一旦產生偏差糾正非常困難,因此在每次模板拼裝完成后必須保證垂直度在規范允許范圍以內,出現偏差要及時糾正。
對于 10 mm 以下的偏移或扭轉,可采用在兩節模板間的縫隙塞填0. 5 mm ~1 mm 薄鋼板以便糾偏及變換混凝土澆筑方向的方法進行逐步的糾正,即先澆筑偏移反向一邊的混凝土,后澆筑偏移方向一邊的混凝土; 對于模板的扭轉,應采取反方向澆筑混凝土的方法予以糾正。即依靠混凝土的自重對模板體系的壓力逐漸消除偏差。
對于 10 mm 以上的偏移或扭轉,可利用倒鏈、撐桿、借助外力橫拉糾偏等方法,但對于高橋墩的垂直度要求而言,糾偏應堅持有偏即糾的原則,杜絕偏差的出現。
4. 2 墩頂實體段施工
為避免影響橋墩整體結構,在墩頂距離實心段底面 1 m 處預留實體段底??v橫梁支點預留孔,并在預留孔底面增加抗壓鋼筋和預埋鋼板。墩帽實體段支架方案鋪設分配梁,分配梁上鋪設 15 cm ×15 cm 方木,方木上部鋪設 15 mm 厚竹膠板作為底模,竹膠板寬度應控制在 0. 8 m 以下,以方便從進人孔處吊出。為減少墩身薄壁受力狀態,墩頂實體段分兩次澆筑成型,第一次澆筑 1 m,作為第二次實體段施工平臺,待第一次澆筑混凝土達到強度后,進行第二次澆筑,以保證實體段的施工安全、穩定性。
5 結語
煙集河特大橋薄壁空心高墩在施工過程中經過方案比選采用無支架模板施工技術,通過增加模板縱橫肋強度加設三角架作業平臺,在墩身施工過程中不采用內外支架作為輔助作業平臺,利用模板自身特性確保了施工質量及安全,減少了支架搭設及拆除對工期的影響,降低了施工成本,對今后類似橋墩施工具有借鑒意義。
參考文獻:
[1] 邵瑾琨. 薄壁空心高墩施工技術[J]. 企業技術開發,2012\\( 10\\) :128-129.
[2] 馬 驥. 宜萬鐵路趙家嶺大橋薄壁空心墩施工技術[J]. 鐵道標準設計,2010\\( 8\\) :81-82.
[3] 涂 瀚. 圓端形薄壁空心墩無支架翻模施工技術[J]. 山西建筑,2013,39\\( 3\\) :174-175.