桥墩滑动模板施工工法

'桥墩滑动模板施工工法(LEJGF-92-20)前言桥墩滑动模板(以下简称滑模)施工技术,具有施工速度,快、工程质量高、施工安全、劳动强度低等优点。从60年代以来被广泛推广使用,并取得了显著的社会效益与经济效益。本工法根据京通、太岚、兰新、罕东、平朔、大秦、侯月及丰准等新建铁路桥梁工程的桥墩滑模设汁与施工实践编写的。一、滑模的构造及工作原理(一)滑模构造桥墩滑模是建造桥墩的专用设备,由滑模结构、提升设备、附属设备三大部分组成〈见图1)。1.滑模结构滑模结构依据桥墩形状与尺寸进行设计制造,一般由工作平台、卸料平台、内外模板、收坡装置、提升支架及吊架等构件拼装组成,是混凝土灌注成形、安放提升设备与附属设备的重要部分,是滑模设备的主体。2.提升设备滑模提升分液压与手动两种方式。液压提升多用于空心高桥墩施工,手动提升主要用于实体低桥墩施工。液压提升设备由HQ-30型千斤顶、操纵台、分油器及高压输油软管等组成。于动提升设备由螺旋千斤顶、支架、上下卡头及回位弹簧等组成(见图2)。提升设备均匀布设在滑模结构的工作平台上,是滑模提升、调平和纠偏的动力设备。3.附属设备附属设备是滑模施工过程中中线观测、动力与照明用电控制、千斤顶拆装及保障施工安全的设备,由中线测量装置、配电盘、专用工具及安全网等组成。(二)工作原理滑模的工作主要是模板提升(或滑升)与收坡。滑模滑升是通过千斤顶与提升支架的顶杆相互作用来实现的。千斤顶是滑模提升的动力机具。顶杆为直径25mm的圆钢,是滑模设备和其他荷载的支撑杆,两端内外螺纹可随滑模滑升而接长。在液压提升滑模设备中,千斤顶起重量35kN,工作行程(爬升高度)30mm,爬升速度0.09m/min,最大油压10MPa,排油压力0.3MPa。该顶为通心结构,滑模滑升前需插入顶杆,依靠顶内上、下卡头卡固在顶杆上,在油压力作用下,交替沿顶杆 单向爬升,从而带动滑模滑升。在手动提升设备中,千斤顶起重量l00kN,依靠顶两侧另设置的上、下卡头,交替沿顶杆单向爬升而带动滑模滑升。滑模收坡是由收坡装置和模板共同作用来完成的。收坡时,先转动收坡丝杠,迫使提升支架、千斤顶、套管及顶杆沿辐射梁面一起作向心径向移动,并通过提升支架将安装在它上面的模板一起作径向移动而使桥墩直径缩小;同时,模板搭接处沿圆周方向产生错动使周长缩小,从而达到滑模收坡的目的。二、工法特点及适用范围(一)工法特点：1.施工连续性强,质量好。桥墩滑模在竖向运动中能调整模板进行收坡,灌注作业可不间断进行,墩身混凝土整体性好。2.机械化程度高,施工速度,快。桥墩滑模各种作业设备,如液压、电器、起重等均配套齐全。它集桥墩设计、施工技术与组织管理于一体,通过滑模实施并完成各种施工作业,比采用木模、爬模施工的机械化程度都高,施工速度快。 3.施工技术容易掌握,易于推广。(二)适用范围本工法适用于铁路与公路的圆形、圆端形及矩形空、实,心桥墩施工,同时亦可用于倒锥壳水塔的筒身及混凝土料仓施工。对以上结构物尺寸的适用范围是:墩(筒)身截面尺寸与高度可不受限制,壁厚不得小于18cm,并适用于台阶式墩帽施工。三、施工准备为了充分发挥滑模施工连续性强、速度快的特点,施工前一定要充分周密细致地作好各项准备工作。(一)劳力组织按滑模施工作业要求组织好工班和专业班组,并进行技术培训,以保证施工顺利进行。墩上作业每工班劳力组织见表1。(二)机具设备及材料1.按图清点检查滑模设备各零部件的规格数量是否符合图纸要求。2.液压提升设备各部件性能须良好并有备用量,密封圈、钢珠及卡头弹簧等易损耗件应有备件。3.顶杆加工必须保证质量,要!l顶直无;锈,螺纹连接紧密无错台,存放时要涂油。 4.各种螺栓、螺母和垫圈等应有备用量。5.砂石、水泥至少应备足一个墩的用量。6.给水设备应保证足够的水量和水头高度。设置在内外吊架上的养生输水胶管和水阀应提前备好。7.混凝土拌合机、震捣器、低压变压器、高压水泵及混凝土输送等机械设备（见表2）性能必须良好,易损件应有备件。8.供电为外用电源时必须得到保证,并有备用发电机。9.场地照明与动力用电设施应提前施工布置安装,墩上滑模用电设备如配电盘、灯具、电线、电缆应提前置备齐全。10.滑模组装与液压设备检修作业使用的工具、常用零件及材料应备齐。(三)预埋件准备1.各种预埋件应按桥墩设计与施工要求提前预制。2.预埋件的安装顺序、部位与数量,应统一制表编号,以方便使用。(四)场地布置与其他准备工作1.机械设备设置、工棚修建、电线架设及材料堆放等应提前安排实施,并注意不要影响施工和安全。2.清理平整好基础、墩上下作业人员通道和作业场地,并设置排水沟。3.测设好桥墩中心点,放好墩身底部尺寸大样。 4.试验室应根据混凝土标号、气温与施工要求提前进行试验,选好配合比和外加剂掺量5.液压提升设备的存放、检修与保养应在专用工棚内和工作台上进行。6.准备好起重指挥用具(如口哨、红绿旗)并统一规定好信号,同时在墩的通讯联络设备(如对讲机、电话)。7.按桥墩设计坡率和滑模提升高度,编排好收坡表,同时在收坡丝杠部位设置收坡标尺。8.准备好用于滑模组装的支撑术凳。术凳高为钢环底至模板大小应考虑受力与稳定情况而定,一般需要9个(内3外6）。9.根据滑模施工需要,建立与健全各项规章制度。四、工艺流程及作业要点工艺流程如下:滑模组装→灌注混凝土→模板滑升→模板收坡→测量→墩颈、墩帽施工→滑模拆除实施作业时,混凝土灌注、模板滑升与收坡及测量等项工作呈循环交错进行,中间穿插调平纠偏、绑扎钢筋、抹面养生、预埋件埋设等项工作。〈一)滑模组装 3.组装注意事项（1）工作平台必须调平与对正，平台上设备、材料应均匀布置，以保持平台载荷均衡。避免造成平台倾斜与扭转。(2)模板拼装不能反锥度或无锥度,模板间搭接缝必须密贴。(3)安装第一组顶杆时,必须先用不同长度顶杆交错排列,以改善顶杆受力和接长工作。(4)收坡装置的丝杠、轴承及各部螺栓在安装前应涂油,连接螺纹必须拧紧并注意加垫圈。(5)中线测量装置必须在工作平台调好水平与对中后安装。 (6)套管底脚应用水泥砂浆包护,防止在混凝土灌注时砂浆与顶杆粘住影响回收,同时对模板底脚的缝隙亦应堵塞。(7)液压提升设备安装必须严格按技术要求进行。(8)电器设备安装必须做好接地保护和防止雷击措施,电线接头必须牢固和绝缘可靠。(9)模板提升到够安装吊架的高度时,应及时安装吊架和绑扎安全网。(二)灌注混凝土滑模组装完毕即可灌注混凝土。当滑模转入正常提升后,边滑升模板边灌注混凝土。由于混凝土脱模较快,所以选定混凝土配合比、掺外加剂及灌注震捣等项工作十分重要,应设专人负责管理与指导。1.严格按选定的配合比、确定的外加剂品种及掺量拌制混凝土。2.混凝土应分层均匀对称灌注,层厚15-20cm,顶面与模板上口要保持10cm左右距离。3.捣固要密实,不要漏捣、重捣和捣固过深,捣固器不要接触模板。4.混凝土应对准串筒入模,防止外洒损伤设备和人员。5.养生浇水应在模板下口1m处进行,要经常保持湿润并及时处理蜂窝麻面等缺陷。6.加强资料收集,做好试块检查。(三)模板滑升1.初升初升是滑模组装并灌注混凝土入模达到一定高度后的第一次提升。正确掌握初升时机极为重要,过晚会造成模板与混凝土粘结而将混凝土带起或拉裂;过早则会因混凝土未达到一定强度而坍塌。(l)初升时间应在混凝土初凝后终凝前进行。(2)模板内混凝土灌注高度不小于0.5m(视壁厚确定),升高以千斤顶的1-2个爬升高度为宜。(3)初升后应及时检查滑模设备各部工作情况是否正常,确认状态良好方可转入正常提升。2.正常提升在正常提升过程中,各项作业之间要紧密配合,随时注意正确掌握好模板提升速度与混凝土凝固时间、状态,并注意以下几点。(1)据经验,下述情况可正常提升:a.刚脱模的混凝土强度达到0.2-0.5MPa;b.混凝土表面湿润,手触有硬感,又可按出印痕;c.混凝土面能用抹子抹平。〈2)模板连续提升高度不宜超过30cm,升后要及时收坡。(3)经常检查滑模设备和各种机具的工作情况是否良好,发现问题及时处理。(4)当抽动模板与错动模板相互的搭接面重叠顶紧时,应及时抽出抽动模板。〈5)当滑升到达埋设预埋件高度时,要及时准确埋设预埋件。〈6)当滑升到达施工墩颈实心段时,应及时做好预埋件埋设、中线水平测量纠偏、进人洞模板的安装及其他有关工作。(四)模板收坡1.模板每升高30cm收坡一次。2.收坡时转动收坡丝杠使整个模板收坡。3.每当模板滑升累计高1m时,应按收坡表调整收坡值,防止产生积累误差。 (五)测量1.中线日常观测用中线测量装置,一般模板每滑升30cm时必须观测一次垂球对中情况。中线控制测量用经纬仪,一般日测两次。2.水平测量用水平仪,每工班测1~2次。塔尺点沿线路方向与横向中心线对称设置于千斤顶部位。(六)墩颈实心段施工作业顺序如下:1.空提模板结构,提高时模板内混凝土高度不得少于70cm,用混凝土预制块或术板块在靠近墩身外侧部位的辐射梁下部均布垫入,并用术模模紧;2.拆除内模板、内吊架、内立柱及中线测量装置;3.在墩内壁安装牛腿支撑托架和底模板,或在壁上开洞安装过梁和混凝土盖板;4.绑扎钢筋;5.灌注混凝土和提升模板直至墩颈顶部。(七)墩帽施工由于受到墩帽结构、形状限制,滑模只能用于台阶式墩帽施工。1.作业顺序〈l)按上述墩颈施工的方法与要求空提滑模结构;(2)将模板扩移到能方便安装牛腿托架的位置;(3)安装牛腿托架和底模板;〈4)将模板缩移使其与帽底模板紧贴;(5)检查调整模板中线与水平;(6)绑扎钢筋和埋设预埋件;(7)灌注混凝土和提升模板直至帽顶。以上为单层台阶式墩帽施工作业顺序,如为二、三层台阶式墩帽,应待作好停工处理后再按上述顺序进行各层施工。2.注意事项(1)墩帽是桥墩施工最后部位,必须按照桥墩设计要求做好各项收尾工作,切勿漏掉预埋件。(2)灌注混凝土和提升模板过程中，必须保持滑模中线与水平。（3）施工完后及时停工处理和滑模拆除准备工作。(八)拆除滑模1.拆除顺序:按与滑模组装的相反顺序进行。2.拆除注意事项:(1)拆除工作应在停工处理后进行;(2)拆除前必须在内钢环与辐射梁下面垫4-6块混凝土块并用木楔楔紧;(3)先撤除平台上堆放的各种设备和器材;(4)吊梁、收坡装置与提升支架拆除前,应将安全网内侧绑扎在辐射梁上,以利作业安全;(5)拆除工作必须严格对称进行,边拆边运走,一时运不走的应整齐地放在内钢环上部,辐射梁与内钢环的连接螺栓必须最后拆除,以防倾覆事故发生;(6)拆除工作系高空作业,人员必须系安全带,吊运器材应绑扎牢固,慢运轻放,防止损坏;(7)拆除工作完后,应将零件机械及时清洗干净,涂油分类存放,并补充损耗零件。 五、其他施工技术要求与注意事项(一)液压提升设备安装使用注意事项1.液压操纵台操纵安装使用注意事项(1)操作顺序及注意事项必须严格按照产品使用说明要求进行。(2)连接电源线路时,必须切实防止油泵反转,一旦发现应立即停止电动机转动并调换电路接头,经试转合格(正视油泵轴,泵顺时针转动为正确)后方能投入使用。(3)油箱内油面高度不能低于箱上玻璃检视板下端。(4)按钮不能使劲猛按,以免损伤触点。（5)油温不应超过40℃,过高时停止油泵工作。(6)调整油压时,不能过快转动溢流阀手柄,以防压力猛增损坏设备零件。其压力调整,试压压力不得大于12MPa,工作压力为8-10MPa。(7)使用中应经常检查各部零件工作是否良好,发现问题应及时处理,定期清洗滤油零件。(8)应做到供油充足,回油回尽,不能中途停止。(9)专人使用保管,防止日晒雨淋,认真做好使用记录。(10)操纵台必须做好接地保护。(11)必须按规定灌加液压油,并需过滤以确保油的纯净。2.千斤顶装拆使用注意事项(1)装拆顺序必须按产品使用说明要求进行。（2)拆装均需用专用工具,以防压缩弹簧伤人和损坏零件。(3)组装前零件应清洗干净并稍加润滑油,装后要进行试压和爬升检查。检查内容如下:a)压力12MPa时不得出现渗漏油现象;b)顶杆插入时以能用手插进为准;c)爬升时活塞运动自然,无停滞现象。(4)密封圈安装时应无扭曲和损伤。〈5〉连接时应对好丝扣徐徐旋紧。(6〉千斤顶检修时,应根据使用时间长短、工作状态好坏等情况来确定拆检部位。一般密封件与钢珠、卡头弹簧等易损耗件要及时更换修理,其他各部零件,如未发现漏油现象,均不宜拆卸。〈7〉千斤顶行程调整应以大多数行程基本一致为准,只调整差值较大的。调齐后编号存放。施工中应加强保护,防止泥沙进入而影响爬升。3.管路组装注意事项(1〉组装前管内必须用高压风吹净,不得有任何杂物。(2)安装时不要有急弯和蛇扭现象。(3)紧固六角螺帽时,应尽量不用活动扳手,以防将六角损坏。(4)连接头处“0”型密封圈的安装要正放于孔内,以防偏放被压坏而影响密封性能。(5〉更换钢丝编织橡胶管时,管长必须和原管民度相等,以保证千斤顶爬升同步。4.液压提升设备总体使用注意事项 (1）液压提升设备是全套滑模设备的核心,它的状态好坏直接影响着滑模使用、施工质量和进度,应有专人维护和使用。操作人员必须责任心强,技术素质好,事前要进行培训。(2)设备的拆装、检修、保养及存放等应有专门的室内工作场地,不得在露天进行。(3〉易损耗件应有一定数量备用件。〈二)墩身进人洞与顶杆加固1.墩身顶部进人洞按桥墩设计要求进行制造安装。墩身底部因施工需要而临时设置的进入洞,设置位置应尽量避开顶杆并方便施工与人员进入。其洞门尺寸要求为:(1)高度视施工需要而定,如果只作为观测垂球对中人员进出,一般1.2m即可;若用于墩上人员迸出,则为1.7-1.8m。(2)宽度70-80cm。(3)洞门两侧模板与顶模板宽度按所在位置的墩身壁厚尺寸而定。2.墩身进人洞位于顶杆处时必须加固顶杆。(1)加固工作应在滑模滑升1m高度后及时进行。(2)加固方法是用与洞门同宽的方木(每处两根〉绑扎夹紧在顶杆上,加固数量可根据洞门高度设置1-2道。(3)加固时注意不要妨碍人员进出。(三)混凝土与人员的输送桥墩滑模施工中,混凝土与人员输送工作主要注意事项如下:1.根据现场地形条件利用现有机械设备时,其位置选择,除应考虑运料方便与安全外,还应考虑卸料点能对准滑模卸料平台中心部位和不发生与滑模相碰撞现象。2.混凝土输送塔兼作人员上下时,塔架最外边界与滑模工作平台外边界之间,应留有20cm空隙。3.使用塔架或塔吊必须设置防雷击装置,并在塔顶、迸出人员位置、吊臂端头等处安装低压照明灯具。4.用乘入吊笼输送作业人员时,吊笼应具有可靠的安全装置。5.用索道输送混凝土与人员时,为防止卸载后因钢索回弹发生不安全现象,必须用钢索将索道钢索固定。6.指定专人经常检查设备情况,按时对滑轮、轴及钢索加黄油,确保设备使用安全。7.混凝土料斗容量应根据墩身每米巧工量、运距、设备起重能力及施工进度要求综合考虑确定,实心墩和一般空心墩,料斗容量不少于0.4m3。六、施工质量控制(一)纠偏、调平及纠扭桥墩滑模滑升过程中要勤观测,及时纠偏。产生中线偏移、水平偏移及扭转现象的主要原因有:(1)荷载布置不均衡;(2)千斤顶爬升不同步或部分千斤顶未工作;(3)混凝土灌注不均匀。纠偏方法如下: (1)中线纠偏应在偏移值尚未达到桥墩设计允许偏移值(1.5cm)时进行。方法是控制或停止与中线偏向相反部位千斤顶爬升,使中线偏向部位千斤顶爬升增高,造成工作平台反向倾斜(其值一次不得超过两个爬升高度),以逐渐将模板中心调正对中,然后再调整模板水平。(2)模板调平调整模板水平必须服从中线纠偏,一般模板水平倾斜达到2%-4%时应及时进行调平,主要调平方法有:a)加载法即在偏高部位的工作平台外面上加荷载(如站人、加混凝土块等),作用是增加此部位荷载以减少其爬升高度,从而达到调整模板水平的目的。b)千斤顶行程调整法通过顺时针转动偏高部位千斤顶的行程调整帽,以减少活塞的活动高度,从而降低它的爬升高度达到调整模板水平的目的。c)控制千斤顶爬升法通过关闭偏高部位千斤顶输油管路上的阀门达到调整模板水平的目的。(3)扭转纠正a)控制千斤顶爬升法模板扭转一般都同时存在模板水平倾斜,因此纠扭方法可按模板水平调平方法之c)进行。b)支撑法模板扭转时,千斤顶与顶杆必然相应按扭转方向偏斜,据此,用适量(顶杆数的1/5-1/4)较粗短钢筋斜撑着顶杆就可纠扭。钢筋上端绑扎在顶杆端部,下端焊在护面钢筋上。(二)停工处理滑模施工过程中因大风、大雨和其他事故及施工需要必须停工时,须作停工处理,以防混凝土与模板、套管粘结。处理方法与要求如下:1.停工前要求混凝土灌满模板并振捣完毕。2.插入接头钢筋。3.停工后,正常气温下每1小时将千斤顶爬升1次,提升次数以能满足混凝土终凝时间即可,一般7-8次。4.复工时要加强中线水平观测与新老混凝土接缝的处理。七、施工安全注意事项1.滑模施工中,模板滑升时中心与水平发生偏移是经常的和不可避免的,为保证桥墩施工质量,必须经常做到勤观测勤纠偏,切不可粗心大意。2.确保混凝土拌制质量,不符合要求者不准入模。3.液压提升设备因故使油漏入混凝土内时,应及时清除干净。4.起重设备的绳索与滑轮等零件应经常检查并涂油保养。5.经常检查电路,防止发生漏电事故。6.滑模结构各连接部位必须牢固,丝杠必须涂油,辐射梁顶面必须经常保持清洁,应 无混凝土和其他杂物。7.保持工作平台、吊架的步、踏板面上的整洁,及时清运多余材料和杂物。8.滑模拆除必须严格按照拆除顺序与注意事项进行,确保人身与设备安全。9.墩上及墩下有关人员均应带安全帽,无关人员不要到墩上去。10.划定危险区并埋设标志,起重设备顶部要设置信号灯。11.严禁从高处向下抛掷杂物。12.遇大风、暴雨及雷电而停工时,注意切断电源,保护好各种设备。13.液压提升设备必须专人负责维护使用,无关人员不得擅自操作。14.专人负责起重指挥和安全检查,加强通讯联络。15.加强岗位责任制,建立健全各项规章制度。八、效益分析实践证明,采用桥墩滑模施工的经济效益与社会效益是显著的,桥墩越高经济效益越显著。按一个60m空心高墩计算,分析主要社会效益和经济效益如下:1.施工速度,快,缩短工期,节省工程投资,与采用木模板相比,分析如下:木模按3m高一节,室内外模板及灌注混凝土(不含安装脚手架)以三天为一个循环计算,共需施工60天,滑模按日平均滑升4.5m计算(比含滑模拆装),只需施工14天,滑模施工速度大为加快,提前工期一个半月。此期间节省的人工、水电、设备折旧及运输各项费用,估计约3万元。2.节省木材。根据预算定额,一个桥墩可节省墩身木模板60m3以上,节省脚手架木材160耐,综合节省费用约6.5万元。3.劳动强度低,施工安全,质量好,外观美,社会效益显著。九、工程实例罕东线白水河、汉吉沟和文仲沟三座大桥共有8个桥墩。文仲沟桥为两孔64m栓焊钢桁梁,另两座桥均为32m钢筋混凝土梁。8个墩均为圆形空心墩,墩壁内外收坡,桥墩高度变化大,最低为45m,最高为76m,是当时国内最高的铁路桥墩。施工单位为铁道部第二十工程局一处。三座大桥的桥墩用一套滑模施工,滑模设计技术性能是:1.滑模构造见图1。2.使用范围:外模最大外径8.7m,最小外径4.5m。内模最大内径6.9m,最小内径3.5m。内外模板间最大厚度0.9m,最小厚度0.5m。3.滑模结构最大直径10.0m,高度6.77m。4.采用液压提升设备,共用千斤顶32台。5.设备重量约20t(含顶杆).6.输送混凝土用索道,人员上下用吊笼。技术经济效益情况:施工速度快,日滑升最高速度达6.8m,缩短工期半年,节省木材近400m3,综合节省资金20万元以上。'