珠江黄埔大桥的自爬模施工技术探讨

2023-02-04

广州珠江黄埔大桥项目亦称广州东二环高速公路, 即京珠国道主干线广州绕城公路东段, 是经国家批准的重点建设项目, 路线全长18694km、为双向六车道高速公路、总投资41.15亿元, 其中控制性的工程乃是全长7016.5m的珠江黄埔大桥.其主体特点:一是一座钢箱梁悬索桥, 主跨跨径1108m、钢箱梁宽41.16m;二是一座国内最大跨径 (383m) 的独塔双索面钢箱梁斜拉桥;三是62.5m跨径的移动模架法现场整体浇注的多跨引桥施工, 此跨径对于整体浇注法而言在全世界亦属翘楚, 该移动模架造桥机自重156t、总长143.4m、试验预压荷载重2660t (砂袋重1868t, 水重792t) 。

1 液压自爬模概述

液压自爬模是现浇竖向钢筋混凝土结构的一项较为先进的施工工艺, 在山区铁路施工中被普遍采用。它是在建筑物或构筑物的基础上, 按照平面图, 沿结构周边一次装设一段模板, 随着模板内不断浇筑混凝土和绑扎钢筋, 不断提升模板来完成整个建 (构) 筑物的浇筑和成型。它的特点是:整个结构仅用一个液压滑动模板, 一次组装;爬升过程中不用再支模、拆模、搭设脚手和运输等工作, 混凝土保持连续浇筑, 施工速度快, 可避免施工缝, 同时具有节省大量模板、脚手材料和劳力, 减轻劳动强度, 降低施工成本, 施工安全等优点。

2 液压自爬模板的特点

(1) 液压自爬模的机械化程度高, 减轻了劳动强度。液压自爬模的整个施工过程只需要进行一次模板组装, 整个施工过程实现机械化操作, 施工条件好, 浇筑混凝土方便。 (2) 液压自爬模在爬升动力为自身的液压系统, 无需塔吊或其它起重设备, 爬升3m大概需要0.5h, 速度快, 有利于缩短工期。液压自爬模板组装做到一次成型, 减少模板装拆工序, 并可连续作业。 (3) 适应性强, 应用范围广。可根据建筑物外形的尺寸要求, 配置相应的模板系统, 可组成适合于各种不同类型桥墩结构的滑模装置。在一般情况下不受结构高度限制, 施工受风力影响小, 最适合高墩的施工。液压自爬模的模板与爬架连成一个整体, 拼装模板及拆模板均为水平前后移动, 移动距离在600mm以上, 操作方便, 也有利于模板的清理及砼表面的养护。 (4) 改善操作条件, 有利于保证工程质量。液压自爬模施工的模板、提升架和工作平台都可事先在场地上组装, 在混凝土施工中只进行模板液压提升和混凝土的浇筑, 操作比较单纯, 工程质量易于得到保证, 是一种进行现浇混凝土结构体系施工较理想的施工工艺。 (5) 爬模的上平台支架h为6m, 为钢筋绑扎提供操作平台, 同时也在一定程度上限制钢筋倾倒的可能性。 (6) 爬模上设置悬吊平台, 方便于周转件的拆卸及砼表面的处理 (如埋件及穿墙孔的填塞) 。 (7) 爬模附墙爬升, 安全可靠。 (8) 模板采用整体大块钢模板, 模板接缝少, 表面平整, 使浇筑出来的砼表面光洁, 结构尺寸准确。

3 模板

(1) 外模。在本套液压自爬模体系中, 外模板高度为4.7m, 浇注时下包10cm, 上挑5cm, 模板面板采用芬兰进口的维萨板 (厚20mm) , 12cm高木工字梁, 横背楞 (7根14槽钢) , 竖背楞间距为100cm (20槽钢) 以及背楞连接件, 在模板的背面设有调节的螺杆, 在模板的底部设有滑道, 便于模板做水平向的移动。塔柱模板采用的大块模板, 脱模后利用滑道将整块外模水平移动50cm, 表面清理后并重新涂抹脱模剂。 (2) 内模。内模采用组合钢模, 高4.5m, 由标准的小块钢模 (0.3m×1.5m) 组拼而成;加劲楞采用双12槽钢和间距与外模想对应。 (3) 预埋件部分。液压自爬模体系的预埋件总成包括:埋件板、高强螺杆、爬锥、受力螺栓和埋件支座等。埋件板与高强螺杆连接, 能使埋件具有很好的抗拉效果, 同时也起到省料和节省空间的作用, 因为其体积小, 免去了在支模时埋件碰钢筋的问题。埋件板大小、拉杆长度及直径需按抗剪和抗拉设计计算确定。爬锥和安装螺栓用于埋件板和高强螺杆的定位, 混凝土浇注前, 爬锥通过安装螺栓固定在面板上。 (4) 导轨。导轨是整个爬模系统的爬升轨道, 它由2根20槽钢及1组梯档 (梯档数量依浇注高度而定) 组焊而成, 梯档间距为300mm, 供上下轭的棘爪将载荷传到导轨, 进而传递到埋件系统上, 整个导轨长度为9.0m。 (5) 液压爬升系统。液压爬升系统包括:液压泵、千斤顶、上轭和下轭4部分。每榀爬架配置1个液压千斤顶, 千斤顶的最大行程为50cm, 最大顶升力为20t。上、下轭是爬架与导轨之间进行力传递的重要部件, 改变轭的棘爪方向, 可实现提升爬架或导轨的功能转换。

4 施工流程

(1) 模板的安装。 (1) 在此工程中合模浇筑分两次, 第一次先浇导墙 (其高度H=2000) 墙体, 在第二次浇筑混凝土 (浇筑高度为H=4500) 前, 按埋件安装流程图在模板上事先固定埋件总成;模板就位后, 现场搭设钢管脚手架、安装对拉螺杆;最后浇筑混凝土。第二次浇筑首先要在模板上安装自爬模埋件总成基础上安装模板并利用承台上预埋地锚进行模板加固, 塔身空心段用对拉螺杆, 再将预埋斜向钢筋与模板下面的两根次背楞上锥形接头相连的M24钢筋焊接, 此次浇筑高度为4500mm。 (2) 在埋件的安装中应该注意按照埋件安装流程图依次安装外墙埋件总成系统, 包括外墙挂座体, 受力螺栓, 埋件支座等, 受力螺栓必须拧紧到位。 (3) 安装外墙主梁 (含后移装置) 、立杆、可调斜撑组装为外墙承载三角架及附属设施。 (2) 导轨的提升。在退模后调整可调斜撑使模板脱离墙面, 并用搬手转动齿轮轴使后移装置移动540mm左右, 插入销子固定。 (3) 爬架的提升。在自爬模作业之前要仔细检查上层受力螺栓, 挂座体和埋件支座的安设;各对应埋件支座是否在同一直线上和同一高度上, 偏差均不大于6mm;检查液压控制台和油路系统。 (4) 混凝土浇注与养生。混凝土由现场拌和站集中拌和, 混凝土运输车运输, 混凝土输送泵泵送浇注, 输送泵管附着在塔身上, 泵送混凝土要求和易性好、流动性强, 塌落度控制16cm～18cm, 初凝时间控制9h以内, 混凝土的浇注时间控制在4h～6h。混凝土浇注完毕后, 表面蓄水养生;拆模后塔柱四周采用专用的混凝土养生剂养生, 以保证塔身的外观质量。 (5) 注意事项。 (1) 导轨和爬架提升时, 千斤顶和操作开关箱控制开关分别编号, 在提升时, 千斤顶应做到同步, 提升过程中每一次提升结束后, 检查千斤顶的上下轭的自锁装置是否回归到位, 发现异常及时叫停。 (2) 爬模外模采用的是木模, 周转次数多, 需认真仔细保护。严禁在模板架上堆放重物, 模板架主平台设计荷载为3k n/m2, 上平台及吊平台为0.75 kn/m 2, 注意及时清理平台上的杂物。 (3) 高空作业时应注意防火、防漏电、防高空坠物, 设专人定期和不定期对爬模装置进行维修保养保证万无一失。