某特大桥桥跨布置为8m(桥台)+8×40m(连续梁)+120.2m+2×230m+120.2m(连续刚构)+2×40m(连续梁)+8 m(桥台)。桥梁总长1116.4m。该桥最高桥墩高达132m,主跨上构最大跨径为230m。该特大桥是全线的主要控制工程,总工期28个月。施工工期短,技术难度大,工艺复杂。
该特大桥位于云贵高原的东南部,桥位区地形起伏较大,自然地貌山高、坡陡、谷深。桥轴线所经地段海拔高程1020~1218m,相对高差198m,主桥墩(8号、9号、10号、11号、12号)墩身的高度相差悬殊,最高为132m,最低高度也有49m,墩柱设计均为空心薄壁墩。其中8号墩为双柱,截面为5×4m,壁厚为0.5m,高度60m;9号墩为4个柱,柱截面尺寸为8.5×3.5m,柱高65m,壁厚为0.8m、1.2m;10号墩高度132m,下节为双柱,截面尺寸为10×14m,壁厚为0.9m、1.2m,中间隔墙厚为0.6m,到67m高以后分为8.5×3.5m 截面的4个柱;11号墩高度97m,下节为双柱,截面尺寸为10×14m,壁厚为0.9m、1.2m,中间隔墙厚为0.6m,到32m高以后分为8.5×3.5m截面的4个柱。12号墩为双柱,截面为5×4m,壁厚为0.5m,高度49m。
2. 滑升架的构造及应用
2.1滑升架的构造
滑升架及翻转模板主要应用于高桥墩、工厂的高烟囱,房建的独立柱、具有施工简单、方便、快捷,而且十分经济;翻转模板全部采用新加工的大块钢模,拆模后砼表面光洁。滑升架的作用是做工作平台,在支架平台上安装墩柱模板、支架上部用作方便安装钢筋、下部用来修补已浇注墩柱砼表面的缺陷,支架顶部用钢管将整个滑升架接成整体,支架安装完毕后在支架四周安装安全防护网。
滑升架由承重槽钢框架和钢管支架两部分组成。框架由2[22槽钢拼焊而成。支架用钢管焊成整体,焊接固定在槽钢框架上,不需另搭脚手架,适于高空作业,整个滑升架自重及施工荷载则通过用φ50mm圆钢(45#钢)穿入墩身来承重,在浇筑砼时事先预留孔,在滑升架提升到位时,将圆钢穿入墩身预留孔内,依靠圆钢来托住滑升架。
2.2滑升架的加工、安装及提升
滑升架的加工在地面上先将槽钢框架部份分成两半加工,待墩身浇注有2节高度后,拆除第一节墩身模板,然后用塔吊将框架吊到墩身截面四周,焊成整体,在框架上焊接钢管,形成整个滑升架。
滑升架的提升主要由手拉葫芦来完成,手拉葫芦上部的挂点通过φ50mm圆钢横栓在墩柱主钢筋内侧作为上挂点,下挂点钩住滑升架下部的框架起吊环,通过人工收紧葫芦,逐步往上提升,待提升到预留孔上的时候用φ50mm圆钢(45#钢)穿入墩身固定,完成提升工作。每浇注一节墩柱混凝土,而且在完成上次浇注节段的外观修容后,即可提升滑升架。
滑升架的各部位焊接要求牢固,转角处用三角钢板焊接,支架管要割孔插进框架的槽钢内焊接,特别是起升挂点,用2cm厚钢板割孔,孔内要打磨圆滑,以免割伤钢丝头;起升用的葫芦要求用长链10t新葫芦,禁止用螺纹钢筋做吊环,以防脆断;钢管的焊接接头采用套管式,支架顶上用横联钢管连成整体,侧面用斜撑钢管交叉联结,剪刀撑设置布局合理,钢丝绳、手拉葫芦的上下挂点要牢靠。
2.3滑升架的卸落
墩柱浇注完毕后,由塔吊配合逐步从上到下割除滑升架,剩下框架部份则用卷扬机放落到墩柱底再拆除。
3.模板加工与安装
3.1模板的构造及施工工艺
翻转模板设计在墩柱的四个角设半径R=3cm的倒圆角模,中间标准模板设计为150×150cm、200×200cm的规格,运到工地后,拼成大块模,一个面分成1~2大块,以利起升及拆除方便省时。
模板设计面板用5mm厚钢板,与63×63×6mm角钢焊成,方格35×35cm,模板接缝之间用1cm厚的橡胶海绵,并用M16螺栓连接夹紧,外侧骨架用8#槽钢分横、竖两层,拉杆间距80cm设一度,用Φ22圆钢筋机械开芽,垫片用2cm厚的钢板。在设置拉杆处的内外模板之间放φ25mmPVC硬管,以便拉杆拔出再次利用。在内外模板之间用同等标号混凝土顶筒支撑,以控制墩身壁厚。
主墩采用大块翻模配合塔吊施工,并设塔吊、升降电梯,方便施工人员上、下。模板标准节高拼成3m高的大块模,每次浇注高度6~7.5m。每墩柱一套分3节组成,高度9m。拆除时把下层的模板往上翻,留下一节作为接高固定。以此循环交替,直至到达设计的施工高度。
施工时,外模板安装先在承台上弹线,依线立模,安装顺序为:先安第一节模板,固定后再安第二节,先固定部分螺栓,校正中线后再固定全部螺栓及拉杆。
依此形成循环作业的工艺流程:钢筋接高绑扎→拆模→清理模板、涂脱模剂→翻升、组拼模板→中线与标高测量检查→冲洗清理→灌注混凝土、养生→修补混凝土外观→提升滑架,直至达到设计墩柱高度。
在施工过程中严格控制墩柱倾斜度,模板安装完成后,用全站仪重新测量检查中线,并以此确定墩身的中心偏位,将模板各项偏差值控制在规范的允许范围内。
3.2墩身混凝土灌注
首先要选取好材料的级配,提前做出配合比;由于墩身高,泵送垂直距离大,因此一定要控制好砼的坍落度,同时还要控制好水灰比,以防砼在徐变收缩过程中产生裂纹。
墩身混凝土在拌和楼集中拌制,用砼运输车配合泵送浇注。
混凝土采用水平分层灌注,每层厚度40cm左右,用插人式振捣器振捣,要求振捣密实。浇注时注意观测模板的稳固性。灌注完混凝土后要及时养生,冬季施工时要做好砼保温工作。当混凝土强度达到10MPa以上、能保证砼棱角不损坏的情况下,方可拆除模板。
3.3各道工序所需用时间
钢筋绑扎60小时→模板拆除与安装接高72小时→砼浇注12小时→砼保养及滑升架提升24小时。
这样,在各项工作准备充分,天气比较正常的情况下,日夜三班连通作业,完成一节墩身(下节大墩身6~7天,上节小墩身4~5天)为一个周期。
4.滑升架内力分析与计算
4.1滑升架承受的荷载重量
采用空间框架计算,滑升架钢管,每根长17.50m,共重6.58t;22号槽钢共长49.7m,重1.24t;作业层分成十层,每层竹夹板60块,重1.2t;考虑施工人群及施工机具荷载按50kg/m2;临时堆放荷载6t。计算时采用SAP2000计算软件,程序自动计算材料自重,故滑升架受力分析只考虑竹夹板、施工人群、机具以及一节模板的临时堆放重量。