贛龍鐵路變截面圓形空心高墩爬模施工技術

中鐵一局集團第五工程有限公司

1.工程概況

贛龍鐵路16標是贛龍鐵路福建段的重點控制標段，標段全長11.1km，設計為Ⅰ級單線內燃(預留電化條件)鐵路。標段所處區段受接軌地高程限制，線路高置，工程項目主要以橋梁工程為主，尤其是高墩、大跨橋是本標段施工的重點和難點。橋位處地形起伏跌蕩，相對高差較大，墩高懸殊。三座橋主跨墩高均在70m以上，最高墩松頭江特大橋5#墩墩高97.7m，為贛龍鐵路第一高墩，其余兩座橋也均有90m以上高墩。三座橋的主跨橋式分別為（60+2×100+60）m和（60+100+60）m懸臂灌筑預應力連續箱梁、5—56m移動支架拼架法預應力簡支箱梁，是贛龍鐵路五座重點控制橋梁工程中的三座完工后的松頭江特大橋主跨

完工后的芋子英特大橋主跨2.施工方案的確定

2.1高墩設計情況本標段三座橋梁高墩的設計情況見下表。附圖為采用爬模正在施工中的松頭江特大橋。2.2方案比選根據項目的特點結合我公司在高聳結構施工中已有的成熟經驗，在確定施工方案時，對以下三種方案進行了比選：方案1：爬模施工。爬模是利用已澆筑的混凝土墩身作為支撐主體，依靠模板提升爬架，依靠爬架提升模板。它集工作平臺、支架、模板于一身，無需提升設備，無需為施工模板搭設平臺，依靠自身動力交替垂直或斜向爬升。該法又分為內爬式和外爬式兩種：(1)內爬式爬升機構由液壓千斤頂、頂桿、提升架及套管組成。通過設置在墩內的千斤頂沿頂桿爬升時，帶動提升架提升工作平臺和套管。頂桿下端支承在基礎頂面，由拉筋來調整和固定模板間距。其特點是需要設置專用的頂桿，且無法回收利用，結構較為復雜。(2)外爬式由爬升架、滑道、提升桁架、模板、扒桿及液壓千斤頂組成。千斤頂設置在爬模模板頂，提升時帶動工作平臺和爬升架提升。其特點是具有快捷、輕便、操作簡單的特點。

方案2：滑模施工。滑模施工是借助液壓千斤頂在支撐桿上按既定的速度爬行，模板下部的混凝土滑出隨即抹光，在滑空的模板內再分層綁扎鋼筋、灌筑混凝土，提升，然后再循環，直至設計標高。但滑模結構復雜，設備投入量大，混凝土質量難以控制，易出現表面龜裂紋。方案3：翻模施工。翻模由滑模演變而來，它由3節大塊組合模板、支架和內外工作平臺組成。隨著節段混凝土的澆筑，早期翻模采用液壓千斤頂為動力提升平臺帶動支架，目前多采用塔式起重機使模板不斷翻升直至墩頂。通過對以上三種方案進行對比，考慮到本標段三座橋梁共有13個50m以上的空心高墩，結合現場實際、工期及安全方面因素，經論證優選，決定采用外爬式爬模施工工藝。主要基于以下幾點考慮

(1)13個高高墩總總高度度達979.6m，采用一一套模模板，，可以以提高高模板板的周周轉次次數，，而且且避免免了大大模板板實現現可調調而造造成的的技術術難度度和制制造難難度，，節約約了模模板系系統的的制造造成本本。(2)結合合梁部部施工工的提提升問問題統統籌考考慮，，依靠靠爬架架的提提升系系統解解決了了梁部部施工工中的的提升升問題題，避避免了了大型型起重重設備備如塔塔吊、、纜索索吊的的投入入，從從而節節約了了工程程成本本。3.主主墩爬爬模結結構爬模主主要由由以下下五個個部分分組成成（如如圖））。3.1爬升升架它具有有承重重和滑滑升作作用，，是特特殊設設計的的穩定定構架架。每每組爬爬架有有6對對鋼夾夾頭，，每對對鋼夾夾頭都都帶有有安全全鋼銷銷（安安全裝裝置）），在在提升升過程程采用用人工工限位位，裝裝在鋼鋼夾頭頭上，，可垂垂直滑滑動，，卡在在滑道道工字字鋼腹腹板上上起著著限位位導向向的作作用，，爬升升架提提升采采用yCD23/200型提升升千斤斤頂，，帶安安全裝裝置。。3.2滑滑道道滑道道采采用用I320工字字鋼鋼與與大大塊塊模模板板焊焊接接為為整整體體，，不不須須預預埋埋螺螺栓栓。。爬升升架架與與滑滑道道之之間間采采用用銷銷接接，，配配有有特特殊殊的的鋼鋼夾夾頭頭在在爬爬升升架架支支點點處處與與鋼鋼滑滑道道連連接接，，有有足足夠夠的的穩穩定定支支點點和和長長度度。。3.3提提升升桁桁架架提升升桁桁架架為為N型萬萬能能桿桿件件拼拼裝裝成成的的““井井””字字形形，，爬爬升升架架的的斜斜爬爬升升通通過過調調整整提提升升桁桁架架下下的的楔楔形形塊塊來來實實現現（（17′′、、18′′桿桿件件））。。3.4模模板板3.4.1外外模模外模模采采用用大大塊塊鋼鋼模模板板，，每每節節高高4.0m，，按照照墩墩徑徑大大小小不不同同共共39節節，，每每節節按按照照卷卷揚揚機機的的起起重重能能力力設設計計為為12～～16塊塊鋼鋼模模板板，，模模板板為為框框構構結結構構，，具具有有足足夠夠的的強強度度、、鋼鋼度度和和穩穩定定性性，，并并且且滿滿足足橋橋墩墩外外形形尺尺寸寸的的要要求求，，單單塊塊宜宜整整體體組組合合或或裝裝配配組組合合。。相相鄰鄰模模板板間間，，上上下下節節鋼鋼模模間間均均用用栓栓接接，，配配有有定定位位銷銷。。3.4.2內內模模內模模采采用用翻翻模模，，每每節節高高度度2m，，每個個墩墩設設3組組，，隨隨墩墩身身的的逐逐節節上上升升按按照照4m級數數向向上上翻翻動動。。內內模模的的安安裝裝與與拆拆除除通通過過墩墩內內設設置置的的可可調調式式工工作作盤盤實實現現，，工工作作盤盤懸懸掛掛在在爬爬架架上上，，可可隨隨爬爬架架上上升升，，亦亦可可自自行行調調節節位位置置，，方方便便墩墩內內及及墩墩上上作作業業。。內模模采采用用KS2050雙曲曲可可調調鋼鋼模模，，四四塊塊或或五五塊塊模模板板利利用用KH2520或2530可可調調珩珩架架組組合合成成一一個個模模板板單單元元，，單單元元內內模模板板之之間間采采用用螺螺栓栓連連接接；；墩墩身身收收坡坡通通過過在在模模板板單單元元之之間間設設置置變變角角可可調調KB2020尖板板實實現現，，單單元元之之間間珩珩架架的的連連接接采采用用特特制制可可收收縮縮連連接接件件，，形形成成上上小小下下大大的的變變截截面面。。每每次次立立模模高高度度4米米，，與與外外模模同同步步。。內模模系系統統的的模模板板及及支支撐撐件件均均經經過過結結構構檢檢算算，，對對結結構構薄薄弱弱部部位位均均進進行行加加強強加加固固處處理理。。3.5扒扒桿桿為解解決決墩墩身身中中各各種種施施工工材材料料和和小小型型機機具具的的提提升升問問題題，，每每個個爬爬升升桁桁架架上上設設2副副吊吊重重為為2.5t的起起重重扒扒桿桿。。扒扒桿桿上上使使用用的的鋼鋼絲絲繩繩選選用用不不旋旋轉轉鋼鋼絲絲繩繩，，以以免免在在起起吊吊長長大大桿桿件件時時，，由由于于鋼鋼絲絲繩繩的的旋旋轉轉，，碰碰壞壞墩墩身身或或模模板板，，造造成成安安全全事事故故。。3.6內工作作盤為了解決施工工中內模安裝裝及拆除，鋼鋼筋等材料的的堆放，操作作人員的站立立，激光準直直儀光靶的安安裝等問題，，通過對以往往此類問題的的對比研究，，設計了可升升降式內工作作盤。內工作作盤采用φ100mm鋼管制造，上上鋪6cm木腳手版，中中間預留激光光準直儀光靶靶安裝孔。為為適應墩身直直徑隨高度而而減小的問題題，工作盤采采用可伸縮結結構，通過大大鋼管套小鋼鋼管實現，工工作盤采用倒倒鏈懸掛于設設在爬架上的的牛腿之上，，上下升降自自由。3.7爬模的的加工制作爬架、滑道、、大塊模板及及滑升桁架的的非標桿件加加工全部在工工廠進行。為為了確保加工工質量，除有有加工精度要要求外，出廠廠前應在廠內內整體分階段段試拼，上下下節互拼。待待檢查合格后后再解體節段段大塊模板運運往現場組裝裝。制作的關關鍵是拼裝的的位置要準確確和拼節部件件的互換性。。3.8施工輔輔助設備3.8.1施施工電梯對于高度大于于50m的橋墩，為解解決作業人員員上下問題，，配置專用載載人電梯。電電梯采用江漢漢建筑機械廠廠生產的SCD100型單籠電梯。。電梯的使用用方便了作業業人員上下墩墩，減輕了作作業工人的勞勞動強度，大大大降低了因因上下墩爬梯梯而可能出現現的安全隱患患。3.8.2施施工供電三座橋分別設設400KVA變壓器各一臺臺，供各橋施施工用電，包包括混凝土拌拌合站及各墩墩臺施工用電電。全橋設貫貫通線，分別別在各墩位處處下線，上墩墩電纜在施工工電梯塔架內內布設。爬架架上設用電集集中控制箱，，墩上用電進進行統一管理理，墩上所使使用的每臺電電器設備必須須安裝漏電保保護器，以保保證施工安全全。3.8.3供供水系統在橋一端山上上設一水池，，供全橋施工工及混凝土拌拌合使用。上上墩水管隨電電梯塔架架設設，提供墩上上工作面沖洗洗、養護及其其他施工用水水。3.8.4避避雷設施由于地處高雷雷區，又是高高空作業，避避雷問題尤顯顯重要。施工工中，在每側側爬架頂設置置避雷針并與與墩身鋼筋相相連，通過墩墩身鋼筋下端端引出接地。。墩身的防雷雷擊等級參考考有關高聳結結構物的規定定，其接地電電阻不大于3歐。但是當當遇有雷雨天天氣時，施工工人員必須從從墩上撤離。。室采用爬模施施工的松頭江江特大橋空心心高墩4.爬模施工工工藝流程4.1爬升架架安裝流程：：4.2大模板板提升流程4.3爬模施施工工藝流程程圖5.爬模的施施工5.1.1大大循環安排根據三座橋的的具體情況，，把三座橋13個空心墩墩的施工納入入一個大的循循環進行安排排，排出每一一組大模板的的循環路線，，現場組織中中嚴格按照循循環線路進行行模板的調度度，并隨時根根據現場實際際情況對模板板的循環線路路進行調整，，保證模板循循環流暢。模板的周轉及及調配由專人人負責，并成成立模板運輸輸組，配備專專人及專用機機械設備，保保證了模板調調配的正常進進行。5.1.2小小循環安排施工前根據工工序分析計算算出完成一個個單循環作業業所需要的時時間，并排出出單循環的網網絡圖。施工工中指定專人人進行現場寫寫真，不斷優優化循環網絡絡，使單循環環的時間從開開始時的10天提高到3天一個循環環。詳見下圖圖。施工前制定切切實可行，周周密細致的爬爬模施工操作作工藝和安全全技術措施，，層層交底，，落實到施工工班組和具體體操作人員。。施工中嚴格格勞動力組織織，實行專業業班組定崗定定人操作。根據各橋的具具體情況安排排施工班組，，每班45人人，分4個小小組，其中：：外模組10人，內模組組8人，鋼筋筋組12人，，砼組15人人。每組設指指揮一人，值值班電工1人人，技術值班班1人，負責責爬升過程中中協調指揮和和安全技術方方面的指導。。5.1.3工工序勞動力組組織5.2施工工測量高墩施工，，測量定位位較為復雜雜，為此設設立了專測測小組并指指定專人負負責，以保保證測控結結果正確。。每組模板板安裝前后后,均須用用激光準直直儀投出墩墩中心點至至墩施工頂頂面,施工工人員據此此進行模板板安裝和檢檢查調整。。每施工兩兩組均要用用全站儀對對激光準直直儀的投點點進行復核核，以確保保墩身結構構尺寸準確確無誤。5.3鋼筋筋施工為了加快高高墩的施工工進度，針針對空心高高墩設計中中鋼筋數量量大，接頭頭多的具體體情況，施施工前對鋼鋼筋接頭施施工進行專專門研究，，初步選擇擇了兩種接接頭施工方方式，即電電渣焊和CBR剝肋滾軋直直螺紋連接接技術。通通過現場對對照，雖然然兩種方式式都能達到到設計及使使用要求，，但電渣焊焊速度慢、、工作面污污染嚴重，，而CBR連接技術多多數工作在在地面加工工完成，高高空連接工工作量小、、操作簡單單，工作速速度快，滿滿足了現場場快速施工工的要求。。CABR剝肋滾滾軋直直螺紋紋連接接技術術5.4模板板施工模板施工過過程中，每每個拼墩使使用相應位位置(尺寸寸)的模板板。墩身調調節段模板板采用自行行加工的模模板施工，，調節段以以上第一節節模板采用用16t吊車組拼，，待第一節節模板內混混凝土強度度達到一定定強度后安安裝爬架，，滑升桁架架和扒桿等等起重機具具，然后利利用爬架提提升扒桿安安裝第二節節模板。以以后每完成成一節墩身身混凝土，，爬架爬升升一次，直直至墩身施施工完畢。。內模也采采用同樣的的施工方法法，第一組組內模采用用吊車吊裝裝，墩身爬爬架提升扒扒桿安裝好好后利用扒扒桿安裝。。模板施工外模吊吊裝裝內模安安裝5.5砼施施工5.4.1砼采用泵泵送砼施工工技術。根根據橋墩高高度選用三三依公司生生產的SANY牌HBT50c泵，其主要要技術參數數見下表，，泵管選用用內徑125mm的配套泵管管，泵管沿沿墩身通風風孔固定爬爬高。5.5.2施工中應應引起關注注的幾個問問題：①為克服溫溫度變化引引起墩身開開裂，施工工中需采用用早強、高高效減水劑劑等綜合效效果，隨不不同氣候條條件調整水水泥用量和和混凝土配配合比，并并加強混凝凝土養護降降溫保濕工工作。②墩身施工工采用泵送送方式入模模，對粗、、細骨料的的質量及砼砼的塌落度度的控制是是施工中應應注意的問問題。特別別是細骨料料的問題，，應嚴格按按照泵送砼砼對細骨料料的要求執執行，即0.315mm以下的顆粒粒含量不小小于15%。③由于部分分橋墩施工工時室外的的溫度高達達36℃～～39℃，，所以怎樣樣保證混凝凝土的順利利泵送入模模，最大程程度降低入入模溫度也也是值得注注意的問題題。在這幾幾座橋高墩墩的施工中中，采取了了一些措施施，較好的的解決這個個問題。首首先在拌和和站搭設涼涼柵，不讓讓太陽直射射到大堆料料，這樣可可降低大堆堆料溫度3℃～5℃℃，對粗骨骨料沖水降降溫可降低低粗骨料溫溫度6℃～～8℃，對對泵管環繞繞打有小孔孔的塑料管管，外包麻麻袋，塑料料管內通水水以降低泵泵管溫度。。通過試驗驗在夏季白白天使用這這種措施可可降低入模模溫度3℃℃～5℃。。通過以上上措施，入入模溫度控控制在25C0以內，保證證了混凝土土順利泵送送，不發生生堵管，降降低了入模模溫度，較較大程度降降低了出現現溫度裂縫縫的幾率。。④高墩混凝凝土的養護護由于難度度較大，而而不被重視視。本次施施工中使用用了兩種養養護方式。。第一是在在拆外模后后噴液體養養護劑養護護。二是在在墩內吊一一環墩鋼管管，鋼管向向墩側打孔孔，鋼管連連接到高壓壓水池，定定時開關閘閘閥進行養養護，養護護水管可隨隨爬架的提提升而升高高。通過現現場使用，，效果較好好。爬模工藝屬屬無支架施施工工藝，，它保留了了滑模自身身不用腳手手架的優點點，不象滑滑模那樣必必須連續作作業，需要要大型專用用起重設備備等特點，，從而使施施工更安全全，墩身線線形控制更更加容易。。采用大塊塊模板技術術可使混凝凝土結構尺尺寸精確、、表面光滑滑，施工高高度不受限限制，專用用設備少等等優點。5.5.1利用爬模模施工加快快了施工進進度,在施施工中最快快一個循環環只需40小時,由由于混凝土土等強等原原因,一般般一個循環環為2～3天。一個個90米高高墩,墩身身施工最長長需60多多天,是高高墩快速施施工的一種種理想方法法。5.6施工所取得得的成效5.6.1利用爬模模施工加快快了施工進進度,在施施工中最快快一個循環環只需40小時,由由于混凝土土等強等原原因,一般般一個循環環為2～3天。一個個90米高高墩,墩身身施工最長長需60多多天,是高高墩快速施施工的一種種理想方法法。5.6.2利用爬模模施工節省省周轉材料料,節省人人工工時。。爬模施工