蘇通大橋墩身施工方案(爬模).doc

蘇通長江公路大橋 墩身施工方案施工技術方案1. 概述1.1工程概況蘇通大橋B2標水上墩身均采用鋼筋混凝土分離式矩形薄壁墩，4655單幅橋墩平面尺寸為6.5m4.2m，56-64#單幅橋墩平面尺寸為6.5m4.5m。距墩底4m范圍內(nèi)和墩頂2m范圍內(nèi)為實心段，中間為空心段，空心段上下2m為倒角部分，下部壁厚由1.2m漸變?yōu)?.7m，上部壁厚由0.7m漸變?yōu)?.2m，中間壁厚為0.7m。墩身縱向中心距橋梁中心線8.7m。墩身底標高為1.0m，墩頂標高從46墩的41.592m到64墩的61.842m。混凝土標號為C40。墩身受力主筋均采用直徑32mm的級鋼筋，采用墩粗直螺紋連接。墩身受力主筋伸入承臺混凝土中1.5m。箍筋均采用直徑12 mm的級鋼筋，距離墩底4m范圍內(nèi)和墩頂2m范圍內(nèi)沿墩高15cm一道，中間布置形式為5010cmN15cmM5010cm，N和M根據(jù)各墩墩身高度而定。墩身施工均采用全自動液壓爬模施工。共擬投入六套爬模，即三個墩六個墩柱的模板。墩身每節(jié)澆注高度為4m，在變截面處和墩頂處進行部分調(diào)整。各墩分節(jié)段見表1。 1234567891011121314151646#墩4444444442.5922.047墩4444444443.7172.048#墩444444444.54.3422.049墩4444444.54.54.54.4672.050#墩4444444444.03.0922.051墩4444444444.04.2172.052#墩444444444.54.54.3422.053墩4444444.54.54.54.54.4672.054#墩4444444444.04.03.5922.055墩4444444444.04.54.292.056#墩44444444.4.54.54.54.3422.057墩4444444444.04.04.02.9672.058#墩4444444444.04.04.04.0922.059墩4444444444.04.54.54.2172.060#墩444444444.54.54.54.54.3422.061墩4444444444.04.04.04.03.4672.062#墩4444444444.04.04.04.54.0922.063墩4444444444.04.54.54.54.2172.064#墩4444444444.04.04.04.04.02.8422 1.2氣象條件橋址位于長江下游，臨近長江入?？?，地處中緯度地帶，屬北亞熱帶南部濕潤季風氣候。氣候溫和，四季分明，雨水充沛。主要災害天氣有暴雨、旱澇、連續(xù)陰雨、雷暴、臺風、龍卷風、飆線、寒潮、霜凍、大雪和霧，因各墩間依次按順序施工，總體施工時間較長，因此各種自然氣象因素均有可能對墩身施工帶來一定的影響，而其中尤其以風及霧的自然因素影響最大。橋位地區(qū)年平均氣溫為15.40，年極端最高氣溫為42.20，年極端最低氣溫為-12.70，最高月平均氣溫為30.10，最低月平均氣溫為-0.20.橋位地區(qū)年平均下雨日為120天左右，最多150天；年平均下霧日和雷暴日均為30天左右，最多可達60天。因受熱帶風暴和臺風影響，從5月下旬至11月下旬橋區(qū)位置均有可能遭受臺風襲擊，年均出現(xiàn)臺風2.32.7次，7月上旬至9月中旬為臺風多發(fā)期，8月份是臺風影響最多的月份，約占40%。對墩身施工具有一定的影響。受季風氣候影響，橋位地區(qū)盛行西北風，下半年以東南風為主，全年以偏東風出現(xiàn)頻率最高。橋位處江面不同重現(xiàn)期基本風速見表2.1。 橋位處江面不同重現(xiàn)期基本風速（m/s） 表2.1重現(xiàn)期10年30年50年100年120年150年200年風速32.035.537.139.139.740.441.32、施工工藝及方法2.1 總體施工工藝墩身施工主要采用液壓自爬模系統(tǒng)，按每4m高分節(jié)段進行施工。鋼筋主筋采用墩粗直螺紋連接，每次接長為8m。鋼筋及其它小型材料、工索具采用一臺80t.m塔吊進行垂直方向運輸。混凝土攪拌采用水上拌和船，混凝土垂直運輸采用泵送。施工人員經(jīng)過樓梯上下墩身。2.2 總體施工流程在承臺施工完畢后，在承臺上兩柱間安裝塔吊，接長鋼筋，立模進行墩身首節(jié)段4m施工。在首節(jié)段混凝土達到強度后，安裝爬模系統(tǒng)，并綁扎鋼筋進行第二節(jié)段混凝土灌注。在混凝土達到一定強度后，內(nèi)、外脫模，安裝爬軌及液壓系統(tǒng)并爬升至第二節(jié)段，進行第三節(jié)段施工，并安裝支撐架下方的下爬架。完成后進入正常爬架爬升、鋼筋接長、關模、混凝土灌注、脫模、爬架爬升等工序，完成整個墩身施工。墩頂采用在墩身內(nèi)側(cè)壁埋設預埋件，安裝牛腿，鋪設預制板進行施工。墩身施工工藝流程見圖：2.2。承臺施工爬模系統(tǒng)設計塔機安裝爬模系統(tǒng)加工、制作墩身首節(jié)段施工爬模架體第一步安裝墩身第二節(jié)段施工爬架架體第二步安裝爬架安裝完畢第三節(jié)段施工爬模架體爬升爬模系統(tǒng)拆除墩頂施工爬架循環(huán)爬升、完成墩身正常段施工進行下一墩身施工圖2.2 墩身總體施工流程圖2.3 墩身施工2.3.1爬模結(jié)構設計在各墩身正式施工前必須完成墩身爬模結(jié)構設計及加工制作。液壓爬模系統(tǒng)的設計由專業(yè)設計院設計，加工和專業(yè)加工廠家進行加工。2.3.1.1 爬模設計條件及說明 系統(tǒng)抗風能力：爬升：6級風 鎖定澆注砼：12級風 最大施工節(jié)段高度：4.5m。 爬升傾斜角：0o 額定垂直爬升能力：125KN。 模板、澆筑、鋼筋綁扎工作平臺（1，2、3、4層）單層最大承載能力： 3KN/m2總體額定承載能力： 3KN/ m2 爬升裝置工作平臺（0層）最大承載能力： 1.5KN/m2。 修飾及電梯入口平臺（1,-2層） 單層最大承載能力： 1.0KN/m2 供電方式： 三相四線交流，380/220V2.3.1.2爬模構造設計爬模主要由液壓爬升體系、模板體系和工作平臺體系組成。該體系每節(jié)混凝土澆注高度為4米。爬模總體構造見圖：2.4。并附加一節(jié)0.5m可拆卸模板，以適應不同的墩高，減少施工節(jié)段。 圖2.4 爬?？傮w構造圖 （單位：毫米）（1）液壓爬升體系液壓爬升體系：由預埋固定件、附墻懸掛件、爬升導軌、自鎖提升件、液壓缸、液壓泵站。（2）模板體系外模板為鋼模板，由面板、角鋼、型鋼背帶及其鎖定連接件、模板對拉螺桿組成。面板為6mm厚鋼板；豎向背帶為角鋼100636，間距300mm；橫向背帶為槽鋼8和雙肢槽鋼16；模板共加工6套（一個墩兩個墩柱，每個墩柱各一套）。內(nèi)模板同樣采用鋼模，面板為4mm厚鋼板，長邊模板為倒角異型整塊模板，短邊模板在55墩以后由180cm變?yōu)?10cm，上下兩端為倒角模板。 豎向背帶為角鋼100636，橫向背帶為雙肢槽鋼10。墩身模板平面示意圖見圖：2.5，外模板示意圖見圖：2.6。圖 2.5 墩身模板示意圖 長邊模板拼裝圖 短邊模板拼裝圖圖 2.6 外模板示意圖模板調(diào)節(jié)支架由H型鋼、36的螺旋桿和勁板加工而成，H型鋼與爬升架焊接，螺旋桿通過小槽鋼、絲桿套筒與H型鋼連接，通過旋動螺桿對外側(cè)模進行調(diào)節(jié)并固定外側(cè)模。模板調(diào)節(jié)支架在澆注混凝土時安裝和支撐模板，并承受部分混凝土側(cè)壓力。混凝土澆筑完畢后，拆模時旋松螺桿，通過手拉葫蘆進行模板的脫模，再通過上部調(diào)節(jié)導鏈將模板后退，讓出足夠空間，進行模板維護工作。模板調(diào)節(jié)支架見圖：2.7。圖2.7 模板調(diào)節(jié)支架示意圖（3）工作平臺體系工作平臺共分5層，兩個上部工作平臺（2、1）、一個主工作平臺（0）、；兩個下部工作平臺（1、2）。主工作平臺用于調(diào)節(jié)和支立外側(cè)模，2、1平臺用于幫扎鋼筋和澆筑混凝土，1平臺主要用于爬升操作，2平臺用于拆卸錨固件和混凝土修飾。（5）下吊架下吊架由吊桿、橫梁及斜撐組成。所有部件均為拼裝構件，采用螺栓和銷軸連接。共三層，主要供爬升裝置操作，錨錐的拆除，墩身混凝土表面修飾及設置電梯入口的工作平臺支架。（6）動力裝置與管路系統(tǒng)系統(tǒng)由液壓動力站、快換管路、液壓缸和電控及其操作系統(tǒng)等幾個主要部分構成。2.3.1.4液壓爬模工藝原理爬模的爬升通過液壓油缸對導軌和爬架交替頂升來實現(xiàn)。當爬模架處于工作狀態(tài)時，導軌和爬模架都支撐在安裝在預埋錨錐的錨板上，兩者之間無相對運動。退模后，在所澆段混凝土中預埋的錨錐上安裝連接螺桿、錨板及錨靴，調(diào)整步進裝置手柄方向來頂升導軌，爬架附墻不動，待導軌頂升到位并鎖定在錨板及錨靴上后，操作人員轉(zhuǎn)到下平臺拆除導軌提升后露出的位于下平臺處的錨板及錨靴等。解除爬模架上所有拉結(jié)，進入爬模架升降狀態(tài)。調(diào)整步進行裝置手柄方向頂升爬模架，導軌保持不動，爬模架就相對于導軌向上運動。在液壓千斤頂一個行程行走完畢后，通過步進裝置，一個爬頭鎖定爬升對象，一個爬頭回縮或回伸，進行下一行程爬升，直至完成爬升過程。爬架爬升示意圖見圖：2.8。圖2.8 爬模爬升示意圖2.3.2 實驗段施工在正式墩身混凝土施工前，進行墩身混凝土實驗段施工。實驗段共進行2-3次。實驗段砼外形尺寸為5m（長）4m（高）0.5m（厚），為墩身每節(jié)段短邊方向尺寸。實驗段模板采用墩身施工時相同模板。通過實驗段，主要應取得以下實驗成果： 確定混凝土各種原材料最終選料。 確定墩身施工的混凝土最佳配合比。 確定混凝土和易性能否滿足施工要求。 確定混凝土初凝時間6h，終凝時間14小時是否滿足施工要求。 確定混凝土坍落度16-18cm能否達到要求。 確定混凝土24小時強度能否達到20MP。 確定模板剛度能否達到規(guī)范及施工要求。（要求模板變形不大于2mm） 確定混凝土表面光潔度是否滿足要求。 確定所選用的脫模劑使用效果能否達到規(guī)范、業(yè)主、監(jiān)理要求。實驗段在墩身正式施工前2個月進行，以利于總結(jié)經(jīng)驗，改進工作及給墩身施工有充足的準備時間。2.3.3 塔機安裝墩身施工所用小型機具及鋼筋等材料通過一臺60t.m塔機進行垂直運輸。在墩身正式施工前，必須完成該塔機的安裝。塔機通過預埋在承臺表層混凝土上的地腳螺栓進行固定，安裝位置位于兩塔柱之間。隨著墩柱施工的升高，塔機中間每間隔20m用塔吊連接桿與墩柱連接，確保塔機安全。在各項準備工作就緒后，進行墩身施工。2.3.4 墩身首節(jié)施工墩身首節(jié)高度為4m，最下面4m為實心段，其上20cm為變截面空心段。墩身首節(jié)的作用在于給爬模的安裝創(chuàng)造有利條件。（1） 支架搭設首節(jié)支架搭設采用483mm腳手管，支架搭設間距為100cm100cm100cm，沿墩身外圍四周搭設三排，主要用以臨時固定接長鋼筋及起始段模板，并為模板支、拆及安裝爬模搭設簡易操作平臺之用。（2） 鋼筋墩身豎向鋼筋主筋擬采用8m定尺，上下主筋豎向連接采用鐓粗直螺紋進行連接，接頭數(shù)量為同一斷面鋼筋總數(shù)量的50%。上、下接頭斷面錯開1.2m。水平環(huán)向鋼筋采用手工單面搭接焊，搭接長度為10d。實心段25mm水平主筋采用鐓粗直螺紋連接。鋼筋綁扎時先接長內(nèi)、外層主筋，接長時內(nèi)、外層按同一方向同時進行。接長的鋼筋上端采用臨時定位框固定于支架上。主筋接長完畢后，進行環(huán)向水平鋼筋綁扎，形成整體鋼筋骨架。（3） 模板首節(jié)外模板采用自爬模外組合模板，另在下方接長一節(jié)60cm模板。在2m高以上的空心段部分，采用變截面特制模板，上面另安裝0.6cm高的模板，以彌補內(nèi)模高度不足的60cm高的直線段。墩身底部實心段采用鋼板壓模?？招亩文０宀捎?0對拉螺桿承受混凝土澆筑時的側(cè)壓力，實心段采用在承臺表面預埋鐵件，設置支撐進行加固。首節(jié)段模板安裝前用鋁合金條作靠尺，在墩身輪廓線內(nèi)設置水泥砂漿帶，防止漏漿。模板下用木板調(diào)平。模板外支撐通過在承臺表面層埋設預埋件用型鋼進行支撐。首節(jié)模板支撐見圖：2.9。圖2.9 首節(jié)外模板支撐示意圖脫模劑選用精煉植物油。（4） 埋件在首節(jié)混凝土中埋設自爬模爬升裝置中的錨錐及內(nèi)模支撐錨錐。錨錐主要由傘形頭、內(nèi)連桿、錐形接頭及高強螺栓等組成，是整個自爬模系統(tǒng)的最終承力結(jié)構。錨錐通過堵頭螺栓固定在外組合模板上，在關模后澆注混凝土時將其埋入混凝土中。脫模時拆下對拉螺桿及堵頭螺栓，拉模板脫離混凝土面，安裝連接螺栓。錨錐埋設示意圖見圖：2.10。圖2.10 錨錐埋設示意圖首節(jié)外側(cè)錨錐每二個一組，每節(jié)段長邊平行埋設三組，短邊平行埋設2組，共埋設10組。內(nèi)模板支撐錨錐一個一組，短邊二個，長邊3個，主要為內(nèi)模立模時提供支撐。通氣管采用10cm PVC管進行埋設并用鋼筋固定。（5） 混凝土首節(jié)混凝土方量約為150m3。采用1臺60m3/h水上攪和船拌制，每小時實際拌和能力為30-40m3/h?；炷吝\輸采用泵送入倉，泵管最前一節(jié)采用塑料軟管，便于布料?；炷翝沧r先澆注實心段部分，實心段混凝土采用分層呈階梯狀從上游向下游方向澆筑，分層厚度為30cm，上、下層前后澆注距離保持1.50m以上?；炷琳駬v采用50型插入式振搗器進行振搗。振搗時嚴格按照混凝土操作規(guī)程進行操作。空心段部分進行分層循環(huán)澆筑，分層厚度為30cm。墩身混凝土在達到2.5MP后可以進行脫模，脫模后在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑及灑水進行養(yǎng)護。2.3.5 爬架安裝爬架安裝主要是分三部分進行，第一部分在墩身首節(jié)混凝土澆筑后安裝承重架及移動模板支架部分;第二部分系在第二節(jié)段安裝混凝土澆筑后軌道、步進裝置、爬頭、動力裝置等部分，第三部分安裝爬架第一次爬升后外爬架。整個爬架的安裝在80t.m塔機配合下完成。爬模各散件在工廠制作完畢后，運抵施工現(xiàn)場進行預拼裝。將各散件在拼裝場地拼裝成單元部件，并對各部件的功能進行檢查和調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題及時與設計、制作方聯(lián)系進行更正。（1）首節(jié)混凝土澆筑后的安裝在首節(jié)混凝土澆筑后爬模安裝的部件主要是保證第二節(jié)段混凝土澆筑所必須的部件，按照安裝順序次是錨板、錨靴、承重架、移動模板支架、上爬架和內(nèi)、外模板。用塔吊作輔助機具，脫開首節(jié)混凝土內(nèi)、外模板，并吊出。在混凝土脫模后強度達到20MP后，通過連接螺栓將錨板安裝在預埋的錨錐上，掛上錨靴，安裝單片承重架，然后在承重架上安放主梁，進行移動模板支架及上爬架及分配梁的安裝，并鋪設木面板，形成平臺。最后進行內(nèi)、外模板的安裝并調(diào)整到位，并在內(nèi)外模板上安裝下一節(jié)段預埋錨錐，澆筑第二節(jié)段混凝土。其中內(nèi)模板支撐在預埋的內(nèi)側(cè)錨錐上。爬架第一步安裝見圖：2.11。圖2.11 第一步安裝：錨板、錨靴、承重架、移動模板支架、模板、上爬架安裝（2）第二節(jié)段施工在第二節(jié)段模板合攏之前，按鋼筋混凝土規(guī)范對節(jié)段間施工接縫進行鑿毛處理。通過調(diào)整爬架上的移動板支架將模板調(diào)整到位后，合模前在模板底口采取封閉防止漏漿的措施，即在內(nèi)外側(cè)壁上貼憎水海綿條后再合模夾緊。其余按一般常規(guī)方法進行混凝土澆筑，澆筑方法與首節(jié)空心段澆筑相同。（3）墩身第二節(jié)段混凝土澆注后的安裝在第二節(jié)段混凝土達到脫模強度后，拆除對拉螺栓及錨錐堵頭螺栓，通過移動模板支架上的齒輪及齒條脫開模板距混凝土表面一定空間距離。在第二節(jié)段混凝土強度達到20MP以上后，在其預埋錨錐上安裝錨板及錨靴。然后依次安裝爬升裝置、軌道及下支撐并進行調(diào)整。最后進行液壓控制系統(tǒng)的安裝及調(diào)試。第二步安裝見示意圖：2.12。 圖2.12 第二步安裝：爬升裝置、軌道、下支撐及動力、液壓系統(tǒng)安裝（3）爬架爬升爬架爬升按以下操作步驟進行：調(diào)整步進裝置手柄一致向下打開液壓缸進油閥門啟動液壓控制柜拔去安全銷爬升爬架拔去承重銷爬升爬架插上承重銷和安全銷關閉液壓缸進油閥門，關閉液壓控制柜，切斷電源安裝下支撐。爬架第一次爬升示意圖見圖：2.13。圖2.13 爬架第一次爬升（5）爬架第一次爬升后的安裝該次安裝主要是完善爬架的下吊架，該吊架的作用在于提供錨錐拆除，墩身混凝土表面修補及設置電梯入口的工作平臺。整個下吊架均為拼裝構件，采用螺栓和銷軸連接。操作人員通過搭設的支架進行拼裝。至此，完成整個自爬架的安裝，墩身施工進入正常的自爬模施工工序。爬架最后部分安裝見圖：2.14。圖2.14 第四步：完善下爬架2.3.6 墩身正常節(jié)段施工墩身在進入正常節(jié)段施工后，均為每4m一個節(jié)段進行重復循環(huán)作業(yè)，每個節(jié)段主要工序包括：爬架爬升接長墩身鋼筋，并進行綁扎關模并校核澆筑混凝土混凝土脫模、養(yǎng)護。（1） 爬架爬升爬架在自我爬升前，須先行進行軌道的爬升。軌道爬升流程如下：確定混凝土強度達到20MP 安裝上部錨板及錨靴調(diào)整步進裝置，使其擺桿一致向上打開液壓缸進油閥門啟動液壓控制柜拆除頂部楔形塊爬升軌道插入楔形塊關閉液壓缸進油閥門，關閉液壓控制柜，切斷電源安裝下支撐。在軌道爬升完成后，進行爬架爬升，爬架爬升按前述操作步驟進行操作。（2） 鋼筋正常段鋼筋用塔吊分批量的吊至爬模上爬架平臺，然后進行接長、綁扎等常規(guī)施工。（3） 模板由于1#、2#、3#墩外形尺寸形式相同，故外模板共用一套模板; 3#墩與1#、2#相比，內(nèi)腔下部分相對較窄，因此在1#、2#墩墩身施工完畢后，對內(nèi)模少量修改后用于3#墩內(nèi)模板。由于各墩內(nèi)腔均存在三處2m高變截面段，為減少對內(nèi)模的修改次數(shù)以及為了適應外模模數(shù)，另外制作變截面模板。該模板共加工一套，模板采用膠合板鋼木混合模板，背楞及圍檁與正常段內(nèi)模相同。該段模板平面尺寸示意圖見圖：2.15。 圖2.15 變截面段模板凈尺寸平面圖 （單位：厘米）爬模板板結(jié)構強度、變形計算見附錄一。3#墩身施工時，在1#、2#墩模板基礎上對B、C號模板進行局部修改，即可用于3#墩變截面處施工。（4）