摘 要 滬蓉西高速公路橋梁空心薄壁高墩采用液壓自升平臺(tái)翻模施工,改變了在深壑陡谷等不良地形條件下,高墩施工采取腳手架排架施工的單一施工模式,縮短了工期,具有推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞 高墩;自升平臺(tái);液壓翻模;高速公路;經(jīng)濟(jì)效益

1 應(yīng)用背景

滬蓉西高速公路某項(xiàng)目地處鄂西南褶皺山區(qū)腹地,地形復(fù)雜,工期緊、難度大。該項(xiàng)目2 座特大橋,墩高在44m~67m 的等截面空心薄壁墩有32 個(gè),墩高在79m~162m 的前后肢變截面空心薄壁高墩有6 個(gè)。其中,八字嶺特大橋左幅3#、9#、18#~22# 墩均為墩高近60m 的空心薄壁高墩,位置處于滑坡體下方、八字嶺溝谷北岸陡坡“V”型沖溝坡面上,受地形條件限制,對(duì)空心薄壁高墩的混凝土施工、材料運(yùn)輸只能采取非常規(guī)的施工方法。項(xiàng)目部技術(shù)部門經(jīng)過研究后,決定在左幅3# 空心薄壁墩試點(diǎn)采用腳手架排架搭設(shè)進(jìn)行施工,在左幅9# 空心薄壁墩試點(diǎn)采用液壓自升平臺(tái)翻模施工,然后進(jìn)行兩種施工方案的實(shí)施效果對(duì)比。

2 施工方案對(duì)比

在計(jì)劃實(shí)施初期,我們對(duì)左幅3# 空心薄壁墩混凝土施工、材料運(yùn)輸仍然采用腳手架排架搭設(shè)施工的方法,按照最快的傳統(tǒng)施工方式,即普通翻模施工方法(暫不考慮整個(gè)過程腳手架搭設(shè)時(shí)間),墩身鋼筋運(yùn)輸安裝、模板安裝、混凝土澆筑、養(yǎng)生等作為一個(gè)循環(huán)周期,墩身高度按60m、每倉混凝土按4.5m 一模,單個(gè)循環(huán)周期按最快5 天計(jì)算,則墩身需要澆筑14 倉混凝土(即翻模14次),工期70 天(不考慮下雨等其它因素),加上完成蓋梁施工15天,自由時(shí)間5 天,共計(jì)工期90 天,工期吃緊。左幅3# 空心薄壁墩剛好按計(jì)劃工期90 天完成。左幅9# 空心薄壁墩采用液壓自升平臺(tái)翻模施工方法后,上述情況得到根本性轉(zhuǎn)變:該墩墩身高度也為60m,每倉混凝土實(shí)際澆筑2.25m 一節(jié),但單個(gè)循環(huán)周期為2 天/ 一節(jié)(如果工人技術(shù)熟練完全可以達(dá)到1 天/ 一節(jié),自升平臺(tái)的整體提升周期一般控制在

混凝土初凝后6 小時(shí)~8 小時(shí)之間),雖然翻模次數(shù)達(dá)到了28 次,但工期僅為56 天(節(jié)省工期70-56=14 天),而且根本不需要腳手架搭設(shè)的時(shí)間;施工中有安全操作平臺(tái),既安全穩(wěn)定、施工又方便;可以省掉14 天的全部人工、機(jī)械、材料運(yùn)輸費(fèi)用以及腳手架拆除費(fèi)用,產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益(扣除實(shí)施成本后)2.5 萬余元。

3 建議實(shí)施內(nèi)容

借鑒左幅9# 墩墩身采用液壓自升平臺(tái)翻模施工的經(jīng)驗(yàn),建議如下:

其一,先對(duì)滑坡體第五~三級(jí)邊坡作刷坡處理并進(jìn)行防護(hù),待左幅18#~22# 墩樁基開挖、澆筑完畢后再對(duì)余下第一、二級(jí)邊坡進(jìn)行刷坡及防護(hù);

其二,在第一、二級(jí)邊坡刷坡完畢立即組織左幅18#~22# 墩墩身及蓋梁施工。對(duì)左幅19#、22# 兩最高空心薄壁墩墩身率先采用液壓自升平臺(tái)翻模施工,然后周轉(zhuǎn)至其它高墩循環(huán)使用。

4 具體實(shí)施過程

4.1 液壓翻模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1.1 工作原理

利用頂桿將工作平臺(tái)支撐于達(dá)一定強(qiáng)度的墩身混凝土上,以液壓千斤頂作動(dòng)力提升工作平臺(tái),達(dá)到一定高度后平臺(tái)上懸掛吊架,施工人員在吊架上進(jìn)行模板拆卸、提升、安裝、綁扎鋼筋等作業(yè);炷恋墓嘧、搗固、吊架內(nèi)移等作業(yè)則在工作平臺(tái)上進(jìn)行。內(nèi)外模板各設(shè)3 層,當(dāng)?shù)? 層模板混凝土澆注完畢后,提升工作平臺(tái),拆卸并用倒鏈提升第一層模板至第3 層上,安裝、校正后,澆筑混凝土,依此周而復(fù)始,直至完成整個(gè)墩身的施工。八字嶺特大橋主橋高墩均采用液壓自升平臺(tái)翻模施工,此法綜合滑模和普通翻模施工的優(yōu)點(diǎn),既保證施工速度,又確;炷镣庥^質(zhì)量。在施工中增加了抗風(fēng)措施,具有施工速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低、工藝先進(jìn)、具有較強(qiáng)抗風(fēng)能力等特點(diǎn)。采用全站儀進(jìn)行中線控制測(cè)量。

4.1.2 結(jié)構(gòu)組成

液壓自升平臺(tái)翻模系統(tǒng)由液壓提升設(shè)備、工作平臺(tái)、內(nèi)外吊架、頂桿和套管、模板系統(tǒng)、抗風(fēng)柱等組成。

1)液壓提升設(shè)備

由40~50 個(gè)GYD60 型單作用穿心式千斤頂,YKT-56 型液壓控制臺(tái),高壓輸油管及分油閥等組成,是工作平臺(tái)提升、調(diào)平糾偏的動(dòng)力設(shè)備。

2)工作平臺(tái)

由槽鋼組成的縱梁和橫梁栓接而成,千斤頂固定于縱梁提供動(dòng)力,上鋪木板,四周設(shè)圍欄掛安全網(wǎng),是安放機(jī)具,堆放材料,混凝土澆注,施工人員作業(yè)的主要場(chǎng)地。

3)內(nèi)外吊架

由吊桿、步板和圍欄等組成,安裝固定在平臺(tái)縱橫梁上,隨工作平臺(tái)上升同步提升,是施工人員拆、立模板的場(chǎng)所。為保證安全,內(nèi)外吊架掛設(shè)安全網(wǎng),外吊架的外側(cè)焊制欄桿。

4)頂桿和套管

頂桿采用Φ48mm×Φ3.5mm 鋼管,長(zhǎng)1.5m~2.5m,兩端加工成內(nèi)外絲扣形式,便于續(xù)接,是供千斤頂爬升和支撐工作平臺(tái)的重要部件。套管采用Φ60mm 鋼管,長(zhǎng)2.4m~2.6m,安裝在平臺(tái)縱梁下緣,隨平臺(tái)提升而上升,埋于混凝土內(nèi)約60cm~80cm,在初凝后的混凝土內(nèi)形成孔洞,以阻止頂桿與混凝土粘接,便于頂桿抽換倒用,同時(shí)起加強(qiáng)頂桿和平臺(tái)的穩(wěn)定作用。

5)模板系統(tǒng)

由外模和內(nèi)模兩部分組成,內(nèi)模采用組合模板,外模采用4mm 厚鋼板定制加工的大塊組合模板。模板之間用螺栓連結(jié),內(nèi)外模板間用圓鋼作拉筋并加內(nèi)支撐,外用雙槽鋼圍帶箍緊,使之成為整體。模板拆裝翻升由人工借助倒鏈滑車完成。

6)抗風(fēng)柱

設(shè)置在橋墩4 個(gè)方向之間,采用槽鋼組焊的門形結(jié)構(gòu),用螺栓固定在已灌筑完混凝土的模板和混凝土上,每套模板共4 套,分內(nèi)外抗風(fēng)柱,通過固定在平臺(tái)橫縱梁上的導(dǎo)向輪控制平臺(tái)的滑升方向,抵抗平臺(tái)的水平力?癸L(fēng)柱隨模板的翻升而翻升。

液壓翻模施工過程

液壓翻模施工過程見以下工藝流程圖:

圖1 液壓翻模自升平臺(tái)組裝流程圖

圖2 液壓翻模循環(huán)施工工藝流程圖

5 實(shí)施效果

結(jié)果顯示,各空心薄壁高墩采用液壓自升平臺(tái)翻模施工正常,實(shí)際效果良好,平均每墩節(jié)省鋼管租賃費(fèi)用93%以上,節(jié)省人工、設(shè)備投入費(fèi)用2.5 萬余元,同時(shí)節(jié)約了一節(jié)模板,節(jié)省了工期15天~20 天,為上部結(jié)構(gòu)的施工創(chuàng)造了有利條件。最終結(jié)果:八字嶺特大橋左幅9#、18#~22# 墩共6 個(gè)空心薄壁高墩,采用液壓自升平臺(tái)翻模施工后,節(jié)省工期50 天,直接經(jīng)濟(jì)成本節(jié)省了15 萬元。全線其余特大橋共31 個(gè)空心薄壁高墩,在進(jìn)行推廣應(yīng)用之后,墩身施工比原計(jì)劃整體提前了3 個(gè)月,綜合節(jié)省資金100 萬元以上。高墩工程施工質(zhì)量受到滬蓉西高速公路各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)計(jì)監(jiān)理單位的一致好評(píng)。6 經(jīng)濟(jì)(社會(huì))效益分析液壓自升平臺(tái)翻模施工,最主要的優(yōu)點(diǎn)是又“快”又“省”,施工安全、方便,適用面廣,對(duì)高墩、不良地形環(huán)境特別適用。由于節(jié)省的模板可以用于其它部位的施工,提高了模板的周轉(zhuǎn)利用率;由于其操作的安全、便捷性以及能節(jié)省鋼管腳手架的特點(diǎn),在深壑陡谷等不良地形條件下完全可以應(yīng)用,能夠流水化作業(yè),最終節(jié)省了工期;由于節(jié)省了工期,實(shí)際上間接地節(jié)約了人工、機(jī)械、材料運(yùn)輸費(fèi)用以及腳手架拆除費(fèi)用。液壓自升平臺(tái)翻模施工不足之處,就是前期控制設(shè)備、液壓設(shè)備以及自升平臺(tái)型鋼連接、拼裝投入較大(嶄新成套設(shè)備及自升平臺(tái)材料投入約萬余元),后期墩身施工完畢作托架預(yù)埋、自升平臺(tái)拆除時(shí)間較長(zhǎng)(約4 天),對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高。其實(shí),設(shè)備的周轉(zhuǎn)利用大大降低了實(shí)際的投入成本,故建議在空心薄壁高墩施工中進(jìn)行推廣。

7 結(jié)論

采用本施工方案的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是顯著的,橋墩越高、墩的個(gè)數(shù)越多,經(jīng)濟(jì)效益越顯著。液壓自升平臺(tái)翻模施工,從根本上節(jié)省了施工工期,改變了在深壑陡谷等不良地形條件下,對(duì)空心薄壁高墩只能采取腳手架排架施工的單一施工模式,具有很好的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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