空心薄壁墩翻模施工技术.docx

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空心薄壁墩翻模施工技术

封侯沟大桥14#墩墩身施工方案

一、工程概况

封侯沟大桥位于永寿县城东约两公里处，是西部开发省际公路通道银川至武汉线陕西境内陕甘界至永寿段公路上的控制工程之一。

该桥起点桩号为S4k134+486.50，终点桩号为S4k135+424.50，桥梁全长938.00米，最大桥高134米。

主桥为75+3*140+75米预应力混凝土刚构—连续组合梁，引桥位于起点（长武）岸为三联4*30米预应力混凝土连续箱梁。

结构形式：

14#墩墩身高度为111米，单幅墩身为双墩矩形空心薄壁结构，横桥向宽度均为6.5米，顺桥向宽度均为3.0米，两墩净间距为4.0米。

双幅两墩间距为6.75米，纵桥向单幅两墩之间和墩内分别设横隔板，一级为37米处，二级为74米处，高度均为1米，墩身为单室结构，顺桥向壁厚度：

2米~8米高度厚度为1.6米直线变化到1.1米，8米~106米以上高度为1.1米，106米~110米高度厚度为1.1米直线变化到1.6米；横桥向壁厚与顺桥向变化的断面相同，只是厚度由1.2米~0.7米。

墩身内四个角设倒角，尺寸为0.3米×0.3米，墩身底部2.0米与顶部1.0米高度范围为实心断面。

墩身为C40钢筋砼结构，墩顶与箱梁为刚性连接。

二、施工方法

1、总体施工方案

墩身采用翻模法施工，每次浇筑高度为4.5米。

横隔板采用托架施工。

现场配一台50t·m塔吊作材料运输及立模之用，施工人员使用塔吊爬梯上下，砼采用HTB-60型拖泵泵送。

集中拌和砼，使用砼运输车运到墩位处。

2、空心薄壁墩翻模施工原理

空心薄壁墩翻模施工系自承法施工体系，空心薄壁墩墩身较高，无法进行一模到顶施工法，混凝土浇筑需分节进行，利用已浇筑完的下节混凝土墩身及模板承受上一节混凝土的施工荷载，模板循环施工直至墩顶标高，然后进行盖梁施工见图一。

3、空心薄壁墩翻模施工方法需要解决的主要技术问题

（1）施工荷载结构承载体系。

（2）分节施工时墩身钢筋高空现场连接技术。

（3）模板制作、安装与拆除。

（4）混凝土节之间的施工缝控制。

（5）墩身垂直度控制度及混凝土的养护。

4、薄壁空心墩施工工艺（附空心薄壁墩施工工艺流程见施工工艺框图）

4.1施工准备

施工准备的主要内容：

模板的设计与加工；模板对拉螺杆设计与加工；钢筋机械连接及操作平台的设计制作；支、拆模板人工操作平台制作及支、拆模板小型机具的准备；塔吊基础施工及塔吊安装等工作。

4.1.1模板的设计与加工

施工荷载的承重结构位下节模板，下节模板通过与墩身混凝土的包裹粘结及对拉螺杆的支撑来支撑上节混凝土施工时的施工荷载，因此，空心薄壁墩模板除具有一般模板的功能外，同时是施工荷载承重结构的组成部分。

在模板结构尺寸设计时，每节模板的结构及高度在满足施工要求的同时，还必须保证模板与混凝土的包裹摩擦力满足施工荷载的要求，与起重设备匹配，单块模板重量在1.5~2.0t为宜，经过计算、施工需要及定尺钢筋长度尺寸，每节模板的高度设计成3.0m为宜。

模板加工要求型钢间满焊，型钢与面板间间短焊，焊缝长30mm焊点间距200mm，焊角高度4mm。

模板间错台、接缝小于0.5mm。

螺栓孔间距之间偏差范围小于2mm。

平板模板面板对角线公差为1mm，长、宽公差为：

-1，0mm。

模板加工完成后，在施工现场要对整套（上、下两节）模板进行试拼装，试拼装时，上、下两节模板必须上、下翻升拼装，以保证施工时接缝平整、严密和有良好的垂直度。

4.1.2模板对拉螺杆设计制作

空心薄壁墩对拉螺杆分三种类型，第一种类型为普通型工具对拉螺杆，采用25mm圆钢外套丝制作而成；第二种类型为工作型锚固螺栓，用25mm圆钢外套丝制作而成；第三种类型为一端为25mm内套丝，一端为外套丝螺杆，用28mm圆钢制作而成。

如图2所示，三种螺杆分布的位置不同，作用各有不同。

如图2所示，第一种工具型对拉螺杆分布在每一节模板的中部，固定模板，使模板不会因为新浇混凝土的侧压力而使模板产生变形，在施工过程外套PVC塑料管。

第二种工作型锚固螺栓与第三种内套丝螺杆通过内套丝连接成为复合型对拉螺杆，分布在每节模板的上、下两端，工作型锚固螺杆在混凝土中，在内套丝螺杆表面包一层塑料薄膜，在混凝土浇筑完成，模板拆除后重复利用，复合型对拉螺杆由于有锚固作用，在下节内模拆除后下节外侧模板不至松动，确保上、下节混凝土接缝平整，同时内套丝螺杆承担由下节外侧模传递下来的部分施工荷载。

通过这种复合型对拉杆的使用，不仅保证了施工接缝平整及承重体系方面的技术问题，而且与传统的翻模施工相比，可节省一节内模（传统翻模施工需要两节内模）。

4.1.3钢筋机械连接操作平台设计制作

由于在高空进行钢筋连接，传统的钢筋焊接工艺难以保证钢筋连接质量和施工进度的要求，为保证工程质量、加快施工进度、确保高空作业施工安全，空心薄壁墩骨架钢筋连接宜采用机械连接。

钢筋连接有挤压套管连接、锥螺纹连接、直螺纹连接，从工程质量、施工进度及施工安全的角度考虑，宜采用直螺纹连接方式。

钢筋的长度一般为9m，在高空中连接9m长的钢筋需要有安全的操作平台，在钢筋骨架安装操作平台设计时，必须满足人员操作安全及钢筋骨架的稳定，钢筋操作平台设计如图3：

钢筋操作平台由骨架、斜撑及钢筋定位器组成，操作平台骨架用直径为100mm的钢管制作，斜撑用槽钢或角钢制作，操作平台高度6.5m为宜，其中下部高度与每节模板高度相适应。

长、宽根据空心薄壁墩平面尺寸确定。

钢筋定位器骨架制作，平面尺寸根据钢筋布置图确定，定位器用钢管卡扣制作，钢筋定位器保证钢筋骨架垂直及其位置的准确（见图4）。

4.1.4支、拆模板人工操作平台

模板到达施工现场试拼完成后，在模板上制作人工操作平台,按照安全施工的要求,在每节木板的上、下两端用角钢加工人工操作平台及防护护栏，以便在装拆模板时方便工人操作。

每排空心薄壁墩施工主要机具（表１）

每排空心薄壁墩施工主要机具览表表1

序号

机具名称

规格型号

数量

备注

１

塔吊

5013

1台

２

滚丝机

1台

可供4排墩使用

３

手动葫芦

5t

16台

４

砼拖地泵

1台

可供三排墩使用

５

泵管

满足施工需要

６

电焊机

4台

4.2测量放样

精确测量，定位墩身及钢筋的平面位置，测量承台顶面标高。

4.3承台施工及预埋墩身钢筋

在承台施工时，先加工好墩身钢筋，钢筋下料时注意钢筋接头要错开1m，钢筋外露端长度分别为3.5m~4.5m，钢筋外露端需用滚丝机滚好丝，用胶皮套套住防止生锈。

根据钢筋的平面位置安放、固定墩身预埋钢筋，预埋钢筋定位牢固，间距均匀、准确，同时保证预埋钢筋垂直。

塔吊基础与承台连接时，与承台混凝土一次性浇筑。

由于空心薄壁墩底节为变截面，壁内存在倒角，且底节6m墩身一次性浇筑，混凝土对内模的浮力较大，为防止浇筑底节墩身混凝土时内模上浮，在浇筑承台混凝土时，在承台顶面预埋空心薄壁墩内模锚固钢筋。

4.4墩身钢筋骨架连接及钢筋绑扎

墩身钢筋骨架连接前，先将钢筋机械连接操作平台安放在墩身的固定位置，在高3.5m处的第一层操作平台上对钢筋骨架进行机械连接，接长钢筋为9m。

两端滚丝，丝扣长度不少于9个丝，丝头长度偏差不超过±1mm，牙型饱满，不得有虚牙和断牙。

丝头应圆滑，并且丝头扣间无杂质。

在墩身预埋钢筋顶端安装直螺纹连接套，在同一截面内接头面积不超过50%。

钢筋连接套保护层厚度不小于15mm，用呆板手拧紧钢筋接头，拧紧力控制在不加长力臂的情况下，一人拧不动为止，外露不超过半丝长度，接头拧紧后做好标记。

在5m处的第二层操作平台上，通过定位器钢管卡扣对钢筋骨架进行定位，保证钢筋骨架垂直及其间距。

钢筋骨架连接完成后绑扎、焊接底节水平钢筋，经检验合格后进行下道工序模板安装。

4.5底节混凝土模板底部用水泥砂浆找平

为便于底节混凝土浇筑完成后拆除底节外侧模板，在底节模板安装前，用砂浆在模板四周浇筑一个约10cm宽，3~5cm高的平台，水泥砂浆顶在同一水平平面内，以保证模板底部不漏浆，模板顶面水平。

在底节模板拆除前，凿除水泥砂浆，以便底节模板有足够的空间自由下落、拆除。

4.6安装模板

先安装外模再安装内模，由于底节混凝土顶面标高较低，在地形条件允充的条件下可用吊车安装模板，调整模板时，在保证接缝及垂直度满足规范要求的同时，用水准仪或连通水管控制、调整模板顶面标高，确保模板顶面在同一水平内，由于是翻模施工，在高空中调整模板垂直度的难度较大，且费时费力，只有在保证底节模板顶面水平的条件下，才能有效保证在整个翻模施工过程中，接缝平整、紧密，墩身的垂直度符合施工的要求。

模板的垂直度通过模板四个角的坐标来控制，平面位置偏差控制在5mm以内。

由于内、外模板连接成了一个，截面较大，因此截面模量较大，在高空作业，不易用拉绳调整模板的垂直度，在高空调整模板垂直度时，宜采用垫高的方法调整模板的垂直度。

在墩身的底部为变截面段，内模受到浮力较大，在内模安装时，不仅要加强内部支撑，同时将内模与承台预埋锚固钢筋可靠连接，防止内部胀模及上浮。

模板安装完毕后，应对其平面位置、顶面高程，节点联接及纵横向连接进行检查，检查完毕后，再用柔性水泥把水平接缝封好，防止浇筑混凝土时漏浆，确保混凝土的外观质量。

4.7浇筑底节混凝土

混凝土由拌和站集中搅拌，混凝土混合料应拌和均匀，颜色一致，不得有离析和沁水现象。

罐车水平运输至施工现场，通过地泵输送管直接入仓浇筑，混凝土的供应必须保证输送泵能连续工作，泵送间歇时间不宜超过15min。

严格分层浇筑，分层厚度在30cm左右，并采用定人定部位进行振密操作，混凝土浇筑高度高于模板5mm。

为了保证混凝土的表面不产生温度收缩裂缝，尽可能在低温时浇筑，同时减缓浇筑速度，加强温度观测和混凝土的保温措施，拆模时应保证拆模时的气温和混凝土内部的温度差不超过25℃，混凝土浇筑完成后及时养生。

高空混凝土的养生工作比较困难，在塔吊上装上水箱蓄水，在模板的底部四周用镀锌管洒水，用土工布包裹养生，在养生过程中，保持混凝土表面湿润。

4.8施工缝处理

在模板安装前，对混凝土施工缝隙凿毛处理，模板边混凝土与模板顶面平齐，以保证混凝土施工缝线性美观。

新旧混凝土结合面用钢丝刷刷洗或凿毛，用水洗刷时混凝土强度须达到0.5MPa，凿毛时混凝土强度需达到2.5MPa，清除表面水泥浆，露出新鲜的混凝土，在浇筑新混凝土前用水湿润旧混凝土面。

4.9连接钢筋骨架及钢筋绑扎

骨架钢筋及施工机具通过塔吊垂直运输。

4.10模板拆除与安装

外模板应在混凝土抗压强度达到2.5MPa、保证其表面及棱角不致因拆模而损坏时方可拆除。

拆除底节模板时，先用手拉葫芦将底节（4.5m）外侧模板吊起，然后凿除模板底板砂浆，松掉模板连接螺丝及所有拉杆，当模板完全脱离墙身后，用塔吊分块吊起安装。

当混凝土强度达到10~15MPa后方可在混凝土上立模。

在外侧模安装完成后拆除内模，内模的拆除方法与外模相同，内模拆除后，通过内套丝螺杆及锚固螺杆拉紧、悬挂外侧模板，内模安装时，加强水平斜撑，见图5。

模板安装完成后，用全站仪检测模板的平面位置，检验模板垂直度是否符合要求，模板接缝是否平整紧密，用连通水管检测模板水平面是否水平，在模板安装、调整符合要求后，用柔性水泥把水平接缝封好，提升操作平台，浇筑墩身混凝土。

4.11浇筑混凝土

重复4.7的操作，浇筑4.5m墩身混凝土，同时及时养生。

重复4.9至4.11的操作直至顿顶。

在顶节混凝土施工时，准确预埋盖梁钢筋及盖梁承重结构预埋件。

图6空心薄壁墩施工工艺框图

5、质量检查程序与质量保证措施

⑴质量目标

以整个工程的质量目标为总目标，制定本分项工程的质量目标为合格率100%。

⑵质量检查程序

1生产班组设兼职质检员进行自检，使工序质量在班组的操作过程中进行控制。

2在工序交接时，实行交接检验，对上一工序的质量进行检查，如不合格下一班组可以拒绝接班。

同时工区技术员参加检验，及时处理各种问题。

3工区专职检查员，对各工序工程质量，隐蔽验收进行逐项检查、评定，合格后填写检查记录，报监理签认后方可进行下一道工序。

4内部监理对现场质量进行抽检，汇总质量情况，分析质量问题，报总工、项目经理和上级主管部门。

⑶施工阶段的质量保证体系

1加强人员质量意识教育，树立“百年大计，质量第一”的思想，贯彻“管生产必须管质量，谁施工谁负责质量，谁操作谁保证质量”的原则。

2建立项目经理负责制，总工程师直接分管质量并确保质量体系高效运行，建立健全各项施工管理，技术管理，质量管理制度，成立专门的质量检查和监督机构，设置专职质检工程师和质量管理人员。

3施工前进行技术交底，交待质量标准，杜绝盲目施工，无标准的施工的情况。

4技术人员、工长、班组长人员认真学习图纸，理解图纸的技术要求和各项规范、规程，技术标准。

对施工中发现的问题及时汇报，由相关部门处理。

5试验室由工程部门领导，配备满足需要的检测设备和人员。

6加强对原材料的检测，对各类原材料应按规格、尺寸、材料分类堆放，未经认可和不合格的材料、半成品禁止用于工程。

7在施工过程中坚持质量检查制度，分项工程质量评定在自检、复检的基础上，由该分项技术负责人会同专职质检人员进行检查和核对，并填写质量检验评定表，然后请监理工程师验收，复查并签认。

8认真做好原始记录，为施工检查和竣工验收打好基础，各分项工程完工后，应立即进行质量评定。

9建立质量管理基金，根据施工质量和工作质量进行评定，奖优罚劣，促进工程质量的提高。

10质量检查标准以设计图要求，技术规范规定，质量评定标准和其它规范为准。

11对于出现质量问题，认真按照“三不放过”的原则进行处理，即质量问题原因不查清楚不放过，没有整改合格不放过，相关人员未受到教育不放过。

6、安全措施

⑴安全管理体系

建立以项目经理为首的安全管理组织制定规章制度，遵守操作规程，形成安全管理体系。

⑵安全措施

钢筋焊接时，焊工必须戴防护镜或遮挡板。

钢筋安装工人在安装竖向钢筋时应当配备安全带，防止跌落。

所有钢筋的截断与弯折必须使用监理工程师批准的设备完成。

在施工期间，现场常设一名技术人员，该技术人员应具有做安全工作的资格，且熟悉所施工的工作类型。

在施工现场周围配备、架立并维护一切必要而合适的标志牌，为工人和公众提供安全和方便。

机械在危险地段作业时，必须设明显的安全警告标志，并应设专人站在操作人员能看清的地方指挥，驾机人员只能接受指挥人员发出的规定信号。

汽车吊工作时，必须由起重工专人指挥。

所有施工人员进入现场必须戴好安全帽，严禁穿拖鞋施工。

现场接电必须为专门的电工操作，严禁非电工操作。

电线架设必须合理，不得杂乱交错布置。

电工必须遵循电工操作规程作业。

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