变截面圆形空心高墩爬模课件.ppt

1、中铁一局集团第五工程有限公司l赣龙铁路16标是赣龙铁路福建段的重点控制标段，标段全长11.1km，设计为级单线内燃(预留电化条件)铁路。标段所处区段受接轨地高程限制，线路高置，工程项目主要以桥梁工程为主，尤其是高墩、大跨桥是本标段施工的重点和难点。桥位处地形起伏跌荡，相对高差较大，墩高悬殊。三座桥主跨墩高均在70m以上，最高墩松头江特大桥5#墩墩高97.7m，为赣龙铁路第一高墩，其余两座桥也均有90m以上高墩。三座桥的主跨桥式分别为（60+2100+60）m和（60+100+60）m悬臂灌筑预应力连续箱梁、556m移动支架拼架法预应力简支箱梁，是赣龙铁路五座重点控制桥梁工程中的三座完完 工工

2、后后 的的 松松 头头 江江 特特 大大 桥桥 主主 跨跨完完 工工 后后 的的 芋芋 子子 英英 特特 大大 桥桥 主主 跨跨l2.1高墩设计情况本标段三座桥梁高墩的设计情况见下表。附图为采用爬模正在施工中的松头江特大桥。l2.2方案比选根据项目的特点结合我公司在高耸结构施工中已有的成熟经验，在确定施工方案时，对以下三种方案进行了比选：方案1：爬模施工。爬模是利用已浇筑的混凝土墩身作为支撑主体，依靠模板提升爬架，依靠爬架提升模板。它集工作平台、支架、模板于一身，无需提升设备，无需为施工模板搭设平台，依靠自身动力交替垂直或斜向爬升。该法又分为内爬式和外爬式两种：(1)内爬式爬升机构由液压千斤顶

3、、顶杆、提升架及套管组成。通过设置在墩内的千斤顶沿顶杆爬升时，带动提升架提升工作平台和套管。顶杆下端支承在基础顶面，由拉筋来调整和固定模板间距。其特点是需要设置专用的顶杆，且无法回收利用，结构较为复杂。l(2)外爬式由爬升架、滑道、提升桁架、模板、扒杆及液压千斤顶组成。千斤顶设置在爬模模板顶，提升时带动工作平台和爬升架提升。其特点是具有快捷、轻便、操作简单的特点。l方案2：滑模施工。滑模施工是借助液压千斤顶在支撑杆上按既定的速度爬行，模板下部的混凝土滑出随即抹光，在滑空的模板内再分层绑扎钢筋、灌筑混凝土，提升，然后再循环，直至设计标高。但滑模结构复杂，设备投入量大，混凝土质量难以控制，易出现表

4、面龟裂纹。l方案3：翻模施工。翻模由滑模演变而来，它由3节大块组合模板、支架和内外工作平台组成。随着节段混凝土的浇筑，早期翻模采用液压千斤顶为动力提升平台带动支架，目前多采用塔式起重机使模板不断翻升直至墩顶。通过对以上三种方案进行对比，考虑到本标段三座桥梁共有13个50m以上的空心高墩，结合现场实际、工期及安全方面因素，经论证优选，决定采用外爬式爬模施工工艺。主要基于以下几点考虑(1)13个高墩总高度达979.6m，采用一套模板，可以提高模板的周转次数，而且避免了大模板实现可调而造成的技术难度和制造难度，节约了模板系统的制造成本。(2)结合梁部施工的提升问题统筹考虑，依靠爬架的提升系统解决了梁

5、部施工中的提升问题，避免了大型起重设备如塔吊、缆索吊的投入，从而节约了工程成本。l爬模主要由以下五个部分组成（如图）。l3.1爬升架l它具有承重和滑升作用，是特殊设计的稳定构架。每组爬架有6对钢夹头，每对钢夹头都带有安全钢销（安全装置），在提升过程采用人工限位，装在钢夹头上，可垂直滑动，卡在滑道工字钢腹板上起着限位导向的作用，爬升架提升采用yCD23/200型提升千斤顶，带安全装置。l3.2滑道l滑道采用I320工字钢与大块模板焊接为整体，不须预埋螺栓。l爬升架与滑道之间采用销接，配有特殊的钢夹头在爬升架支点处与钢滑道连接，有足够的稳定支点和长度。3.3提升桁架提升桁架为N型万能杆件拼装成的“

6、井”字形，爬升架的斜爬升通过调整提升桁架下的楔形块来实现（17、18杆件）。l3.4模板l3.4.1外模l外模采用大块钢模板，每节高4.0m，按照墩径大小不同共39节，每节按照卷扬机的起重能力设计为1216块钢模板，模板为框构结构，具有足够的强度、钢度和稳定性，并且满足桥墩外形尺寸的要求，单块宜整体组合或装配组合。相邻模板间，上下节钢模间均用栓接，配有定位销。l3.4.2内模l内模采用翻模，每节高度2m，每个墩设3组，随墩身的逐节上升按照4m级数向上翻动。内模的安装与拆除通过墩内设置的可调式工作盘实现，工作盘悬挂在爬架上，可随爬架上升，亦可自行调节位置，方便墩内及墩上作业。l内模采用KS205

7、0双曲可调钢模，四块或五块模板利用KH2520或2530可调珩架组合成一个模板单元，单元内模板之间采用螺栓连接；墩身收 坡 通 过 在 模 板 单 元 之 间 设 置 变 角 可 调KB2020尖板实现，单元之间珩架的连接采用特制可收缩连接件，形成上小下大的变截面。每次立模高度4米，与外模同步。l内模系统的模板及支撑件均经过结构检算，对结构薄弱部位均进行加强加固处理。l3.5扒杆l为解决墩身中各种施工材料和小型机具的提升问题，每个爬升桁架上设2副吊重为2.5t的起重扒杆。扒杆上使用的钢丝绳选用不旋转钢丝绳，以免在起吊长大杆件时，由于钢丝绳的旋转，碰坏墩身或模板，造成安全事故。l3.6内工作盘l

8、为了解决施工中内模安装及拆除，钢筋等材料的堆放，操作人员的站立，激光准直仪光靶的安装等问题，通过对以往此类问题的对比研究，设计了可升降式内工作盘。内工作盘采用100mm钢管制造，上铺6cm木脚手版，中间预留激光准直仪光靶安装孔。为适应墩身直径随高度而减小的问题，工作盘采用可伸缩结构，通过大钢管套小钢管实现，工作盘采用倒链悬挂于设在爬架上的牛腿之上，上下升降自由。l3.7爬模的加工制作l爬架、滑道、大块模板及滑升桁架的非标杆件加工全部在工厂进行。为了确保加工质量，除有加工精度要求外，出厂前应在厂内整体分阶段试拼，上下节互拼。待检查合格后再解体节段大块模板运往现场组装。制作的关键是拼装的位置要准确

9、和拼节部件的互换性。l3.8施工辅助设备l3.8.1施工电梯l对于高度大于50m的桥墩，为解决作业人员上下问题，配置专用载人电梯。电梯采用江汉建筑机械厂生产的SCD100型单笼电梯。电梯的使用方便了作业人员上下墩，减轻了作业工人的劳动强度，大大降低了因上下墩爬梯而可能出现的安全隐患。l3.8.2施工供电l三座桥分别设400KVA变压器各一台，供各桥施工用电，包括混凝土拌合站及各墩台施工用电。全桥设贯通线，分别在各墩位处下线，上墩电缆在施工电梯塔架内布设。爬架上设用电集中控制箱，墩上用电进行统一管理，墩上所使用的每台电器设备必须安装漏电保护器，以保证施工安全。3.8.3供水系统在桥一端山上设一水

10、池，供全桥施工及混凝土拌合使用。上墩水管随电梯塔架架设，提供墩上工作面冲洗、养护及其他施工用水。l3.8.4避雷设施l由于地处高雷区，又是高空作业，避雷问题尤显重要。施工中，在每侧爬架顶设置避雷针并与墩身钢筋相连，通过墩身钢筋下端引出接地。墩身的防雷击等级参考有关高耸结构物的规定，其接地电阻不大于3欧。但是当遇有雷雨天气时，施工人员必须从墩上撤离。室采用爬模施工的松头江特大桥空心高墩室采用爬模施工的松头江特大桥空心高墩4.爬模施工工艺流程4.1爬升架安装流程：清 理 杂 物检查模板与提升设备安装与调整爬架位置固定爬架钢夹头螺栓安装与调整提升桁架安装与调整提升机具检 查 验 收投 入 使 用灌筑

11、第一节墩身混凝土 （4m） 4.2大模板提升流程l5.1.1大循环安排l根据三座桥的具体情况，把三座桥13个空心墩的施工纳入一个大的循环进行安排，排出每一组大模板的循环路线，现场组织中严格按照循环线路进行模板的调度，并随时根据现场实际情况对模板的循环线路进行调整，保证模板循环流畅。l模板的周转及调配由专人负责，并成立模板运输组，配备专人及专用机械设备，保证了模板调配的正常进行。4#墩5#墩 6#墩 7#墩9#墩 10#墩 11#墩 12#墩 13#墩4#墩 5#墩 6#墩 7#墩松头江特大桥芋子英特大桥森坑1#大桥40:1模板使用计划安排8 7 6 5 4 3 2 1 32 31 30 29

12、28 27 26 25 24 23 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 13 11 12 14 15 21 18 17 16 20 19 23 9 24 14 15 21 18 17 16 20 19 25 24 23 27 26 25 24 23 27 26 35 34 333628 26 25 27 34 31 29 30 32 3335 3637393820 18 19 21 23 24 27 25 26 32 29 28 30 31 35 3334 15 9 6 5 7 8 12 10 11 13 14 20

13、 16 17 18 19 24 21 23 25 15 9 12 10 11 13 14 20 16 17 18 19 24 21 23 383634 3332 35 3727 28 31 30 29 20 21 23 24 32 27 25 26 30 28 29 31 34 3335 3621 10 9 11 12 13 17 16 14 15 20 19 18 25 24 23 27 26 28 31 29 30 14 11 10 12 13 21 18 16 15 17 20 19 26 24 23 25 28 29 27 31 30 32 27 30 28 29 31 35 34 3

14、33638373940:1 高 墩 简 图02年12月5日12月12日12月19日12月26日03年1月2日1月9日1月16日1月30日1月23日2月20日2月27日2月13日2月6日4月3日3月27日3月13日3月20日3月6日4月17日4月10日5月29日5月8日5月22日5月15日5月1日4月24日6月12日6月19日6月5日二 O O三 年O 二 年单位：m赣龙铁路16标40：1高墩模板使用安排图7.268.910.610.6513.313.28.496.97.811.611.6276.45.88.859.95.38.428.4639.929.873.56.28.212.412.468

15、4.513.2413.28.494.58.0785.5529.449.46775.28759.592.57111.611.4811.448.0711.746月26日22222222222222222228 29 30 5.1.2小循环安排施工前根据工序分析计算出完成一个单循环作业所需要的时间，并排出单循环的网络图。施工中指定专人进行现场写真，不断优化循环网络，使单循环的时间从开始时的10天提高到3天一个循环。详见下图。125789106433h6h砼养护8h2h3h钢筋安装5h测量中线2h砼浇注12h内模安装6h5h提升爬架外模安装模板检查.调整预买埋件安装爬架下层模板拆除l施工前制定切实可行

16、，周密细致的爬模施工操作工艺和安全技术措施，层层交底，落实到施工班组和具体操作人员。施工中严格劳动力组织，实行专业班组定岗定人操作。l根据各桥的具体情况安排施工班组，每班45人，分4个小组，其中：外模组10人，内模组8人，钢筋组12人，砼组15人。每组设指挥一人，值班电工1人，技术值班1人，负责爬升过程中协调指挥和安全技术方面的指导。5.1.3工序劳动力组织l高墩施工，测量定位较为复杂，为此设立了专测小组并指定专人负责，以保证测控结果正确。每组模板安装前后,均须用激光准直仪投出墩中心点至墩施工顶面,施工人员据此进行模板安装和检查调整。每施工两组均要用全站仪对激光准直仪的投点进行复核，以确保墩身

17、结构尺寸准确无误。l为了加快高墩的施工进度，针对空心高墩设计中钢筋数量大，接头多的具体情况，施工前对钢筋接头施工进行专门研究，初步选择了两种接头施工方式，即电渣焊和CBR剥肋滚轧直螺纹连接技术。通过现场对照，虽然两种方式都能达到设计及使用要求，但电渣焊速度慢、工作面污染严重，而CBR连接技术多数工作在地面加工完成，高空连接工作量小、操作简单，工作速度快，满足了现场快速施工的要求。 CABR 剥剥 肋肋 滚滚 轧轧 直直 螺螺 纹纹 连连 接接 技技 术术l5.45.4模板施工模板施工 模板施工过程中，每个拼墩使用相应位置(尺寸)的模板。墩身调节段模板采用自行加工的模板施工，调节段以上第一节模板

18、采用16t吊车组拼，待第一节模板内混凝土强度达到一定强度后安装爬架，滑升桁架和扒杆等起重机具，然后利用爬架提升扒杆安装第二节模板。以后每完成一节墩身混凝土，爬架爬升一次，直至墩身施工完毕。内模也采用同样的施工方法，第一组内模采用吊车吊装，墩身爬架提升扒杆安装好后利用扒杆安装。模板施工模板施工外外 模模 吊吊 装装内内 模模 安安 装装l5.4.1砼采用泵送砼施工技术。根据桥墩高 度 选 用 三 依 公 司 生 产 的 S A N Y 牌HBT50c泵，其主要技术参数见下表，泵管选用内径125mm的配套泵管，泵管沿墩身通风孔固定爬高。H HB BT T5 50 0c c 混混凝凝土土泵泵技技术术

19、指指标标 混凝土泵 单位 HBT50C 电机/发动机功率 Kw 75 理论砼输送压力 mpa 13/7.8 理论砼输送量 M3/h 37/60.2 主油泵额定工作压力 mpa 32 理论最大输送距离 m 水平600/垂直180m 最大骨料尺寸 mm 40 输送缸直径*最大行程 mm 1951400 料斗容积上料高度 m3/mm 0.61365 液压油箱容积 L 560 l为克服温度变化引起墩身开裂，施工中需采用早强、高效减水剂等综合效果，随不同气候条件调整水泥用量和混凝土配合比，并加强混凝土养护降温保湿工作。墩身施工采用泵送方式入模，对粗、细骨料的质量及砼的塌落度的控制是施工中应注意的问题。特

20、别是细骨料的问题，应严格按照泵送砼对细骨料的要求执行，即0.315mm以下的颗粒含量不小于15%。l由于部分桥墩施工时室外的温度高达3639，所以怎样保证混凝土的顺利泵送入模，最大程度降低入模温度也是值得注意的问题。在这几座桥高墩的施工中，采取了一些措施，较好的解决这个问题。首先在拌和站搭设凉栅，不让太阳直射到大堆料，这样可降低大堆料温度35，对粗骨料冲水降温可降低粗骨料温度68，对泵管环绕打有小孔的塑料管，外包麻袋，塑料管内通水以降低泵管温度。通过试验在夏季白天使用这种措施可降低入模温度35。通过以上措施，入模温度控制在25C0以内，保证了混凝土顺利泵送，不发生堵管，降低了入模温度，较大程度

21、降低了出现温度裂缝的几率。l高墩混凝土的养护由于难度较大，而不被重视。本次施工中使用了两种养护方式。第一是在拆外模后喷液体养护剂养护。二是在墩内吊一环墩钢管，钢管向墩侧打孔，钢管连接到高压水池，定时开关闸阀进行养护，养护水管可随爬架的提升而升高。通过现场使用，效果较好。爬模工艺属无支架施工工艺，它保留了滑模自身不用脚手架的优点，不象滑模那样必须连续作业，需要大型专用起重设备等特点，从而使施工更安全，墩身线形控制更加容易。采用大块模板技术可使混凝土结构尺寸精确、表面光滑，施工高度不受限制，专用设备少等优点。5.5.1利用爬模施工加快了施工进度,在施工中最快一个循环只需40小时,由于混凝土等强等原

22、因,一般一个循环为23天。一个90米高墩,墩身施工最长需60多天,是高墩快速施工的一种理想方法。5.6.1利用爬模施工加快了施工进度,在施工中最快一个循环只需40小时,由于混凝土等强等原因,一般一个循环为23天。一个90米高墩,墩身施工最长需60多天,是高墩快速施工的一种理想方法。5.6.2利用爬模施工节省周转材料,节省人工工时。爬模施工只需用万能杆件组拼桁架,每套需要万能杆件9.8吨;爬升架滑道及其一些配件需厂家加工,需加工件共11.5吨,爬架爬模可循环使用。5.6.3爬模施工缝较少,混凝土外观质量好。如果采用滑模施工，混凝土的外观质量难以达到爬模的效果。在山区施工，难免会出现停电、机械故障

23、等引起的停工，这是滑模施工的一致命弱点，但对爬模施工的影响则没有那么大。这种爬模施工技术通过在本标段三座桥13个空心高墩施工中的应用，已初步形成一套快速进行高墩施工的方法。相信这种施工方法及控制工艺在以后的高墩施工中将得到更广泛的推广及应用。通过本项目高墩工程的施工，在以后同类结构的施工中应充分考虑以下问题：本项目采用双爬架、四扒杆结构的结构形式，主要是考虑墩身高度大，墩径大，而扒杆的起吊和覆盖范围有限。如果采取单爬架结合塔式起重结构，同时兼顾布料要求，将会使爬模的结构更加简单，操作更加容易，施工更加便捷。本项目高墩施工中，针对工作人员上下墩问题采用了单笼有对重的施工电梯，13个墩共投入了6套电梯，仅租赁费一项每月就达近10万元。如果能开发出与爬架为一体的载人结构，将会使施工成本大大降低。对于高墩较少的情况，可设计开发可调径式模板，一个墩只需两套模板，上下倒用，直至墩顶，模板的分节高度在不影响墩身观感的情况下可尽量小一些，这样可以节约成本。敬请各位领导、专家提出批评和意见谢谢！