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淺析簡支箱梁滑模施工工藝

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淺析簡支箱梁滑模施工工藝

【摘要】結合成都地鐵5號線高架段施工項目的實際情況,以簡支箱梁為基本對象,圍繞其滑模施工工藝展開探討,并針對該工藝的優(yōu)勢及存在的局限性進行分析,最后就其施工效益進行總結,為施工作業(yè)提供合理的指導。

【關鍵詞】鐵路橋梁;簡支箱梁;滑模工藝;滑移小車

高速鐵路橋梁是現代交通基礎建設領域的重點內容,橋梁上部結構將對全橋工期、質量帶來影響,以滑模施工的方式高效完成上部結構施工,可縮短整體工期,機械設備及人員的投入也將減少,具有優(yōu)良的效益性。

1工程概況

成都地鐵5號線高架段北起香城大道,南至新建天龍大道。本段區(qū)間孔跨布置為9孔30m簡支梁+1聯(lián)(30+30+30+29.9)m連續(xù)梁。梁部均為現澆梁,梁體為單箱雙室斜腹板箱型截面,梁頂寬10.2m,底寬5.0m,梁高1.8m;橋墩為花瓶式板式橋墩,連續(xù)梁大里程側邊跨接華桂路站邊墩牛腿?;谥Ъ芊ㄍ瓿筛鳜F澆梁的施工作業(yè),并搭建鋼管柱支撐體系。

2工藝原理

本項目中滑模施工是重要環(huán)節(jié),以滑模設備為基本支持,全斷面一次澆筑,依次完成各跨的施工作業(yè)。滑模施工的特點在于節(jié)省人力與設備的投入,解決了傳統(tǒng)方式下對吊裝設備需求量大的問題,基于滑移的方式靈活轉移外模,使其精準到達各待施工箱梁處,現場搭設現澆梁支架,于該處完成施工作業(yè),如模板安裝、混凝土澆筑等,按照相同的工藝持續(xù)向前推進[1]。

3簡支梁澆筑

滑模施工的特點在于一次性澆筑,混凝土運輸至現場后要經過質量檢驗,要求各批次的混凝土性能都要滿足設計要求,否則不可投入使用。為滿足一次性澆筑完成的要求,正式施工前的準備工作必須落實到位,合理調度各類工程設備(運輸車、泵車等),安排施工人員,分別負責澆筑、振搗等環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。模板必須足夠潔凈,且在施工前要經過灑水處理,保持相對濕潤的狀態(tài)。以現場澆筑需求為準,配備多臺輸送泵車,將拌制所得的混凝土轉移到施工現場。首先從第一段底板處開始澆筑,逐步向第二段底板推進,結束之后再次回至第一段,從而完成該處肋板的澆筑,此方式可增強底板混凝土的凝結力?;炷翝仓募毠?jié)要把控到位,嚴格控制下料沖擊力,以免因用力過猛而出現沖擊構件的情況(鋼筋損傷等)。結束第二段腹板澆筑后,再回至第一段,完成該處的頂板澆筑作業(yè)。按上述流程有序施工,完成各處澆筑。底板施工過程中使用到插入式振搗棒,以實際澆筑為準,當到達腹板處時,啟動附著式振動器,正常情況下,該設備持續(xù)振動10~20s,在其作用下提高混凝土密實性,若漿面不再下沉且出現返漿時表明已經振搗到位。振搗作業(yè)時,除了做好本層的振搗作業(yè)外,還應保證振動棒進入下層的深度達到5cm~10cm,目的在于改善相鄰兩層的結合效果,使其具有足夠的嚴密性。振搗作業(yè)的關鍵在于速度、深度和密度,三項指標都要得到合理的控制,遵循快插慢拔的原則,避免過振、漏振。通常情況下,振動持續(xù)時間約30s,但要根據實際情況靈活調整。倒角、鋼筋密集處等區(qū)域較為特殊,既要確保該處振搗到位,又不可對鋼筋等構件造成影響。

4滑模施工過程

4.1降模

首孔梁施工中,應注重外側模板的安裝,使用雙拼[16槽鋼,將其作為移動軌道(橫、縱向)并合理鋪設,完成對現澆梁的初張拉作業(yè)后,將滑移小車置于橫向軌道上,事先設置在支腿處的鋼楔塊要被完整的拆除,此時梁外側模板將會發(fā)生運動,準確落入滑移小車上。關于具體工藝圖,見圖1。

4.2橫向外移

滑移小車發(fā)生運動,經過一段距離的橫向運動后到達指定區(qū)域,現場配備4個規(guī)格一致的千斤頂,在其作用下頂起模板,從而將該處的滑模小車移出,并進入到縱移環(huán)節(jié)。

4.3縱向移動至下一孔梁

調整滑模小車的姿態(tài),準確轉90°后再將其設置在縱向軌道上,到位后卸壓千斤頂,此時模板則會精準下落并到達小車上,整體沿著縱向軌道發(fā)生移動。

4.4橫向內移

經過縱向移動后,小車將連同模板到達下一孔梁,依然采取與上述相類似的操作,即在千斤頂的共同作用下頂起模板,并順利將該處的滑模小車抽出。在此基礎上鋪橫向軌道,調整小車姿態(tài),使其轉90°后確保其精確就位,卸壓千斤頂,此時模板將會發(fā)生滑落并精確到達滑模小車,又繼續(xù)進入到模板移動環(huán)節(jié)。

4.5移至指定位置

小車橫移到位后,再使用千斤頂頂起,此處需注意的是,必須在模板支腿處設置[16槽鋼,為滿足穩(wěn)定性要求,應增設鋼楔塊以實現固定,再將千斤頂卸壓。

5優(yōu)劣勢及效益分析

5.1優(yōu)劣勢

5.1.1優(yōu)勢⑴不受場地限制。本次施工省去了吊車吊裝作業(yè),能夠快速地完成外模板安裝與拆除,模板滑移效率高,在多種場景中都具有適用性,解決了場地限制性問題,且各項作業(yè)都發(fā)生于支架上,高效且安全。⑵高效且安全?;J┕に婕暗降牧鞒梯^少,各項操作的難度較低,現澆梁外側模的作業(yè)工序主要有降模、移動與升模,經過簡單的流程即可實現模板的滑移。所用的滑移小車具有輕便化的特點,對軌道未提出特定的要求,[16槽鋼即可。此外,以往吊裝時因碰撞而發(fā)生模板變形等一系列問題都得到了有效的解決,高空吊裝安全。⑶效率高?;J┕o需得到大量人力的支持,僅需4人操作即可,各孔現澆梁的施工效率高,1天內即可完成拆除作業(yè)并轉移到后續(xù)待施工區(qū)域。操作人員無需投入大量精力,僅需操作滑移小車,如轉向、鋪設軌道,總體來說難度較小。⑷經濟效果顯著。滑模施工的關鍵在于滑移小車,其采購成本僅為240元/臺,后續(xù)幾乎不需要投入任何維護成本?;诨J┕さ姆绞剑梢詣?chuàng)造更高的模板周轉效率,較常規(guī)方式施工成本偏低,經濟效益良好。⑸適應性強?;J┕さ耐黄浦幵谟诟淖兞四0逯苻D方式,即不再采取吊裝的方式,在滑移小車的輔助下可高效施工,除了在支架現澆梁中具有較好的應用效果外,如涵洞等施工中也完全適用。

5.1.2劣勢⑴配合程度偏高?;剖┕に枞藛T雖然僅為4人,但必須具有高度同步性,否則將會對滑移效果造成不良影響。各滑移小車的高程不可存在偏差,否則易出現模板傾倒現象,不利于安全施工作業(yè)。⑵對移動坡度要求較高。根據本段的實際情況,縱坡坡比較為特殊,是施工中的阻礙因素,最大值為30‰,由于作業(yè)區(qū)域高差較大,因此滑移作業(yè)時必須配套牽引及剎車裝置,要求其工作精度較高,否則會出現模板脫軌等事故。

5.2效益分析

5.2.1工期對比⑴滑模施工。此方面的分析以單孔梁為例,采取的是線路兩側同步推進的方式,共安排8人,均勻分配至兩側。在正常情況下,降模、移動以及后續(xù)安裝三個環(huán)節(jié)可緊密銜接,只需1天即可完成。⑵吊裝作業(yè)。若選擇的是傳統(tǒng)吊裝方法,必須得到吊車設備的支持,為滿足施工要求應配備2臺班,人員總量為6人。與之相比較,滑模施工中人員的投入較少,以相同條件下的單片梁施工為例,本文所提出的方式節(jié)省工期約1天,根據工程總體作業(yè)情況,共有34孔現澆梁,初步估計共計可節(jié)省34天。

5.2.2效益對比⑴滑模施工??紤]的是單孔梁施工作業(yè),根據現階段的市場情況,人工費每人每天200元,單日共計1600元;設備方面,共使用到30臺滑模小車,每臺均為240元,此方面的總成本為7200元。結合本項目的施工規(guī)模,共涉及到34片梁,利用上述成本折算后得知每片的設備成本為212元,加上人工成本共計1812元。⑵吊裝作業(yè)。臺班費4500元,每片需持續(xù)2天的施工作業(yè),此方面成本為9000元;再考慮人工成本,單日施工為3人,此方面共計費用為1200元??梢缘弥瑔纹旱氖┕た偝杀緸?0200元。綜合對比滑模施工所需的成本情況,完成34片梁施工可節(jié)省的總成本高達285192元。

6結束語

滑模施工是現階段簡支箱梁建設領域的新型技術,大量工程實踐表明,其在施工安全性、效率、質量、成本等方面都更為良好,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的吊裝施工方法。此外,滑模施工的適應能力強,可在涵洞等工程中得到有效應用。因此,綜合多方面因素來看,滑模施工值得被推廣至類似工程中。

【參考文獻】

[1]王鈞.大跨度砼箱梁滑模施工技術[J].土木建筑與環(huán)境工程,2012,34(S1):44-45.

作者:王和平 單位:中鐵建設集團有限公司