高墩輥模施工工法

1、橋梁高墩柱輥模施工工法1 前言山區(qū)高速公路和鐵路橋梁多為大跨、高墩，施工工期緊、質(zhì)量要求高、安全保障難。為了加快高墩施工進(jìn)度、提高施工質(zhì)量和改善高空安全作業(yè)條件，我公司在結(jié)合高墩翻模和滑模施工技術(shù)各自優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，依托貴州凱里至羊甲高速公路排牙大橋高墩施工，對(duì)其進(jìn)行研究、改進(jìn)、創(chuàng)新形成了施工速度快、混凝土外觀質(zhì)量好、安全性高的輥模施工新技術(shù)。隨后應(yīng)用于貴州省凱羊高速公路臺(tái)辰特大橋、余凱高速公路魚(yú)洞號(hào)大橋、沿德高速公路麻嶺特大橋等工程，且都取得了較好的效果，通過(guò)對(duì)該技術(shù)及其應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，形成了“橋梁高墩柱輥模施工工法”。橋梁高墩輥模施工技術(shù)研究于2014年通過(guò)中國(guó)公路建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)科技成果鑒定

2、，認(rèn)定總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并獲得“公路工程科技創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)”、“2014年度全國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)科技創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)”，高墩輥模施工裝置獲得“2014年度全國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)科技示范產(chǎn)品”。同時(shí)，“橋梁高墩柱輥模施工工法”獲評(píng)2014年度公路工程工法，并被評(píng)為優(yōu)秀公路工程工法。該工法目前已在貴州、廣西、重慶、河南等多個(gè)省市進(jìn)行推廣應(yīng)用。2 工法特點(diǎn)2.1 可連續(xù)施工，施工速度快，每天施工墩柱高46m。2.2 混凝土工程質(zhì)量好。2.3施工作業(yè)條件好、安全性高。2.4 在施工過(guò)程如遇外界天氣等因素干擾，可隨時(shí)停止施工，也可隨時(shí)恢復(fù)施工。2.5在高寒地區(qū)或冬季施工，加設(shè)保溫措施極為方便。2.6 施工簡(jiǎn)便、

3、占用資源少、節(jié)能環(huán)保。3 適用范圍3.1 本工法適用于各類(lèi)公路、鐵路及市政橋梁等截面高墩施工。3.2本工法尤其適應(yīng)地形復(fù)雜、施工場(chǎng)地狹窄、大型設(shè)備難以進(jìn)場(chǎng)和工期短的山區(qū)橋梁等截面高墩施工。4 工藝原理本工法的工藝原理是采用輥、翻結(jié)合，輥模裝置包括提升系統(tǒng)、外框架、內(nèi)襯模及輔助工作平臺(tái)，其中輥是工藝核心，在支撐內(nèi)襯模的同時(shí)兼作外框架的行走輪。伴隨混凝土的澆筑，外框架間歇上升，內(nèi)襯模保持靜止且不擾動(dòng)混凝土，待混凝土滿足拆模條件后，工人在輔助平臺(tái)上將內(nèi)襯模按翻模工藝循環(huán)施工。圖4-1 輥模施工裝置示意圖5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 工藝流程（適用于等截面和橫隔板方墩）圖5-1 輥模施工工藝流程圖

4、 5.2 操作要點(diǎn)（適用于等截面無(wú)倒角和橫隔板方墩）預(yù)埋支撐立柱和墩柱主筋（1）承臺(tái)混凝土澆筑前，進(jìn)行測(cè)量放樣，在承臺(tái)內(nèi)精確預(yù)埋提升系統(tǒng)支撐立柱并加固，確?；炷翝仓^(guò)程中立柱位置準(zhǔn)確。（2）預(yù)埋立柱位置參照墩柱鋼筋位置提前綜合考慮，避免主筋安裝與提升千斤頂相互干擾。（3）測(cè)量放樣，按設(shè)計(jì)圖紙要求精確施工墩柱預(yù)埋主筋。5.2.2 測(cè)量放樣及定位放出墩柱外邊線并標(biāo)識(shí)，作為輥模外框架安放的控制線。5.2.3 安裝墩柱鋼筋（1）綜合考慮鋼筋接頭與骨架的穩(wěn)定，每層墩柱主筋下料長(zhǎng)度宜為4.5m或6m。（2）第一模主筋安裝完成后，安裝箍筋，安裝高度為1.3m左右，以不影響千斤頂位置為依據(jù)。5.2.4 安裝

5、輥模（1）輥模由廠家統(tǒng)一定制，外框架精度應(yīng)控制在±5mm以內(nèi)。（2）根據(jù)測(cè)量放樣定位成果，安裝外框架（高度1m）。四個(gè)外框架由高強(qiáng)螺栓連接。（3）安裝液壓系統(tǒng)。（4）安裝上框架。（5）安裝第一層內(nèi)襯模板（高度1.2m）。（6）輥模調(diào)平。（7）輥模系統(tǒng)安裝前，用砂漿對(duì)承臺(tái)頂面進(jìn)行找平，輥模系統(tǒng)安裝完成后，通過(guò)液壓裝置對(duì)輥模頂面進(jìn)行調(diào)平，調(diào)平后用砂漿在輥模底面找平。 第一次混凝土澆筑（1）第一次澆筑0.9m，作為整個(gè)框架系統(tǒng)支撐，預(yù)留0.1m進(jìn)行第二級(jí)模板安裝。（2）混凝土澆筑完成后應(yīng)進(jìn)行鑿毛，并對(duì)墩柱進(jìn)行復(fù)測(cè)。（3）安裝垂直度控制裝置。5.2.6 第一次提升外框架（1）第一次提升行程為

6、70cm，提升應(yīng)在混凝土澆筑完成12小時(shí)后進(jìn)行。（2）千斤頂提升過(guò)程中應(yīng)觀測(cè)千斤頂夾具與支撐立柱是否有松動(dòng)和滑移現(xiàn)象，須保持所有千斤頂同步提升。（3）千斤頂提升過(guò)程中應(yīng)觀察壓力表壓力值是否在范圍內(nèi)，如果超過(guò)規(guī)定值應(yīng)立即停止提升并檢查液壓系統(tǒng)和模架系統(tǒng)，在問(wèn)題解決后方可進(jìn)行繼續(xù)提升，必須確保所有壓力表壓力值處于規(guī)定范圍之內(nèi)。（4）輥模提升0.7m后再進(jìn)行調(diào)平，檢查輥輪與內(nèi)襯模之間是否有混凝土渣或水泥漿，如有應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清除。 安裝第二層內(nèi)襯模板（1）第二層內(nèi)襯模板與第一層內(nèi)襯模板采用陰陽(yáng)鎖扣連接（循環(huán)重復(fù)使用）。（2）在內(nèi)襯模板四角用角鋼條（特制）連接鎖固。5.2.8 第二次混凝土澆筑（1）從第二

7、次混凝土澆筑開(kāi)始進(jìn)行連續(xù)施工。（2）第二次混凝土澆筑高度30cm。5.2.9 第二次外框架提升（1）提升高度15cm。（2）提升后立即進(jìn)行箍筋綁扎，盡量縮短鋼筋安裝時(shí)間。5.2.10 第三次澆筑混凝土鋼筋綁扎完成后立即進(jìn)行第三次混凝土澆筑，澆筑高度為30cm。1 第三次外框架提升（1）提升高度為30cm。（2）提升后立即進(jìn)行鋼筋綁扎，盡量縮短鋼筋安裝時(shí)間。5.2.12 第四次澆筑混凝土鋼筋綁扎完成后立即進(jìn)行第4次混凝土澆筑，澆筑高度為30cm。3 第四次外框架提升（1）提升高度為30cm。（2）提升完成后，應(yīng)安排專人拆除、清理第一層內(nèi)襯模板并翻升至操作平臺(tái)上。（3）提升后立即進(jìn)行鋼筋綁扎，盡量

8、縮短鋼筋安裝時(shí)間。（4）鋼筋綁扎完成后立即安裝第三層內(nèi)襯模板，盡量縮短內(nèi)襯模板安裝時(shí)間。（5）模板安裝完成后，進(jìn)行第5次混凝土澆筑，澆筑高度為30cm。（6）往復(fù)施工至第6次混凝土澆筑完成。4 安裝剩余設(shè)施（1）第六次混凝土澆筑完成后，安裝第二層外框架，用于拆除內(nèi)襯模板。（2）同時(shí)安裝安全爬梯、物料提升機(jī)等設(shè)施。（3）上述設(shè)施安裝完成后，輥模拼裝全部完成，進(jìn)入正常連續(xù)施工狀態(tài)。一般應(yīng)在3-5天內(nèi)（墩柱施工高度在12-20m）暫停施工以進(jìn)行液壓系統(tǒng)、模架系統(tǒng)檢修、維護(hù)。5.2.15 連續(xù)施工至完成安裝完爬梯、物料提升機(jī)等設(shè)施后，可連續(xù)施工直至完成。6 混凝土養(yǎng)護(hù)養(yǎng)生采用包裹保濕養(yǎng)生或噴涂養(yǎng)護(hù)劑。

9、5.3 勞動(dòng)組織表5.3-1人員一覽表序號(hào)名稱數(shù)量職責(zé)1技術(shù)負(fù)責(zé)人及技術(shù)員2負(fù)責(zé)技術(shù)交底和技術(shù)控制2施工負(fù)責(zé)人及施工員2現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)3試驗(yàn)員2負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)混凝土性能檢測(cè)4測(cè)量員2負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制5安全員2負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查6質(zhì)檢員2負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)工序檢驗(yàn)6工人24兩班制7機(jī)械司機(jī)2負(fù)責(zé)混凝土調(diào)運(yùn)澆筑6 材料與設(shè)備表6-1機(jī)具設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)單位數(shù)量說(shuō)明1輥模定制套1根據(jù)墩身截面尺寸由廠家定制2插入式振搗棒ZN50臺(tái)3墩身混凝土振搗3插入式振搗棒ZN35臺(tái)2內(nèi)襯模附近混凝土振搗4空壓機(jī)臺(tái)1沖洗內(nèi)襯模5塔吊50臺(tái)1提升內(nèi)襯模6安全爬梯套1人員上下設(shè)施7混凝土運(yùn)輸車(chē)臺(tái)1固定罐車(chē)專門(mén)用于混凝土運(yùn)輸7 質(zhì)量控

10、制本工法遵照公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011），公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/2-2004）等相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行。7.1 質(zhì)量技術(shù)控制7.1.1 垂直度控制：每天測(cè)量進(jìn)行一次偏位復(fù)核和糾正，每次混凝土澆筑前通過(guò)吊錘或自動(dòng)垂準(zhǔn)儀控制垂直度。一旦發(fā)現(xiàn)偏位，通過(guò)每次提升進(jìn)行糾正，但每次糾正不得超過(guò)3cm。7.1.2 混凝土層與層之間接縫控制：應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土澆筑完成后的浮漿厚度，不得超過(guò)5cm，每次混凝土澆筑應(yīng)將振搗棒插入下層混凝土內(nèi)10cm左右，保證新舊混凝土的連接。7.1.3模板拆除后及時(shí)清理內(nèi)襯膜和混凝土表面，并及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。7.1.4 遇到特殊情況暫停施工時(shí)，對(duì)混

11、凝土頂面進(jìn)行振搗找平，避免出現(xiàn)施工冷縫。復(fù)工前對(duì)混凝土頂面進(jìn)行鑿毛及清理。7.1.5 澆筑完每層混凝土后立即對(duì)提升輥輪進(jìn)行檢查，并清理輥輪與模板間的混凝土渣及水泥漿，避免給后續(xù)提升造成障礙。7.1.6 模板安裝完成后應(yīng)在內(nèi)襯模頂面做限位裝置，避免輥模外框架在提升過(guò)程中造成模板上移，影響混凝土外觀質(zhì)量。7.1.7 拆除內(nèi)襯模時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制外框架最后一次提升速度，拆模人員應(yīng)提前就位，避免操作不當(dāng)造成模板下落。7.2 質(zhì)量管理控制7.2.1開(kāi)工前技術(shù)負(fù)責(zé)人編制施工方案，技術(shù)員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工人做好技術(shù)交底。7.2.2 施工前由質(zhì)檢員和安全員對(duì)輥模系統(tǒng)檢查、驗(yàn)收。7.2.3 施工過(guò)程中由施工負(fù)責(zé)人和施工員負(fù)責(zé)

12、組織調(diào)配各種資源。7.2.4 施工過(guò)程中由測(cè)量員負(fù)責(zé)墩身偏位和垂直度控制檢測(cè)。7.2.5試驗(yàn)員負(fù)責(zé)對(duì)混凝土各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢查及控制。8 安全措施本工法除遵循中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法、建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例、公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程等規(guī)定要求外，還在安全管理、技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處理等方面采取如下措施：8.1 安全管理措施8.1.1 建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，做好安全技術(shù)交底。8.1.2 編制輥模安全施工方案，落實(shí)安全生產(chǎn)制度，實(shí)施責(zé)任管理。8.1.3 進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員必須佩戴相應(yīng)勞動(dòng)保護(hù)用品。8.1.4 制定防高空墜落措施，施工現(xiàn)場(chǎng)劃定安全區(qū)域并有效隔離，設(shè)置安全警示

13、標(biāo)志，防止非作業(yè)人員入內(nèi)。8.1.5 高墩柱輥模施工人員不得向下拋物。8.2 安全技術(shù)措施8.2.1 定期對(duì)輥模設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，特別是千斤頂油泵、油表、上下鎖緊裝置。8.2.2 在雷雨、大風(fēng)等特殊氣候條件下禁止高空作業(yè)。8.3 應(yīng)急措施針對(duì)高墩柱輥模施工可能出現(xiàn)的事故編制專項(xiàng)的應(yīng)急救援預(yù)案并進(jìn)行演練。9 環(huán)保措施為確保對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境保護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)條例等環(huán)保政策、法律和法規(guī)，本工法采取以下環(huán)境保護(hù)措施。9.1 編制綠色輥模施工方案，施工前根據(jù)綠色施工評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行輥模綠色施工策劃，在輥模施工方案中編制綠色施工保證措施，內(nèi)容涵蓋“四節(jié)一

14、環(huán)?！比恳?。9.2 對(duì)施工場(chǎng)地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對(duì)施工通行道進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染環(huán)境。9.3 做好夜間施工噪音控制。9.4 做好施工現(xiàn)場(chǎng)廢棄物、廢水的收集及處理，防止對(duì)周邊環(huán)境造成污染。9.5 節(jié)約用地，減少對(duì)周邊環(huán)境的開(kāi)挖及破壞。9.6 合理安排施工工序及進(jìn)度，盡量做到施工機(jī)具資源共享，避免設(shè)備空轉(zhuǎn)。10 效益分析10.1 經(jīng)濟(jì)效益高墩柱輥模施工與傳統(tǒng)的翻模、爬模施工相比，以4根60m空心墩為例，施工工期可節(jié)約40天左右，節(jié)約成本較翻模節(jié)約49.7元/m3，較爬模節(jié)約87.2元/m3，墩柱規(guī)模越大、高墩數(shù)量越多經(jīng)濟(jì)效益及工期效益越顯著。盡管比滑膜施工成本高25.6元/m3

15、，但輥模施工混凝土質(zhì)量明顯優(yōu)于滑模。10.2 社會(huì)效益 高墩柱輥模施工技術(shù)可明顯提高混凝土質(zhì)量、加快進(jìn)度、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本。 高墩柱輥模施工技術(shù)提供更為可靠的安全作業(yè)條件，降低了施工的安全風(fēng)險(xiǎn)。 高墩柱輥模施工技術(shù)在原有山區(qū)高墩施工工藝的基礎(chǔ)上，提供了一種新技術(shù)和新工藝，改善了山區(qū)狹窄地形條件下人工操作困難、勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工效率低、施工精度差、施工安全保障差、高空施工作業(yè)條件差等不利因素，突破傳統(tǒng)高墩施工工藝對(duì)山區(qū)高速公路建設(shè)速度的制約。 高墩柱輥模施工技術(shù)加快了社會(huì)投資速度和效率，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展起到了一定的作用。10.3 安全效益輥模系統(tǒng)形成閉合的施工操作和維護(hù)平臺(tái)，在模板安

16、裝與拆除及鋼筋安裝過(guò)程中都不會(huì)出現(xiàn)群死群傷現(xiàn)象發(fā)生，安全風(fēng)險(xiǎn)低，符合目前的安全管理環(huán)境需求。10.4 環(huán)保效益高墩柱輥模施工占地少、建筑垃圾少、便于集中收集處理，對(duì)周邊環(huán)境不造成污染。10.5 節(jié)能效益10.5.1 輥模施工較少施工機(jī)械的使用，降低了能源的消耗，符合綠色施工評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要求，符合目前“節(jié)能減排”的趨勢(shì)。10.5.2 各施工工序緊湊，可達(dá)到資源共享，減少資源浪費(fèi)。11 應(yīng)用實(shí)例11.1 貴州凱里至羊甲高速公路第五合同段排牙大橋8號(hào)墩和臺(tái)辰特大橋3號(hào)墩采用輥模施工工藝施工。 排牙大橋8號(hào)墩為矩形實(shí)心墩，截面尺寸為2.6m×5.7m，墩高左幅45.8m、右幅45.9m；排

17、牙大橋8號(hào)墩為輥模施工試驗(yàn)墩，通過(guò)試驗(yàn)墩施工總結(jié)輥模施工工藝，對(duì)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行原因分析、改進(jìn)，完善輥模施工工藝；同時(shí)加強(qiáng)操作人員的技術(shù)培訓(xùn)工作，因?yàn)椴僮鞴と瞬僮魇炀毘啥龋瑢?duì)施工速度和混凝土外觀質(zhì)量好壞影響極大。 臺(tái)辰特大橋3號(hào)墩為空心薄壁墩，外部截面尺寸為6m×2.6m，內(nèi)部空心部分尺寸為5m×1.6m，左右幅墩高均為48.06m，均采用輥模施工，此時(shí)輥模施工工藝較為成熟，操作工人操作熟練，僅用時(shí)16天完成單根墩柱施工，高墩施工速度快、外觀質(zhì)量好，經(jīng)濟(jì)效益明顯，對(duì)后期的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。11.2 貴州余凱高速公路YT9合同段魚(yú)洞號(hào)大橋主橋全幅3號(hào)、8號(hào)墩均為空心薄壁墩，墩高分別為53m、55m， 采用輥模施工，8號(hào)墩右幅為第一個(gè)使用輥模施工的墩柱，高55m墩柱用時(shí)不到一個(gè)月的時(shí)間就全部施工完成。比相鄰爬模施工的6號(hào)墩工期縮短1個(gè)多月的時(shí)間。墩柱施工速度快，外觀質(zhì)量良好，施工安全保障高，得到了業(yè)主單位的一致認(rèn)可和表?yè)P(yáng)，被業(yè)主評(píng)選為橋梁高墩施工示范工程。11.3 貴州沿河至德江高速公路麻嶺特大橋下構(gòu)全幅12#、13#、14#墩柱為實(shí)心薄壁墩，使用輥模