铁路工程移动模架施工作业指导书

移动模架施工作业指导书

1.目的

明确移动模架施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范墩台身施工。

2.适用范围

用于新建XX至XX铁路客运专线江西段站前工程内桥梁薄壁空心高墩施工。

3.施工准备

3.1.技术准备

按照《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》、《施工图设计文件》及相关文件进行汇编。

3.2.施工机具准备

准备一整套滑模系统设备，一台25吨汽车吊，2台泵车，电焊机一台，振动棒(70)2台，小型发电机一台。

3.3.材料及其它准备

准备墩台身模板一套，墩台身混凝土养生篷布或塑料薄膜，其它小型器具和设备等。对承台顶进行凿除毛处理，清除承台上杂物，搭设脚手架。

4.操作工艺

4.1.滑模的工作原理

4.1.1.滑模系统的构造 滑模系统通常由提升设备、模板系统和操作平台系统及配套设备组成。

(1)提升设备。包括提升架、顶杆、千斤顶及附属设施。提升架是一框架结构,其作用是将模板全部荷载传递给千斤顶,并将操作平台与模板系统连成整体。顶杆是千斤顶向上爬升的轨道,亦称爬杆或支撑杆,多用直径为25 mm的Q235A或Q275圆钢制作,其承载能力分别为10 kN和12.5 kN。顶杆位于墩壁中间,采用丝扣连接逐渐接长,在滑模施工过程中,承受全部荷载并传给基础。顶杆分为不可回收与可回收两种,前者将浇注在墩壁内,成为桥墩结构的一部分；而后者需在千斤顶横梁底部设置一套管,长度达模板底面,套管随模板同时提升,在墩壁内形成管孔,模板完成终升后拔出顶杆,完成回收,可重复使用。千斤顶是施工过程中的起重设备,有螺旋千斤顶和液压千斤顶。实际施工中,后者应用较多。附属设施指顶杆套管、油泵、高压油管及控制系统等。

(2)模板系统。包括模板及模板围圈。模板一般采用薄钢板制作。为便于拼接,相邻模板之间多用螺栓连接。为了加强模板的刚度,通常在模板外侧设置纵向加劲肋和横向围圈。模板围圈是位于模板外围,用于固定模板、保证模板形状并将模板与提升架立柱连接起来的构件。用于无斜坡空心墩的滑模,模板围圈与提升架立柱直接连接；用于斜坡空心墩的滑模,模板围圈与提升架立柱之间需设置调节丝杆,以便沿径向移动模板。图1所示即为一种带有调节丝杆的滑模结构。

(3)操作平台系统。包括操作平台、混凝土平台、外吊脚手架及液压操纵平台。

(4)配套设备。主要包括混凝土拌和、运输及钢筋焊接等设备。模板系统、操作平台系统与提升架是联结在一起的整体,它们是同步滑升的。

4.1.2.滑模的提升原理

以油压千斤顶为例,上卡头与活塞联结,下卡头与油缸底座联结,其间为排油弹簧。当向千斤顶油缸内充油时,油缸内的活塞通过上卡头固定在顶杆上,随着缸盖与活塞之间进油量的增加,油压使缸盖连同缸筒、底座带动提升架,从而带动整个滑模系统上升,直到下卡头与上卡头接触不能再提升为止。此时模板提升告一段落,弹簧处于完全压缩状态。开通回油管路,解除油压,排油弹簧推动下卡头使其被卡在顶杆上,同时推动活塞上移并排油,使活塞回到油缸进油前的位置,从而完成一个提升循环。油泵与各千斤顶之间用高压油管连接,由操纵台统一集中控制。顶杆一端埋置于墩台结构的混凝土中,另一端穿过千斤顶心孔,千斤顶依附在顶杆上。提升时,滑模系统的重力及其他临时施工荷载全部由顶杆承担。

4.2.高桥墩滑模施工工艺

4.2.1.滑模组装

(1)在桥墩基础顶面上将混凝土凿毛清洗,接长竖向主筋,绑扎提升架横梁以下的横向结构筋。搭设枕木垛,定出桥墩中心线。

(2)在枕木垛上按设计要求安装模板和提升架,将套管固定在提升架横梁下部。继续安装操作平台、千斤顶及顶杆等。顶杆需穿过千斤顶心孔到达基础顶面。

(3)提升整个系统,撤去枕木垛,将模板下落就位,再安装其他设施。注意套管底部与基础表面要接触紧密,并用砂浆将周围围起来,以免灰浆漏进套管内。外吊脚手架应在滑模提升适当高度后安装。

4.2.2.浇注墩身混凝土

滑模施工宜采用低流动或半干硬性混凝土,坍落度控制在6~8 cm。分层均匀对称浇注混凝土,分层浇注厚度为20~30 cm,浇注后混凝土表面距模板上缘的距离宜控制在10~15 cm。混凝土浇筑应在前一层混凝土凝结前进行,同时采用插入式振捣器进行捣固。振捣器插入前一层混凝土的深度不应超过5 cm,避免振捣器触及钢筋、顶杆和模板,禁止在模板滑升时振捣混凝土。混凝土出模强度应控制在0.2~0.4 MPa范围内,以防止坍塌变形。出模8h后开始养生。

4.2.3.滑模提升

在滑模施工的整个过程中,模板的滑升可分为初升、正常滑升和终升3个阶段。

(1)初升。最初灌注的混凝土的高度一般为60~70cm,分2~3层浇注,约需3~4 h,随后即可将模板缓慢提升5cm,检查底层混凝土凝固的状况。若混凝土已达到0.2~0.4 MPa的脱模强度时,可以将模板再提升3~5个千斤顶行程。此时,应对滑模系统进行全面检查。包括提升架的垂直度和水平度是否满足要求,围圈的连接是否可靠,系统的变形是否在允许范围内,模板接缝是否严密,操作平台的水平度是否达到标准,连接螺栓是否松动,千斤顶工作是否正常,顶杆有无弯曲现象等。发现问题要及时修正和完善。

(2)正常滑升。待各项检查完毕并符合要求后,可进入正常滑升阶段。每浇注一层混凝土,即每滑升一次,力争使滑升高度与混凝土浇注厚度基本一致。在正常滑升阶段,浇注混凝土、绑扎钢筋和滑升模板交替进行。一般混凝土浇注和模板滑升速度控制在20 cm/h左右。正常滑升阶段应分多次慢慢滑升,每次连续滑升高度不宜超过30cm,要经常停下来检查构件与设备是否正常工作。各项作业之间要紧密配合。

(3)终升。当模板滑升至离墩顶标高1 m左右时,滑模进入终升阶段。此时应放慢滑升速度,并进行准确的抄平和找正工作,保证最后浇注的一层混凝土顶部标高和位置准确。

(4)调节坡度。对于墩壁有斜坡的情况,在提升模板的过程中应转动调节丝杆,使桥墩侧面斜坡满足设计要求。

4.2.4.绑扎钢筋及竖向筋接长

模板每提升一定高度后,即要穿插进行接长顶杆及绑扎钢筋的工作。此项工作应在滑升间隔时间内完成,以免影响施工进度。

4.3.滑模设计与施工中的注意事项

4.3.1.保证模板的刚度

模板必须具有足够的刚度抵抗施工荷载,使变形控制在允许值范围内。模板按简支板计算,其最大允许挠度一般为支点间距的1/1000。作用在模板上的水平荷载主要是新浇筑混凝土的侧压力,其沿模板垂直方向的分布近似呈梯形。

4.3.2.合理确定顶杆和千斤顶的数量，顶杆的数量按下式确定:

n = KP/N (2)

式中:K为工作条件系数,对于液压千斤顶,其值为0·8；P为顶杆承受的全部垂直荷载；N为单根顶杆的容许承载力,其值应根据计算结果结合工程实践经验确定。千斤顶的数量应遵循与顶杆数量相同的原则,即一根顶杆安装1台千斤顶,因此,在确定顶杆与千斤顶的数量时,应综合考虑,使顶杆的承载能力与千斤顶大致相同。顶杆与千斤顶一般应均匀布置,局部承受荷载较大时,可考虑集中布置。

4.4.滑模施工的防偏与纠偏

4.4.1.墩台垂直度的控制

在施工过程中,要勤观测、及时防偏纠偏。产生中线偏移、水平偏移及扭转的原因主要有荷载布置不均、千斤顶爬升不同步或部分千斤顶不工作、混凝土灌注不均匀等。防偏即在施工中尽量避免上述现象发生。结构一旦产生偏扭,即要采取纠偏措施。包括中线纠偏、模板调平和扭转纠偏。实际操作中,每滑升1 m,就进行一次中心校正。滑升中如有偏斜,应查明原因。一般情况下可将较低一侧的千斤顶抬高2~4 cm后逐渐纠正,一次纠正量不宜过大,以免产生明显的弯曲现象。

4.4.2.操作平台水平度的控制

操作平台一旦发生倾斜,将导致顶杆弯曲、墩台结构发生偏转并使滑升困难。所以,平台上堆料要均匀放置,并注意均匀对称分层浇筑混凝土。还要经常做到精心观测和调整。可用水平仪观测千斤顶高差,并在顶杆上划线标记千斤顶应滑升的高度,在同一水平面上的千斤顶高差不能大于2 cm,相邻千斤顶的高差不能大于1 cm。

4.4.3.停工处理

因气候恶劣等原因,停工有时难以避免。停工前,混凝土要灌满模板并振捣完毕,插入接头钢筋。停工后,在正常气温下,每隔1 h将模板稍微提升一次,以防模板与混凝土粘连。混凝土浇筑中断后,混凝土要整平。继续施工时,混凝土表面要凿毛,并冲洗干净。

4.5.常见问题的处理方法

(1)混凝土拉裂掉角。脱模混凝土强度过高或模板未设置好锥度易造成混凝土拉裂掉角。应结合实践经验,掌握好混凝土脱模强度,防止两次提升时间间隔过大。同时,在安装模板时,适当设置锥度。

(2)施工速度慢。环境温度低会造成混凝土强度增长慢而使施工速度慢。可根据气温、水泥标号经试验掺入一定数量的早强剂,促使混凝土尽快达到出模强度,加快提升速度。

(3)混凝土外表不美观混凝土出模后蜂窝麻面较多,不但需要修补,而且不美观,造成永久遗憾。在施工中要设计好混凝土配合比,振捣均匀密实,掌握好脱模时间。模板在安装前,需在表面涂润滑剂,以减少滑升阻力,并有利于混凝土表面光洁。

(4)顶杆弯曲。顶杆弯曲会带来严重的施工质量和安全问题。顶杆插入千斤顶时要保持垂直。顶杆接头的布置应避免集中到一个断面。顶杆的负荷要通过计算确定,如果负荷过大或脱空距离过大时,平台倾斜也会导致顶杆弯曲。若顶杆弯曲不大,可通过焊接支撑构件等对其进行纠正;若弯曲较大,则应更换弯曲部分,必要时换成新杆。

5.质量标准

5.1.模板及支架的允许偏差和检验方法应符合表1。

表1 模板允许偏差及检验方法

序号 项目 允许偏差（mm） 检查方法

1 前后、左右距中心线尺寸 ±10 测量检查

2 表面平整度 3 靠尺检查

3 相邻模板错台 1 尺量检查

4 同一梁端两垫石高差 2 测量检查

5 墩台支承垫石顶面高程 0 -5 全站仪测量

6 预埋件和预留孔位置 5 纵横向尺检

5.2.钢筋安装允许偏差应符合表2。

表2 钢筋安装允许偏差

序号 项目 允许偏差(mm)

1 受力主筋间距 -5，+5 2 箍筋间距 绑扎 -20，+20

焊接 -10, +10

3 弯起点位置

30

5.3.钢筋保护层允许偏差应符合表3。

表3 钢筋保护层允许偏差

序号 项目 允许偏差(mm)

1 保护层设计厚度≥35mm -5，+10

5.4.墩台成型混凝土允许偏差和检验方法应符合表4。

表4 混凝土墩台允许偏差和检验方法

序号 项目 允许偏差（mm） 检验方法

1 墩台身前后、左右边缘距设计中线尺寸 ±20 测量检查不

少于5处 2 空心墩壁厚 ±5

3 桥墩平面扭角 2°

4 表面平整度 5 1m靠尺检查

不少于5 处

5 每片混凝土梁一端两支承垫石顶面高差 3 测量检测

6 每孔混凝土梁一端两支承垫石顶面高差 4

7 支承垫石顶面高差 5

8 支承垫石顶面高程 0、-10

9 预埋件和预留孔位置 5

5.5.墩台砼结构表面应密实平整、颜色均匀，不得有露筋、蜂窝、孔洞、疏松、麻面和缺棱角等缺陷，墩台砼必须是原装原色，色泽一致、结构尺寸准确，棱角分明，强度符合设计要求，且表面光洁平整，接茬顺直；砼表面严禁涂、刷、抹。