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一、前言
在鐵路橋梁工程的施工過程中，我們常常會遇到柔性空心高墩，對于這樣的工程，施工單位可以采用翻模施工，也可以采用滑模施工，但為了達到內(nèi)實外美及工期的要求，現(xiàn)在施工單位基本上都采用了近幾年才發(fā)展起來的大塊定型鋼模施工。使用大塊定型鋼模能保證橋墩外觀美觀的要求，也能大大提高施工進度，相對也比較經(jīng)濟。但同時也出現(xiàn)了大塊鋼模過重，垂直運輸安拆困難等問題，本工法介紹的就是在吊車等起吊設(shè)備因地形限制到達不到的場所進行大塊鋼模起吊拼裝施工的一種實用方法。
我司在水柏鐵路D標(biāo)段的六丘田大橋、簸箕寨大橋及磨石溝三座大橋施工中采用本工法，取得了很好的效果，不但保證了施工質(zhì)量，達到內(nèi)實外美的要求，而且縮短了施工工期。其中六丘田大橋被評為水柏鐵路樣板工程、鐵道路優(yōu)質(zhì)工程及全國用戶滿意工程。
《六丘田大橋鐵路空心高橋墩施工工藝》科技成果于2001年通過集團公司評定驗收，2003年獲得成都鐵路局科技進步三等獎。通過近兩年工程施工的過程中不斷總結(jié)和提高，經(jīng)過整理完善，形成本工法。
二、工法特點
1、靈活實用，不受地形限制，搬運方便，拼裝簡單。
2、效率高，功用多，除了起吊模板的基本功能外，還解決了護面筋綁扎操作平臺、墩外無外架吊藍操作平臺、空心墩內(nèi)模加固支架和人行通道等問題。
三、適用范圍
本工法適用于因地形限制，吊車及塔吊等大型起吊設(shè)備不能到達的空心橋墩施工。
四、施工工藝
1、工藝原理
利用空心墩墩身內(nèi)的空間，搭設(shè)萬能桿件塔架至設(shè)計墩身高度以上6~8米，在塔頂對稱安設(shè)兩根搖動扒桿，起吊鋼絲繩經(jīng)轉(zhuǎn)向滑輪轉(zhuǎn)向沿萬能桿件到墩底，穿過在墩壁預(yù)留的施工孔接入卷揚機作為起吊系統(tǒng)，一根扒桿解決半邊墩的模型起吊降落等問題。同時在墩頂井字形架設(shè)四根工字鋼，經(jīng)鋼絲繩與吊藍上的手扳葫蘆連接，操作人員操作手扳葫蘆升降吊藍作為墩外操作平臺。在萬能桿件上鋪設(shè)木板和鋼管，可作為護面鋼筋的綁扎平臺和支架。
2、施工工藝流程圖（見圖4-1）：
3、施工要點
塔架在空心墩中的搭設(shè)圖如下（見圖4-2）：
（1）井內(nèi)塔架搭設(shè)
井內(nèi)塔架采用L120型萬能桿件搭設(shè)，搭設(shè)時先立第一節(jié)立桿，再搭橫桿和斜桿，如此循環(huán)至30米高度時，要用纜風(fēng)繩固定，并安設(shè)扒桿開始施工墩身，當(dāng)墩身到達20米高時，再升高塔架20米，如此循環(huán)至塔架高于墩頂6~8米。
塔架搭設(shè)在空心墩內(nèi)部，事先在墩身實心段施工時準確預(yù)埋鋼筋以便與萬能桿件支撐鞋相連，確保萬能桿件基礎(chǔ)穩(wěn)固。
在開始拼裝萬能桿件時要精確的調(diào)平，防止萬能桿件傾斜。
隨著墩身的升高，要用連接件把萬能桿件與墩身相連，增加萬能桿件的穩(wěn)定性。
萬能桿件的螺栓要全部上齊，并扭矩適中。
（2）起吊設(shè)備
搖頭扒桿的制作安裝：先要根據(jù)模板的重量及空心墩墩身截面尺寸計算確定扒桿的直徑和長度，并在加工時，要在扒桿腳預(yù)留與塔架的連接器，以便扒桿的安裝。
每個墩安設(shè)兩臺卷揚機，卷揚機的位置要選在視線好，不易受干擾的位置，以便操作時操作人員能觀察模板的起吊。
在墩身正對卷揚機的方向預(yù)留80×120cm施工洞，以便鋼絲繩沿塔架到達墩底時與卷揚機相連，同時也是人員的進出墩身的通道。
（3）吊藍設(shè)置
在塔架頂按井字型架設(shè)四根20b工字鋼，八個頭固定八根φ8鋼絲繩，鋼絲繩的長度以達到地面且有一定余量為宜，鋼絲繩接手扳葫蘆，手扳葫蘆與吊藍相連，吊藍的升降由操作手扳葫蘆來完成。
吊藍采用L75×75×7角鋼制作（見示意圖4-3），由8條邊組成，為滿足墩身截面變化的需要，吊藍也制作成可收放的形式。
（4）模型的安拆
模型的吊裝：在起吊模板前，要根據(jù)編號，按拼裝先后順序把模板運到墩下。在卷揚機吊裝模板時，由專人指揮，并在地面按八字型用棕繩牽引，防止模板在起吊過程中晃動過大與墩身或塔架碰撞，同時嚴禁墩下站人，以確保安全。安模時，吊籃上要至少兩名木工，在模型起吊到高度時，用特制的鋼筋拉勾把模板拉向墩身，并分站模板兩側(cè)，用手扶持鋼型與既有模板相關(guān)，只有在模板與既有模板連結(jié)好后才能松開吊鉤，如此反復(fù)循環(huán)至到安裝好一節(jié)模型后，再安裝下一節(jié)模板。在拆模時，也必須至少有兩名木工配合進行，先在需拆除的模板上掛上吊鉤，再松動螺栓，在只剩2個螺栓時，由一人扶持模板，一人拆除螺栓，防止模板突然脫落。在模板離開墩身后，也要用拉勾拉住模板慢慢放開，同時在地面用棕繩成八字型牽引，防止模板晃動過大。
內(nèi)模的安裝：內(nèi)模板采用普通組合鋼模P2015、P3015及楔形木條組拼而成。內(nèi)模采用四片φ40鋼管內(nèi)拱架進行固定（見以下示意圖4-4）：
外模板安裝：每次外模板的安裝高度控制在（10～12）m。其豎向由高強螺栓連接，橫向由普通螺栓連接。
（5）鋼筋的安裝
每次鋼筋的綁扎高度要高于每次澆筑混凝土高度，綁扎時，先計算高度在萬能桿件上鋪φ60鋼管作為護面筋的支撐架，同時在相應(yīng)位置鋪木板，作為綁扎鋼筋的操作平臺。每次鋼筋安裝高度較模型高度高出（1～1.5）m，鋼筋接長采用豎向單面搭接焊，并嚴格按相應(yīng)的施工規(guī)范進行施工。
（6）混凝土的澆筑
混凝土采取集中拌合，高壓混凝土輸送泵輸送，混凝土輸送泵管道固定在空心墩內(nèi)井塔架上，為了防止模型受偏壓，必須保證混凝土四周均勻澆筑，為此特制了一個帶調(diào)節(jié)閥的四嘴漏斗，四嘴漏斗安在塔架上，混凝土經(jīng)過漏斗及串筒分四個方向流入模板內(nèi)，調(diào)節(jié)閥門可控制墩身四周混凝土的澆筑高度（見以下4-5示意圖）：
由于每次混凝土的施工高度在（10～12）m，為減弱混凝土對模板的側(cè)向壓力，特別要對混凝土初凝時間進行合理控制，同時，根據(jù)混凝土輸送泵到達各橋墩混凝土工作面水平距離及垂直高度的不同，對混凝土的水灰比及混凝土坍落度亦進行嚴格控制。
（7）托盤及頂帽施工
模型的安裝：在墩身混凝土澆筑高度超過檢查洞后，就進入托盤及頂帽施工，托盤及頂帽模型的起吊安裝與墩身模型起吊安裝方法相同。
操作平臺的搭設(shè)：在墩頂實心段下2.5米處順橋墩的縱橫方向分別預(yù)留15×25（cm）的4個孔洞，待實心段、托盤及頂帽模型安裝到位后，即安裝縱橫向共8根20 b工字鋼，其間距控制在60~80cm以內(nèi)。再在工字鋼上鋪設(shè)16×16（cm）的方木，并搭設(shè)碗扣式支架直至高出頂帽1.0米以上（見以下4-6示意圖）。
封頂：在模型安裝好后，拆除扒桿，將塔架降到實心段下，再在塔頂上用木板進行封閉，以便實心段墩身施工。
混凝土的澆筑：混凝土輸送管從設(shè)計的檢查洞轉(zhuǎn)到操作平臺上，再沿碗扣式腳手架到達墩頂澆筑。
模型的拆除：在澆筑頂帽混凝土?xí)r按如下示意圖（圖4-7）預(yù)埋U型螺栓，以固定裝有定向滑輪的短工字鋼。在拆模時，卷揚機的鋼絲繩穿過滑輪，勾住模板以便拆除。拆完一方模板，就改變工字鋼到下一拆除模板的方向。
五、主要機具設(shè)備（每墩）
序號 名稱 型號 單位 數(shù)量 備注
1 卷揚機 5t 臺 2 起吊牽引
2 萬能桿件 L120 t 350kg/m 搭設(shè)塔架
3 定型鋼模 套 1
4 手扳葫蘆 1t 個 8 吊藍提升
5 吊藍 個 1 墩外操作平臺
6 扒桿 根 2
7 鋼絲繩 φ8 m/根 90/1根 懸掛吊藍
8 輸送泵 HB60C 臺 1
9 混凝土攪拌機 500C 臺 2
10 鋼筋切斷機 臺 1
11 交流電焊機 臺 1
12 插入式搗固器 φ50型 臺 6 2臺備用
13 全站儀 徠卡T1010 臺 1
14 水平儀 S3 臺 2 1臺備用
六、勞動力組織
序號 名稱 數(shù)量 職責(zé)分工 備注
1 起重工 3 卷揚機司機 持證上崗
2 指揮 1 現(xiàn)場組織協(xié)調(diào)指揮
3 工程師 1 施工技術(shù)管理、質(zhì)量管理
4 測工 3 中線及標(biāo)高測量
5 機修工 1 保證機具設(shè)備的正常使用
6 電工 1 負責(zé)施工用電 持證上崗
7 鋼筋工 6 鋼筋制作綁扎 持證上崗
8 電焊工 2 鋼筋焊接 持證上崗
9 架子工 6 塔架搭設(shè)
10 木工 16 模型拼裝
七、質(zhì)量控制
1、施工前認真編寫施工方案，制定技術(shù)措施，并對參加施工的人員進行詳細的技術(shù)交底。
2、嚴格工序管理，按標(biāo)準化、程序化作業(yè)，實行定人、定點、定崗施工，健全工序驗收制度，確保一次達標(biāo)，不合格者責(zé)令其返工重做。
3、萬能桿件的螺栓要全部上緊，但緊度要適中，以免破壞彈簧墊應(yīng)有的作用。
4、施工中隨時檢查，上緊松動的螺栓，并涂油保護。
5、所有的鋼絲繩要詳細檢查，不容許有斷絲、打結(jié)現(xiàn)象。
6、塔架的傾斜度不能大于1/（5H），H為塔架高。
7、采用三角網(wǎng)和十字線雙重測量控制，墩身每升高10~12m就測量一次，確保橋墩軸線的準確無誤。
八、安全措施
1、建立安全領(lǐng)導(dǎo)小組。
2、高空作業(yè)人員必須進行體格檢查，不合格者不得進行高空作業(yè)。
3、進入施工現(xiàn)場必須戴安全帽，高空作業(yè)人員系安全帶。
4、塔架搭設(shè)30m時，必須用纜風(fēng)繩進行加固，每升高20米也要用纜風(fēng)繩加固。
5、各種操作平臺設(shè)1.2m的防護欄桿，在墩內(nèi)設(shè)安全網(wǎng)，并在塔架上設(shè)上人平臺，保證施工人員上、下安全。
6、嚴禁從高處拋擲雜物，在起吊模板或其它材料時嚴禁在墩下站人。
7、在施工過程中如遇有雷或5級大風(fēng)以上時，禁止高空作業(yè)。
8、定時對手扳葫蘆進行檢查，發(fā)現(xiàn)損壞時，及時更換，確保吊藍安全。
9、定時對卷揚機及鋼絲繩進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
九、效益分析
1、社會效益顯著
該工法在交通不便，地形受限的場所能發(fā)揮靈活實用的動能，是保證施工質(zhì)量和兌現(xiàn)施工工期的有力保證。
2、經(jīng)濟效益良好
萬能桿件一次投入使用后，損耗較少，可多次周轉(zhuǎn)，與采用大型汽車吊或塔吊相比，可節(jié)約相應(yīng)的設(shè)備進出場費和租賃費用。
十、工程實例
貴州省水柏鐵路D標(biāo)段的六丘田大橋、簸箕寨大橋、磨石溝大橋均坐落在山勢陡峭的深山狹谷之中，其中，六丘田大橋全長429.14m，共有2臺13墩，是水柏鐵路線上的第一高橋，其空心墩為4#～10#共7個橋墩，墩身最大高度為71.9m。簸箕寨大橋全長314.2m，共有2臺9墩，其空心墩為3#、4#、5#共3個橋墩，墩身最大高度為46.9m。磨石溝大橋全長166.7m，共有2臺4墩，其空心墩為2#、3#共2個橋墩，墩身最大高度為52.9m。采用本工法，6個月完成六丘田大橋空心墩施工，3個月完成簸箕寨大橋和磨石溝大橋空心墩施工，且施工質(zhì)量優(yōu)良，多次受到建設(shè)單位、設(shè)計和監(jiān)理單位的好評。
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