浅析桥梁高墩自动翻模施工技术及施工安全

发表时间:2020/4/22   来源:《工程管理前沿》2020年第4期   作者:廖必文
[导读] 随着我国公路工程建设的不断发展,工程覆盖的地点也越来越宽广

         摘要:随着我国公路工程建设施工技术的不断优化设计和发展,在桥梁高墩施工过程中运用自动翻模施工技术,能够有效提高桥梁施工的效率和质量,有力保障施工人员安全。鉴于此,本文对桥梁高墩自动翻模施工技术及施工安全进行分析,以供参考。
         关键词:桥梁;高墩;自动翻模施工技术
引言
         随着我国公路工程建设的不断发展,工程覆盖的地点也越来越宽广。尤其是桥梁工程,越来越高的墩柱出现。对于这些高墩,一般会采用滑模、爬模、翻模以及滑翻结合的施工工艺,本文结合常用的施工工艺进行优化设计,提出桥梁高墩柱运用自动翻模施工技术和保证施工安全措施。
1桥梁高墩施工技术比对
         滑模施工速度快、安全度高,但外观质量较差;爬模主要适用于倾斜结构浇筑,且投入较大;翻模施工实体及外观质量好,但施工进度相对缓慢;滑翻结合施工兼有滑模和翻模的优点,施工进度和安全均有保障,但投入较大,起重机械塔吊费用较高;自动翻模施工实体及外观质量好,速度快,安全性好,周转次数多,人员投入少,虽然桁架系统一次性投入较大,但周转次数多,摊销费用小,施工过程中省去塔吊的费用。
2自动翻模技术原理
         自动翻模成套设备采用超长油缸为主桁架升降平台动力,模板、混凝土浇筑采用旋臂吊提升、分离、交替升降的施工方法。主要特点是转化施工中的烦琐过程,缩短了施工工期,降低了施工成本,保障了施工人员的安全的同时还能提升施工的质量。整个系统主要由模板、操作平台、桁架液压提升系统、旋臂吊360°可旋转自提升系统、卷扬机五大系统组成。
         2.1 模板设计
         根据墩柱高度和设计要求,外模应采用整体钢模板,可有效保证重复使用,模板应设有[50槽钢横肋,横肋与模板组焊而成,模板横向连接与两层模板间的竖向连接应采用φ16高强螺栓。每一节翻模模板主要由面板、纵横肋等构成。根据工程实际情况,翻转模板用大块组合模板拼成。
         2.2 操作平台系统
         操作盘为空心方钢模块化拼接而成的桁架系统,并根据设计图纸和方案要求进行尺寸选择;在操作盘下约3m处悬挂辅助盘,辅助盘宽1m,距离墩身距离为0.3m,用于拆模及混凝土养护修饰。辅助盘悬挂可采用方钢拼接而成,盘底采用成品钢筋网片拼接搭设,护栏扶手设置于距离辅助盘底1.2m处,采用L50×5角铁制作而成。
         2.3 液压提升系统
         提升系统主要由扁担梁、支撑杆、液压操作系统等组成。
         2.3.1 扁担梁
         扁担梁起承重作用,由其将操作平台、模板、人员机具等施工荷载通过千斤顶传递给预埋钢管。主扁担梁采用2根10cm×10cm×φ6mm方钢与平台桁架进行拼接;次扁担梁采用2根10cm×10cm×φ6mm方钢与平台桁架进行连接。主次扁担梁横桥向各布置两根,通过螺栓拼接的方式与桁架系统进行连接。
         2.3.2 支承杆
         支承杆的下端埋在混凝土内,上端顶住液压千斤顶的实心可伸缩杆,通过千斤顶承受整个桁架的荷载。选用φ48×3.5mm钢管作为支承杆,长2.5m,当钢筋绑扎、模板安装完成后,次扁担梁通过U形筋与桁架扣住使次扁担梁架设在模板上,千斤顶伸缩杆爬升至距离混凝土面2.5mm时,支承杆选用φ48×3.5mm钢管及时接长。支承杆采用焊接进行接长,焊接后用砂轮机打磨光滑,且平整度与原钢管面一致。具体布置数量为四根,保证支撑杆能安全撑起整个提升系统。
         2.3.3 液压操作系统
          1.3.3.1 液压千斤顶
         液压千斤顶中心顶住支承杆,在液压动力作用下,千斤顶可顶住支承杆进行爬升,同时带动提升架、操作平台随之共同上升。根据额定起重量选用博斯特SO-H8L-01(32MPa)型液压千斤顶,在组装前必须检查管路是否通畅,耐压是否符合要求,有无漏油现象,若有异常需及时排除。
          2.3.3.2 液压控制台
         液压控制台是液压传动系统的控制中心,其操作方式可为电动操作台控制和手动遥控控制;液压系统安装完毕后,应进行试运转,首先进行充油排气,然后加压至12Mpa,每次持压5min,重复3次,各密封处无渗漏。
          2.3.3.3 油路系统
         油路系统是连接控制台到千斤顶的液压通道,油管采用高压无缝钢管,根据工作面积的大小和荷载分析决定液压千斤顶的数量为4台,详见下图8。


         2.3.4 360°旋臂吊可旋转自提升系统
         在绑扎完下一节段的钢筋后,使用360°旋臂吊对内外模板进行翻升,先对外模进行翻升安装固定,再对内模进行翻升安装。
         2.3.5卷扬机运输系统
         传统高墩混凝土浇筑是利用塔吊、汽车吊等作为辅助设备,而本工艺则可利用卷扬机吊装混凝土进行浇筑,可减少设备的租赁,从而降低施工成本。
3 自动翻模施工技术
         3.1 自动翻模组装
         承台混凝土施工完成后,测量精确放样,弹出墩身墩底截面轮廓线,对墩身范围内的砼进行凿毛清洗,接长主筋,绑扎6米墩身钢筋,预埋支撑杆钢管,安装墩身模板浇筑第一模墩身混凝土(2.5m)。
         在承台上安装操作平台骨架,铺设脚手板,安装千斤顶及扁担梁等。支撑杆需顶住千斤顶及主扁担梁,平台骨架距模板顶距离为2m。液压系统安装完毕后,需进行通油持荷检验。
         3.2 模板安装
         3.2.1 模板安装采用全站仪进行施工放样和检测,每节墩身混凝土浇筑前应测量模板四角的平面坐标。
         3.2.2 内外模板通过360°旋臂吊进行提升,人工辅助安装。起吊前应仔细检查模板与混凝土之间是否完全脱离,起吊扣件是否牢固,吊装模板应有专人指挥,以确保安全。模板安装完毕后,应对其平面位置、顶部高程、节点联系及纵横向稳定性等进行检查。
         3.3 墩身砼浇筑
         3.3.1 浇筑前准备工作
         混凝土浇筑前应检查模板的标高、尺寸、位置、强度、刚度、牢固性、平整度、内侧的光洁度等内容是否满足要求,不得有缝隙和孔洞。
         3.3.2 墩柱混凝土浇筑
         每一阶段施工时,应做好施工面的凿毛工作,在混凝土浇筑前保证施工面干净、湿润。混凝土浇筑采用卷扬机辅助吊斗入模,使用插入式振捣器振捣,每次浇筑混凝土的高度为2.5m,每层混凝土浇筑厚度按30cm控制。
         3.4 自动翻模系统拆除
         自动翻模装置拆除在统一指挥下进行,桁架系统可通过卷扬机进行整体拆除,避免作业人员在高处悬空进行拆除作业的安全风险。
4 自动翻模施工安全措施
         4.1 安全风险评估
         桥梁工程应按要求完成施工安全总体和专项风险评估,编制相应的评估报告,并经过专家评审;施工单位根据报告成果,进一步完善桥梁高墩专项施工方案;监理单位应严格审查安全生产条件[1]。
         4.2 安全技术措施
         4.2.1 作业前,施工单位技术负责人应组织各部门和相关作业工人开展逐级施工安全技术交底;涉及特种作业人员应做到持证上岗;作业使用的机械和设备按安全管理进行检查维保。
         4.2.2 施工前,必须设置安全爬梯。墩身高度40m以上的,宜安装附着式施工电梯。作业现场应设置警戒区,设立安全警示标牌;施工平台四周应采用定制钢护栏作为防护栏杆,护栏高度不小于1.5m,并配置消防器材。
         4.2.3 加强人员管理。可运用实名制管理系统进行员工管理,开展员工职业健康安全教育,发放劳动防护用品,定期进行体检,确保员工职业健康安全。
         4.2.4 加强用电管理。用电设备采用“一机一闸一漏一箱”方式,做好接地保护,配备电工负责定期检查维修。
         4.2.5加强应急管理。制定高处坠落、触电事故等专项应急预案或重点部位现场处置方案,储备应急物资,组织应急培训和应急演练,一旦发生突发事件及时妥善处置,及时按规定上报。
        
结束语
         在现代化水平不断提高的过程中,桥梁高墩施工工艺技术日趋成熟,对施工安全风险管理的重要性日益增加。公路桥梁高墩施工应该引起相关人员的高度关注。大家应从工程建设的实际出发,研究制定最具针对性的个性化施工技术和安全管控措施。
参考文献
[1] JTG F90-2015,公路工程施工安全技术规范.
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