橋梁高墩柱滑模施工技術研究

李雷明

(山西運城路橋有限責任公司，山西 運城 044000)

0 前 言

在橋梁施工的過程之中，高墩柱滑模又或者是SMC都是一種非線性控制的辦法，主要就是通過對其加以不連續(xù)的控制信號，通過這樣的形式轉變非線性系統(tǒng)的動態(tài)慣性，這一個控制信號導致系統(tǒng)沿著系統(tǒng)對于一個橫截面進行滑動作業(yè)。反饋的狀態(tài)控制規(guī)律并不是連續(xù)性函數(shù)。相反，它能夠依照狀態(tài)空間里面現(xiàn)階段的位置，由一個連續(xù)結構切換至另外一個連續(xù)性的結構。所以，高墩柱滑模就是一個變種結構的控制形式。多重控制結構的基本方式設計，導致軌跡一直都會面向帶有不同控制結構的區(qū)域前進。所以最后的軌跡也不可能全部都在一個控制結構里面呈現(xiàn)出來。相反，還會跟著控制結構的邊緣走動。系統(tǒng)跟隨著這一些邊緣滑動，我們對其稱之為滑動模式，是邊界構建的幾何軌跡滑動表面。在現(xiàn)代控制理論的背景之下，不管是什么樣的可發(fā)生改變結構系統(tǒng)，都可以看成是混合動力系統(tǒng)的一個特殊例子，因為系統(tǒng)不但要流過連續(xù)的狀態(tài)空間，還要流過不一樣的離散控制模式。

1 滑模工程的基本內(nèi)容

在現(xiàn)在這一個階段，在國內(nèi)修建橋梁高墩的整個過程當中，主要就是應用滑模施工技術進行。在現(xiàn)澆混凝土的時候，滑升模板可以說是一個活動成型的胎膜，大致可以分成工具模板和提升機具這兩個環(huán)節(jié)。工具模板說的就是按照設計截面的大小，通過定型的組合鋼模板組裝出來的，也就是說在兩邊的模板中間產(chǎn)生一個上下相互連接的活動套槽。在具體施工的時候，由于受到了提升機具帶來的各種影響，沿著直線工具模板就能夠達到滑升的效果。混凝土從模板上口分層澆筑到套模里面去。當模板里面最下方的混凝土強度跟一開始的設計相符合，活動的模板就可以借助機具的升力朝著上面進行一定的高度滑升。這個時候不但能夠把混凝土澆筑到模板里面去，還可以在同一時間對模板進行向上滑升的動作，確?；炷镣耆尚鸵院竽軌蜻_到連續(xù)性的脫模。直到和設計的標高相一致。在正常情況下拆模，重裝?？梢圆挥迷谡麄€滑模里面展開。

2 施工要求及技術保證條件

1)為了保證施工安全，大河大橋高墩采用滑模技術施工。

2)液壓滑模施工的形式就是應用爬模千斤頂提升模板和工作平臺。隨著混凝土的澆筑，施工遵循一直朝上面滑動的基本原則。在對施工高墩臺的時候，其主要特點就是機械化程度比較高、施工的速度比較快、施工的面積比較小、材料消耗比較低、勞動力和動力消耗低、工程造價低一系列的優(yōu)點。但也有一些問題存在，例如工作技能強、需要專業(yè)技術人員操作、外觀難看一系列缺點。

3)根據(jù)有關規(guī)范要求，墩臺垂直度偏差不超過墩臺高度的0.2%，且不超過20 mm。因此，在正常施工中，每滑一段距離就要進行中心校正。在滑升的時候一旦出現(xiàn)了偏移的情況，一定要馬上查清楚原因，對其進行針對性的糾正。校正方法一般都是把偏斜一側千斤頂抬高2～4 cm，然后慢慢去校正。每次校正量不宜過大，防止彎曲現(xiàn)象過于明顯。

4)控制操作平臺的水平度可以說是滑模施工的核心技術之一，因為如果操作平臺出現(xiàn)傾斜的情況之后，橋墩扭轉和滑移困難的情況就會變得非常的明顯。為了防止平臺出現(xiàn)這一類似的情況。要確保平臺材料堆放的均勻性，實現(xiàn)混凝土的順利澆筑，并對其進行一定的有效觀察。經(jīng)常用到的方法就是使用水平儀去對每一個千斤頂之間的高度差進行觀察，然后在支撐桿上面標出具體的滑動高度。同一水平面之上的千斤頂高差，在正常情況下不會大于20 mm，相鄰千斤頂高差最好不要大于10 mm。

3 橋梁高墩滑模施工工藝

3.1 施工之前的準備工作

依照施工現(xiàn)場的具體情況分析，在正式展開施工的整個過程當中，修建便道，整場的時候，要確保鉆孔這一些基本設備進入現(xiàn)場，水電配置這一方面的工作也要做好。只有施工的準備工作有效完成以后，才可以給今后工程過程中創(chuàng)造一個堅實的基礎。

3.2 滑模組裝和提升

3.2.1 拼裝的前后順序

在這一個過程當中，一定要遵守相關的順序去展開工作，依照先內(nèi)部后外部，先上部后下部的基本原則展開拼裝工作。其順序一般都是：墩底截面幾何中心就位→臨時安裝平臺的構件→內(nèi)部外部的鋼環(huán)以及輻射梁安裝→安裝一個頂架→模板和調(diào)橫系桿安裝→頂具與油管安裝→平臺和步板鋪設工序的鋪設構件→欄桿跟安全護之間的有序搭建。

3.2.2 檢查滑模和油路試壓

在拼裝這一個過程之中，必須要在第一時間對模塊的質(zhì)量進行檢測，要保證模塊的質(zhì)量能夠吻合滿足后期的施工需要。完成滑模拼裝這一工作之后，在對液壓進行提升的整個過程之中，必須挨個去檢查千斤頂，然后把壓力增加到10 MPa，等過了30 min以后，沒有出現(xiàn)漏油的情況。軟油管接頭一定要連接好，并且向12 MPa進行增壓方面的工作，要盡最大可能保證沒有漏油情況以后才能夠展開安裝方面的工作。在接受相關指令以后對控制臺嘗試去進行運轉方面的作業(yè)，對全部的壓力表和相關器件的具體情況展開全方位的、具體的檢查工作，然后對所有的輸油管進行總試壓方面的工作，并且朝著10 MPa進行加壓的工作，進行多次的循環(huán)，檢查好所有的油路和千斤頂。如果在檢查的整個過程當中，有發(fā)現(xiàn)本身質(zhì)量問題，質(zhì)量跟工程施工的具體要求不符合，就不能夠投入使用，并且在第一時間對這一部分零件進行更換處理，最后才可以展開頂桿方面的工作安裝。

3.2.3 灌注混凝土以及滑模提升

在灌注混凝土之前，一定要把一層砂漿(砂漿的厚度要控制在2～3 cm)鋪筑到模里面去?；炷寥肽５倪@一個過程之中，必須要確保其均勻且對稱灑布到每一個位置上去，要求混凝土的表面水平性良好。等到前面的這些工作全部完成以后，就可以展開混凝土灌注這一方面的工作。初灌滑開，正常的滑升，末段滑升成為橋墩整體灌注的這一流程，在沒有任何突發(fā)、外來因素的干擾之下，灌注施工必須要帶有一定的連續(xù)性。如果因為各種方面的因素，不得不對混凝土灌注作業(yè)進行暫停處理，就必須要間隔1 h，進行2～3 cm提模，以免混凝土粘結模板。

3.3 混凝土的施工

3.3.1 配合比設計和控制

在選擇水泥的時候，一定要確保水泥的質(zhì)量優(yōu)良；所選取中砂的潔凈度要有所保障；粗骨料要確保是良好級配。上述條件滿足的情況下再對混凝土和易性、墩身表面平整度進行綜合的設置。在施工的過程當中，選取三維混凝土配合比必須要跟設計強度的要求相符合。為了滿足滑模這一方面的規(guī)定，可以應用低塑性的混凝土展開工作，2～4 cm是塌落度，0.5～0.65是水灰比的一個大致范圍，并且在2 h對初凝的時間把控好。

3.3.2 氣溫影響下的施工控制

氣溫對滑模施工的整體影響都是非常大的，為了確保模板可以有一個常規(guī)的提升度，避免混凝土流出來，造成頂桿失穩(wěn)的情況發(fā)生。一定要選擇低氣溫時進行工作。選擇合適的辦法對混凝土的施工條件進行優(yōu)化。當溫度非常低的時候，選擇使用的水泥必須要是高標號的，水灰比要適當?shù)剡M行降低處理，適當?shù)貙⑻嵘龝r間延長，保證脫模的時候的強度可以控制在0.2～0.4 MPa。依照上面內(nèi)容提到的脫模條件，正常情況下都是可以根據(jù)氣溫的具體情況，卻肯定滑升的速度，得出以下數(shù)據(jù)(見表1)。

表1 溫度和滑升速度有關的數(shù)據(jù)

3.3.3 修補和養(yǎng)護

等到混凝土脫模了以后，因為模板接縫不是很平，提升拉裂等一系列問題的出現(xiàn)。在混凝土的表層就會有非常多的問題，就好比裂縫就是一個常見的問題。面對這樣的一個情況，一定要做好各個環(huán)節(jié)的修補工作，借助抹子這一工具，去進行抹平處理，可以選用等級一樣的混凝土補漿壓平，等到混凝土脫模了以后，就可以根據(jù)氣溫的一個具體變化情況，做好養(yǎng)護這一方面的工作。

3.4 墩頂部位的施工

3.4.1 回收頂桿

當完成滑升作業(yè)之后，就要立刻對模板滑升時候用過的頂桿進行進行回收工作，這樣做的目的就是為了方便往后工作過程當中的二次利用更加方便一些。伴隨模板行程套管也能夠得到一定的有效提升，但是洞的內(nèi)部比較容易掉落進入一些雜物，如果一旦發(fā)生預桿就會出現(xiàn)膠結的情況，沒有辦法充分地拔出來，在確?；１阋酥翟谝粋€合理有效的范圍里面的時候，頂桿回收的比值必須要達到90%及以上。

3.4.2 墩頂施工

在頂部空心墩之后就可以通過空心段朝著向墩頂實體段過渡。并且進行托盤頂帽方面的連接工作，方便后面工作的頂帽施工，然后把木盒預埋到空心墩頂上面處，留出來一個缺口的位置，展開預制鋼筋混凝土過梁的設置，然后通過實體段底模替代蓋板，然后再把箍圈鋼板放置到空心墩的頂部位置，再把一定數(shù)量的吊籃牛腿懸掛到箍圈上面去，把一定數(shù)量的吊籃牛腿懸掛到箍圈上面去，通過圍欄連接牛腿，構成一個工作平臺，隨后進行托盤頂帽的施工。

3.4.3 墩身內(nèi)壁懸掛鐵梯

在墩身的內(nèi)壁位置懸掛一個鐵梯，其目的就是為了今后展開高墩工作的施工人員上下方面。這就要求把門洞預留到墩的底部，其尺寸為0.6 m×1.2 m，墩身的內(nèi)壁里面間隔大約在2 m進行膨脹螺栓埋設，并且進行鋼鐵梯懸掛。連接洞頂?shù)奈恢帽仨氁A留出一個門洞，并且還要連接墩身的外壁跟墩頂預埋件，并且安裝一個鐵梯。在滿足上述條件，架梁施工正常完成以后，就可以把墩底提前預留出來的門洞進行封閉處理。

3.5 鋼筋的加工和安裝

鋼筋籠一般都是在液壓折彎機器跟剪切的共同作用下完成的。但是，針對規(guī)模比較小或者是定制的工作而言，手動鋼筋彎曲就已經(jīng)能夠展開工作了。鋼筋通過鋼筋固定或者是工作人員把鋼筋和混凝土模板進行分離，構建混凝土保護面并且保證實現(xiàn)合適的嵌入。網(wǎng)箱里面的鋼筋通過點焊的形式連接在一起，捆扎鋼絲，有的時候使用電焊或者是機械連接。針對環(huán)氧涂層或者是鍍鋅鋼筋的綁扎，一般情況下都是分別使用環(huán)氧涂層跟鍍鋅鋼絲展開工作。

箍筋形成鋼筋籠的外部。箍筋一般情況下都是矩形狀的，并且沿著柱子或者是橫梁間隔出一定的位置距離，這樣做就是以防剪切遭受到破壞的情況發(fā)生。

機械連接也被人們叫做是“機械聯(lián)軸器”或者是“機械接頭”，采用機械連接的形式把鋼筋有效地連接在一起。機械耦合器就是降低現(xiàn)澆混凝土施工過程中高度加固的一個區(qū)域螺紋鋼塞的有效舉措。這一些耦合器有的時候也會使用到預制混凝土構件之間的連接位置。

4 橋梁高墩滑模施工質(zhì)量的有效控制

在矩形、圓形這一系列空心、實體形狀的橋梁高墩施工過程之中，滑模的應用范圍比較廣。模板結構、提升設備以及配套設備都是滑模施工的一個關鍵性內(nèi)容。依照滑模設計圖能夠進行模板結構加工制作。在全面有效對橋梁高墩滑模的基本工作原理有一個了解以后，就可以進一步對施工的工藝進行規(guī)范化的處理，盡可能對其質(zhì)量進行控制。

在對滑模進行施工的時候，一定要保證質(zhì)量到位。如果防控舉措出現(xiàn)一些問題。就有很大可能會出現(xiàn)偏移、扭動的情況。面對這樣的一個情況，必須要加大滑升模板前后的檢查工作，確保整個過程沒有問題。一旦發(fā)生問題，必須要在第一時間進行有效的處理和整改。等到滑模提升以后，必須要跟混凝土灌注搗固互相進行，并且在整個施工的過程當中，還要切實完成一系列的工作。每一個工序之間都必須要做到配合密切，把每一個工序之間的連接工作都協(xié)調(diào)到位，掌握好模板的提升具體速度，確定混凝土的凝固具體時間，只有這樣，施工的質(zhì)量才能夠得到有效的提升。

高墩滑模作為一種高空作業(yè)，在施工的整個過程當中，一定要依照國內(nèi)的有關規(guī)定展開工作。按設計要求安裝滑動模板、操作平臺，并在平臺周圍設置防護柵欄和安全網(wǎng)，在對平臺進行設置的時候一定要留出適當?shù)目障?，并且還要在平臺的周邊位置設置一個安全防護攔。參與施工的工作人員在這一個操作平臺上的時候一定要注意分散站立。還需要構建一個完善且全面的安全防護體系，設置專門負責安全檢查的工作人員，有效防止一切安全隱患發(fā)生的可能。

5 結束語

把滑模施工技術有效應用到橋梁的施工過程之中，可以有效提升滑升過程中的的效率，施工的時間周期也會有明顯的減少。但是在橋梁高墩的具體施工過程之中，依然還是有許多的復雜因素存在。面對這樣的一個情況，施工單位一定要對滑模施工技術展開深入的研究和分析，通過這樣的方式有效提升國內(nèi)橋梁的整體施工技術水準。

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