龍廣堃
摘要:文章針對以往橋梁高墩施工技術存在的不足,提出液壓翻模施工技術,通過分析其作業(yè)原理,結合工藝流程,提出該技術在某工程的應用方案,并以施工安全可靠性、經(jīng)濟社會效益作為評價指標進行了應用效果分析。結果顯示,該技術采用工具式拉桿支撐橋梁高墩,比較容易控制混凝土施工質(zhì)量,通過多維約束提高現(xiàn)場施工安全性,工期比較短,且兩項指標均達到了施工要求,充分體現(xiàn)了液壓翻模施工技術的應用優(yōu)勢。
關鍵詞:液壓翻模施工技術;高墩;高速公路橋梁工程
中國分類號:U443.22
0引言
高速公路橋梁工程日漸復雜,對高墩施工技術水平的要求越來越高[1]。目前,應用比較多的高墩施工技術有翻模、滑模、滑翻、爬模等,這些技術的應用,主要結合模板進行施工[2]。由于模板的配合使用,對施工操作條件要求較高,加大了作業(yè)安全風險,工程外觀質(zhì)量比較差,存在較大提升空間[3-4]。為了完善高墩施工技術,本文提出一種液壓翻模施工技術,綜合各項施工影響因素,引入智能化操控技術,以此提升高墩施工技術水平。
1液壓翻模高墩施工技術
1.1液壓翻模系統(tǒng)結構及作業(yè)功能
與以往高墩施工技術相比,本文提出的液壓翻模高墩施工技術吸取了各項施工技術優(yōu)勢,省去了預埋環(huán)節(jié),不需要在混凝土中添加埋件。液壓翻模高墩施工技術采用工具式拉桿支撐橋梁高墩,比較容易控制混凝土施工質(zhì)量,通過多維約束,大大提高了現(xiàn)場施工安全性。另外,該技術的應用對混凝土的強度沒有過多要求,工期比較短,適合大部分公路橋梁高墩施工要求。如圖1所示為液壓翻模系統(tǒng)結構。
圖1中,液壓翻模系統(tǒng)主要由防墜系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、加強橫背楞連接件、外支架、曲臂橫梁、豎向?qū)Я?、上層模板、下層模板、操作平臺、直橫梁、加強橫背楞、橋墩組成,利用模板翻升功能性操作系統(tǒng)和翻模支架,實施工程多面翻升、單面翻升。以下為該項技術應用的主要作用:
(1)本技術操作支持上下層模板交替翻升,利用模板系統(tǒng)操控,通過調(diào)節(jié)上下層模板,實現(xiàn)交替翻升。
(2)模板拆裝操作系統(tǒng)的核心部件為伸縮臂,每一個模板配備伸縮臂數(shù)量為4個,作為提升模板和拆裝模板的構件,以傳力的方式施工[5]。另外,高墩外架的提升同樣運用伸縮臂施工,以此滿足承力要求。
(3)提升系統(tǒng)主要由下滑塊、下滑箱、導軌面上齒塊、泵站、油缸等多個部件組成,用于模板的提升或者拆裝,起到很好的支撐作用。同時,也可以作為模板提升作業(yè)的動力,根據(jù)操控需求,將力作用于外架、伸縮臂上,從而實現(xiàn)外架的提升、伸縮臂的滑動作業(yè)。
(4)外支架系統(tǒng)主要由直橫梁、曲臂橫梁、導軌、斜撐等多個部件組成,利用該系統(tǒng)承受高墩架構的重力,通過導軌傳輸此重力,使其傳輸至曲臂橫梁,最后轉(zhuǎn)入加強橫背楞[6]。
(5)防墜系統(tǒng)主要由兩部分組成,分別是自動防墜滑塊和傳力齒塊,主要用于阻止外架下墜,同時起到一定防滑效果,降低模板下墜的可能性。
(6)操作平臺主要由鋼筋綁扎平臺、液壓翻模裝置、裝修平臺組成,利用該平臺施工操作,能夠節(jié)省大量人力資源,而且安全性能較高。
(7)混凝土養(yǎng)護用水利用水箱進行供水。
1.2液壓翻模技術作業(yè)原理
該項技術綜合了當前多種高墩施工技術的優(yōu)勢,采用液壓翻模控制方式,提高施工技術水平[7],不僅施工時間較短,而且具有一定安全性能保障。如圖2所示為其施工技術作業(yè)原理。
該項技術的作業(yè)原理是:利用伸縮臂液壓缸控制下層模板,下達收縮操控命令,便可以拆除下層模板,而后移動和提升模板,按照施工作業(yè)路線,將模板運送到指定位置;接下來開啟液壓提升系統(tǒng)作業(yè)模式,此處支持手動/自動控制,提升下層模板,當其上升高度超過上層板高度時,停止提升[8];按照設定的模板安裝位置,控制伸縮臂伸展距離,安裝完成后,下層模板與上層模板的高低層次更換,但是模板上下仍然相對。按照此方法,完成工程中所有模板的升降操作。
2液壓翻模高墩施工技術在某公路橋梁工程施工中的應用
2.1工程簡介
某高速公路橋梁工程位于山區(qū),采用跨徑結構施工,跨越山溝深谷,墩高的高度不一,為35~98 m,墩柱均高45.5 m,墩柱為實心墩,橫截面尺寸為6.4 mm×2.5 m。由于該工程所處地區(qū)環(huán)境較為特殊,施工條件較差,設備難以進場,對高墩施工技術要求較高。施工期間除了要考慮施工設備運行問題,還需要綜合考慮施工安全風險、經(jīng)濟效益問題。本次研究以液壓翻模技術作為施工技術,探究該項技術的應用功效。為了體現(xiàn)研究價值,本文以翻模技術應用的經(jīng)濟社會效益作為參照,展開對比分析。
2.2技術應用
2.2.1工藝流程
按照液壓翻模技術原理,設計技術應用工藝流程如下頁圖3所示。
(1)按照綁扎、支模、澆筑的順序,分別對第1節(jié)和第2節(jié)鋼筋混凝土進行施工。其中,第1節(jié)下層支撐采用模板拼裝作業(yè)方式,而第2節(jié)的上層支撐則是通過拼裝上層單塊大模板得以實現(xiàn)。
(2)開啟外支架等一系列系統(tǒng),將收縮裝置安裝在第1層模板上,同時綁扎下節(jié)段鋼筋,而后翻升下層模板,包括豎向和水平方向收縮、拆模、沿著水平方向延伸模板并安裝。待模板安裝完畢,開始澆筑下一段墩柱混凝土。
(3)提升外支架,包括拆除、移動、提升、安裝4項操作,完成初步冷凝。與此同時,開始綁扎下一段鋼筋。
(4)翻升下層模板,澆筑再下一段混凝土,判斷當前混凝土高度是否達到墩頂,如果達到墩頂,則拆除液壓翻模,反之,繼續(xù)提升外支架,并綁扎下一段鋼筋,反復最后一個階段的施工內(nèi)容。
2.2.2技術應用方法
模板運送到指定位置,利用混凝土澆筑,形成初凝模板。選擇斜向支撐和伸縮臂作為施工工具,使用數(shù)量分別為2個、4個,將其作用在單側(cè)模板承力。此時,調(diào)整外支架系統(tǒng)和液壓提升系統(tǒng)的位置,保持兩個系統(tǒng)之間的距離,距離不宜過大。接下來,利用曲臂橫梁承受外支架產(chǎn)生的重力,作為重力傳送裝置,將此部分力作用在伸縮臂上,由4個伸縮臂同時承受,使重力得以全部轉(zhuǎn)移,不再繼續(xù)約束曲臂梁。與此同時,利用伸縮臂液壓缸推移外支架,按照設定距離推移到指定位置,利用液壓提升系統(tǒng),將外支架提升至相應高度。同樣,此操作步驟支持自動/手動操作,檢測外支架高度。當其達到設定高度時,下達伸縮臂液壓缸收縮作業(yè)命令,而后推動外架,在滑箱的作用下,使得外架向橋墩中心轉(zhuǎn)移。按照設定的位置,檢測到外架到達設定位置后,利用銷栓連接加強橫背楞和曲臂橫梁,而后再次轉(zhuǎn)移重力,外支架的重力由曲臂橫量承受,下層模板等待滑箱和伸縮臂的到來,下達下移部件操作命令,使得這些部件到達下層模板。接下來,同樣采用銷栓連接加強橫背楞和曲臂橫梁,再一次下達伸縮臂收縮控制命令,此時位于下層的模板將從原來位置拆除。按照這個操作步驟,完成模板的提升與拆除,直至橋墩施工結束。
2.3應用分析
2.3.1施工安全可靠性分析
目前,應用比較多的液壓爬模施工技術以預埋件作為承力點,約束對象比較單一,將施工安全保障集中在此承力點上。如果施工期間受各項因素影響,導致操作預埋件承力出現(xiàn)偏差,就會產(chǎn)生施工安全問題。因此,該項施工技術的應用存在較大的施工風險。
本文提出的液壓翻模技術,利用拉桿、模板、閉合梁共同作用,施工期間拉桿產(chǎn)生的約束力、模板和混凝土產(chǎn)生的摩擦力,共同作用在上層模板和下層模板上,彼此相互支撐,形成多維結構,加大了施工安全性能。相比之下,液壓翻模技術的應用有利于高墩施工安全性能的提升。
2.3.2施工社會經(jīng)濟效益
本次應用研究以兩個高墩施工為例,利用一套液壓翻模裝置進行施工,統(tǒng)計各項費用支出,以普通翻模技術的應用作為參照,同樣計算支出費用,對比兩種施工技術產(chǎn)生的支出費用,從而判斷本文提出的技術應用方案是否具有一定的社會經(jīng)濟效益。其中,費用支出項目主要包括機械費、材料費、人工費等。如表1所示為施工費用統(tǒng)計結果。
由表1統(tǒng)計結果可知,項目兩個高墩施工消耗混凝土1 625 m 3,共節(jié)約1 625×135.8=22.067 5萬元。由此看來,采用液壓翻模技術的應用,可以創(chuàng)造比較高的經(jīng)濟效益,擴大此項技術應用范圍,可以此創(chuàng)造更高的社會效益。
3結語
本文在以往橋梁高墩施工技術的基礎上,綜合各項技術的優(yōu)勢,引入智能化、設備化開發(fā)思想,提出液壓翻模施工技術研究。按照此項技術的作業(yè)原理,設計技術應用工藝流程。同時,以某高速公路橋梁工程為例,將液壓翻模施工技術應用至高墩施工。應用結果顯示,本施工技術不僅具有較高的施工安全可靠性,而且還可以創(chuàng)造一定的社會經(jīng)濟效益,可為同類高速公路橋梁施工提供借鑒。
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