山区高速公路涵洞无拉杆整体式模板台车施工工法.pdf
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1、 二、工法内容 山区高速公路无拉杆整体式模板涵洞施工工法山区高速公路无拉杆整体式模板涵洞施工工法1 前言 1 前言 随着高速公路的迅速发展,施工工艺和施工水平的显著提高,对 混凝土结构物内在及外观质量的要求也不断提高,盖板涵墙身常规施工多采用钢管支架配合对拉螺杆固定内、外模板的施工工艺,但混凝土浇筑完成后表面钢筋疤点和孔洞较多,装饰十分困难,很难达到理想的效果,本着精心组织、科学施工、创建精品的原则,根据盖板涵的结构特点,为了提升涵洞墙身的平整度、垂直度、外观色泽 等质量控制指标,总结以往涵洞的施工经验,对传统模板体系进行总 结改进,设计出现在的无拉杆模板体系且盖板涵墙身每节对称浇筑,克服了有
2、拉杆施工混凝土外观质量的缺陷。电动无拉杆整体式通道(涵洞)模板台车颠覆了通涵墙身现浇施工的传统模式,墙身不再需要内部拉杆孔进行加固,提升了墙身施工的工效及外观效果;台车的加固系统、支撑系统、提升系统、安全系统、行走系统简便易操作,减少了工人的数量,台车的加工可充分利用就有的原材,提高了材料的周转次数,拼装后一次成型,转运便捷,节省了 50%的人工,施工进度达到一天一循环,减少了施工措施费的投入,标准化、机械化、自动化程度更高,提升了经济效益,符合当下节能环保的行业需求。山区高速公路无拉杆整体式模板涵洞施工技术 2018 年 9 月在广西壮族自治区科学技术情报研究所进行查新,查新结果为广西未见广
3、西未见,相关研发成果于 2018 年 12 月被中国公路建设行业协会评为国内先进水平国内先进水平,2018 年 11 月 2 日,广西荔玉高速公路有限公司组织了全线 19 个施工单位及九个总监办在荔玉 14 标的施工现场进行现场观摩学习,并全线推广新技术,2018 年 11 月2019 年 5 月期间,广西高速公路投资有限公司、广西交通投资集团有限公司、广西桂东高速公路有限公司、广西贵隆高速公路、广西南天高速公路等广西区内的多家业主单位组织来荔玉 14 标施工现场进行了观摩学习。2 工法特点 2 工法特点 电动无拉杆模板台车根据涵洞设计图纸要求,根据墙身结构尺寸进行模板设计,单节墙身采用独立模
4、板,模板支撑加固采用刚性支撑体系,内模采用定制的可调节伸缩式钢管架进行支撑加固,外模在模板两端用双拼工字钢加高强对拉螺杆进行加固,模板中无需在增加加固螺杆,整个模板表面为一整体,提高涵洞墙身外观质量,模板拼装快速简便,提高了施工功效,台车主要由模板系统、支撑系统、加固系统、行走系统、控制系统组成一个整体。电动无拉杆整体式涵洞模板台车采用大块的钢模板整体拼装、焊接、打磨而成,减少模板拼缝明显、施工错台等问题,减少了混凝土色差,保证了涵洞墙身的大面平整。为确保模板不变形在模板后侧增加了桁架式型钢背肋进行加强,加大模板的整体刚度;支撑系统利用三角支撑式的力学原理,采用型钢或钢管焊接成支架,在支架系统
5、上设置可调节的顶托,对墙身的内侧两块模板进行加固。底部采用底托支撑限制滑移;中部采用 3 个内侧顶托进行加固,顶部采用高于墙身的高强对拉螺栓进行连接,整个墙身不需要再设置拉杆,整个墙面没有拉杆孔,可以有效避免涵洞墙身拉杆孔渗水。模板行走时,采用挂在顶部桁架式横梁上的电葫芦将模板调离地面 10-20cm,通过设置的滑轮及定型钢轨道行走,与龙门吊的行走系统类似。安全系统采用电动控制方式,断电即可锁轨停止,不再另行设置锁轨器,安全系数高。涵洞整体台车的使用,减少了钢管架的搭设,拼装后一次成型,转运便捷,节省了 50%的人工,4 个人,一天一循环,践行自动化减人,机械化换人的理念。项目使用的模板台车,
6、除面板需要加工外,其他的材料均是利用原有的材料,型钢、钢管的的周转次数增多,减少了施工成本的投入,符合当下节能环保的行业需求。3 3 适用范围适用范围 本工法适用于所有新建的高速公路、市政道路、铁路、一级公路、二级公路的涵洞、通道工程。4 4 工艺原理工艺原理 为了提升了山区高速公路通道、涵洞墙身施工的工效及外观效果,使墙身模板施工的标准化、机械化、自动化程度更高,通过对墙身模板进行优化、调整,设计了无拉杆的涵洞墙身浇筑台车,不再需采用拉杆进行加固,通过设置在台车上的加固系统、支撑系统、提升系统、安全系统、行走系统等装置,使台车变得简便易操作,并且台车加工充分利用旧有原材,提高了材料的周转次数
7、及利用率,通过研究及应用效果表明,模板台车的应用,颠覆了通涵墙身现浇施工的传统模式,减少了工人的数量,节省了 50%的人工,加快了施工进度,减少了施工措施费的投入,提升了经济效益。5 5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 图 5-1 通道、涵洞施工工艺流程 5.25.2 无拉杆整体式墙身模板台车构造无拉杆整体式墙身模板台车构造 电动无拉杆墙身模板台车根据通道、涵洞设计图纸要求,根据墙身结构尺寸进行模板设计,单节墙身采用独立模板,模板支撑加固采用刚性支撑体系,内模采用定制的可调节伸缩式钢管架进行支撑加固,外模在模板两端用双拼工字钢加高强对拉螺
8、杆进行加固,模板中无需在增加加固螺杆,整个模板表面为一整体,提高涵洞墙身外观质量,模板拼装快速简便,提高了施工功效,台车主要由模板系统、支撑系统、加固系统、行走系统、控制系统组成一个整体。图 5.2 无拉杆模板台车图 5.2.15.2.1 模板系统模板系统 电动无拉杆整体式涵洞模板台车 6m 一节的模板台车总重约 28t,其中内侧模板 7t,外侧模板 6t,其他的 2t。内侧墙身模板采用 5mm 钢板组合而成,先拼装成长 6.3m高2.5m 两块模板后,再整体拼装焊接成长 6.3m高 5m 的整体式定型大面模板。为确保模板不变形,在模板后侧增加了桁架式型钢背楞加强模板的整体刚度,即采用 6 道
9、 I20 工字钢横向背楞+3 道 I25 工字钢竖向背楞进行加固,三条纵向背楞再分别加一道加劲梁,可以有效平均分配混凝土浇筑过程中的横向侧压力及混凝土冲击力,抗冲击力强,不易变形,进一步保证模板的刚度,横向背楞与纵向背楞采用精轧螺纹钢栓接成一个整体,可整体吊装也可以拆卸运输,拼装完成后的模板,大面平整度及模板间错台均小于 1mm。图 5.2.1 模板实物图 5.2.25.2.2 支撑系统支撑系统 利用三角支撑式稳定性高的力学原理,采用型钢或钢管焊接成支架,支撑系统主要设置 3 层。1 层为钢管顶托托架层,主要用于放置可移动的钢管顶托,便于根据内侧模板的背楞位置放置顶托;2 层为施工平台层,铺设
10、适合施工作业条件的底板即可进行作业,并且设置装配式的护栏,保证作业人员的安全,防止高处坠落;3 层为模板起吊层,设置成桁架的型式,对称的进行模板的起吊,避免出现偏压现象,导致支撑体系损坏。图 5.2.2台车支撑体系 5.2.35.2.3 加固系统加固系统 在支架系统上设置可调节的顶托,对墙身的内侧两块模板进行加固,顶托采用两块内侧模板间对顶的方式进行限位对撑,传力顺序为混凝土浇筑模板背楞顶托垫板精轧螺纹钢顶托头顶托主体钢管精轧螺纹钢顶托头顶托垫板背楞模板。外侧模板与内侧模板的加固采用三层体系,当涵洞墙身(含台帽)小于 5 米时,底部不再拉杆孔,依靠模板自身的刚度及中、上部连接就足以抵抗施工荷载
11、引起的变形及移位,完全不需要设置拉杆,整个墙面无拉杆孔。中部采用 3 个内侧顶托进行加固限位,不需要设置拉杆;顶部采用高于墙身的 A25 精轧螺纹钢对拉螺栓进行连接,不需要在墙身范围设置拉杆。对于端头,同样采用高强对拉螺栓进行连接,在竖向上间距为 1.0m,并在端头处设置端头板的限位加固装置,避免事故时,端头模板出现移位现象,造成沉降缝错位。支撑体系与内侧大块模板之间使用合叶式栓接,开启、关闭方便,可以使支撑体系与模板迅速分离,便于快速移动模板及吊运。图 5.2.3台车加固体系 5.2.45.2.4 行走系统行走系统 行走系统主要由钢轨道加电机组成,采用轨道钢+主动电机+从动轮的组合而成,安全
12、、快速、轻便,提升系统主要由同步工作的电葫芦+型钢组成。行走、提升系统及工作平台台车的核心支架采用 4 根 A20 的钢管配以数根工字钢焊接而成,核心支架与行走电机连接成一个整体,放置在刚轨道上组成行走系统;顶端垂直于涵洞纵向,焊接两根在端部悬挂电动葫芦的 A20 横向钢管作为提升系统的受力构件,将电葫芦挂在置于受力构件上的型钢上,便可以进行移模作业。模板行走时,采用挂在顶部桁架式横梁上的电葫芦将模板调离地面 10-20cm,通过设置的滑轮及定型钢轨道行走,与龙门吊的行走系统类似,行走时保持低速、匀速,一般 5min 左右可移动 6 米;一般 0.5-1 小时可将模板全部移动完成。加固、检查一
13、般为 1-2 小时左右,一天可完成一段墙身混凝土浇筑,然后启动行走系统,将模板移动至即将施工的下一节墙身。5.2.55.2.5 控制系统控制系统 控制系统采用电动控制方式,行走时保持低速、匀速,断电即可锁轨停止,不再另行设置锁轨器,安全系数高。5 5.3 3 通道、通道、涵洞墙身涵洞墙身施工施工 5.3.15.3.1 模板机具准备模板机具准备(1)涵洞、通道墙身混凝土采用无拉杆整体式模板台车施工,模板采用 6mm 钢板加工而成。(2)进行涵洞(通道)主要施工机具有:挖掘机、装载机、吊机、钢筋加工机具和混凝土施工机具等。(3)各种模板、机具设备配置齐全,性能良好,满足施工要求,施工前必须进行自检
14、,确保运行良好,配备备用发电机,确保混凝土施工正常开展。(4)项目部质检人员及监理工程师应对模板机具的数量、型号、性能进行检查。5.3.25.3.2 模板安装与拆除模板安装与拆除 台车采用整体式模板台车,外购大块的钢模板在现场拼接完成,采用电焊机对模板的拼缝进行焊接处理,并进行打磨,确保接缝平整,无错台,模板的支撑系统采用钢管及型钢组合的支撑体系,支撑牢固,稳定系数达到 2.5。台车的浇筑长度为 6.0m,吊运采用 25t 汽车吊车进行、专用台车运输车的形式,组装完毕后可采用自带的电动行走系统行走。模板脱离前进行混凝土强度检测,达到规范要求值后进行模板拆除;拆除时应先用千斤顶同步取代丝杆支撑,
15、然后将丝杆回缩,在同步均匀调低千斤顶,模板自然脱离底板,最后用倒链辅助将台车移动至下一个工作面,进行循环作业。5.3.35.3.3 混凝土浇筑与养护混凝土浇筑与养护 混凝土的拌制 严格按混凝土配合比拌制混凝土,混凝土搅拌完毕后,应检测混凝土拌和物的坍落度;浇筑过程中要严格控制混凝土的坍落度及和易性。应检查混凝土拌和物的均匀性,混凝土拌和物应拌和均匀颜色一致,不得有离析和泌水现象。混凝土的运输入模 混凝土由罐车运送至现场,放入料斗内,利用吊车将料斗吊至待浇筑位置入模,入模高度不能大于 2m,超过 2m 则布置串筒。应避免串筒出料处混凝土接触系梁钢筋,发生分离、离析。图 5.3.3-1 无拉杆模板
16、台车浇筑混凝土前的检查 混凝土浇筑振捣 每侧墙身对称水平分层浇注,应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土,分层应保持水平,分层厚度不宜超过 30cm;采用插入式振捣器振捣混凝土,每次移动间距不应超过振动器作用半径的 1.5 倍,与侧模应保持 510cm 距离,插入下层混凝土 510cm,每振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒,应避免振动棒碰撞模板、钢筋;对每一振动部位;浇筑混凝土期间,应设专人检查支架、模板、钢筋等稳固情况,当发现有松动、变形、移位时,应及时处理。混凝土外观质量保证措施 为保证混凝土表面光泽及颜色一致,尽量采用同一厂家、同一品牌的水泥、同一料场或料源产地的石料、砂料,外加剂
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