滑升模板是用一节模板,连同工作脚手架以整体形式安装在基础顶面,依靠自身的支承和提升系统,在灌注混凝土的同时,模板也慢慢向上滑升,这样可连续不断地灌注混凝土。
滑升模板由一节模板(约1.2 m)、配套钢结构平台吊架、支撑圆钢、多台液压穿心式千斤顶和提升设备组成。
施工时充分利用混凝土初期(4~8 h)强度,脱模后在混凝土保持自立而不发生塑性变形的情况下使滑模得以连续滑升。
滑模的连续滑升能加快施工进度、缩短工期、节省劳力,从而可以取得较好的效果。但由于滑模是在混凝土强度还较低的情况下脱模,因而使混凝土表面出现变形或环向沟缝,有时会因水平力的作用使得滑模产生旋转。滑模在动态下灌注混凝土,提升操作频繁,因而对中线的水平控制要求严格,施工中稍有不当就会发生中线水平偏差。由于滑模脱模快,对混凝土防冻十分不利,故一般不适宜冬季施工。
(一)滑升模板的构造
模板挂在工作平台的围圈上,沿着所施工的混凝土结构截面的周边组拼装配,并随着混凝土的灌注由千斤顶带动向上滑升。滑升模板的构造,由于桥墩和提升工具的类型不同,模板构造也稍有差异,但其主要部件与功能则大致相同。一般可分为顶架、辐射梁、内外围圈、内外模板、内外支架、平台及吊篮等。
1.顶 架
顶架的作用是将模板重量及施工临时荷载传递到千斤顶上,并用以固定内外模板。顶架轮廓尺寸应按墩壁厚度、坡度、提升千斤顶类型等因素决定。千斤顶一般多固定在下横梁上。带有坡度的桥墩,顶架应设计成能在辐射梁上滑动的结构。
2.辐射梁与内外围圈
辐射梁为滑动模板的平面骨架,从滑模中心向四周辐射,与顶架或支架组合起来承受荷载,又作为施工操作平台。内外围圈用来固定辐射梁两端的相对位置。
3.内外支架
支架一般固定在辐射梁上,用调模螺栓来移动模板,模板上端则吊在辐射梁上移动,也可设计成能在辐射梁上用调径螺栓来移动的支架。
4.内外模板
滑动模板用2~3 mm钢板制作,高度一般为1.1~1.5 m,每块内模宽约0.5 m,外模宽约0.6 m,以适应不同尺寸的桥墩。收坡桥墩模板分固定模板与活动模板。
5.工作平台及吊篮
工作平台是供施工人员操作、存放小工具及混凝土分配盘用,即在辐射梁上安设钢制或木制盖板。吊篮设在顶架或支架下面,供调节收坡螺丝杆、修补混凝土表面及养护等需要,宽度约为0.6~0.8 m。
图10-2-1为滑模构造示意图。
图10-2-1 无坡度空心墩滑升模板构造示意图(尺寸单位:mm)
(二)滑升模板提升设备
滑升模板提升设备主要有提升千斤顶、液压控制装置及支承顶杆等部分。
提升千斤顶常用的有螺丝杆千斤顶(见图10-2-1)和液压千斤顶。液压控制装置是用来控制液压千斤顶提升和下降的机械。支承顶杆一端埋置于墩、台结构的混凝土中,一端穿过千斤顶心孔,承受滑模及施工过程中平台上的全部荷载。
(三)井 架
混凝土的垂直运输多采用井架提升混凝土,或者以井架为杆,另安装扒杆来吊送混凝土,如图10-2-2、图10-2-3所示。井架可用型钢或万能杆件组装。
图10-2-2 墩外井架布置
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图10-2-3 墩内井架布置
(四)滑升模板的设计要点
滑升模板整体结构是混凝土成型的装置,也是施工操作的主要场地,必须具有足够的整体刚度、稳定性及合理的安全度。
为了保证施工质量与安全,滑升模板各组成部件,必须按强度和刚度要求进行设计与验算。
模板设计荷载及模板结构设计,与普通模板的设计思路相同。
根据滑升模板提升时全部静荷载和垂直活荷载,通过计算确定支承顶杆和千斤顶的数量。提升过程中支承顶杆实际受力情况比较复杂,其容许承载能力应根据工程实践的经验选用。上述计算确定的支承顶杆数量,还应根据结构物的平面和局部构造加以适当的调整。
支承顶杆和千斤顶的布置方案一般有均匀布置、分组集中布置以及分组集中与均匀布置相结合等几种。
在筒壁结构中多采用均匀布置方案,在平面较为复杂的结构中则宜采用分组集中与均匀相结合布置方案。千斤顶在布置时,应使各千斤顶所承受的荷载大致相同,以利于同步提升。当平台上荷载分布不均匀时,荷载较大的区域和摩阻力较大的区段,千斤顶布置的数量要多些。考虑到平台荷载内重外轻,在数量上内侧应较外侧布置多些,以避免顶升架提升时向内倾斜。
(五)滑模浇筑混凝土施工要点
1.滑模就地组装
滑模组装完毕后,必须按设计要求及组装质量标准进行全面检查,并及时纠正偏差。
2.灌注混凝土
滑模施工要求混凝土早强,所以宜灌注低流动性或半干硬性混凝土,以便及早脱模,加快提升速度;灌注时应分层分段对称地进行,分层厚度20~30 cm为宜,并及时进行捣固。不得漏捣或重捣,不得碰顶杆、钢筋或模板;脱模时,混凝土应达到拆模强度,为缩短脱模时间,可根据气温掺用速凝剂,以便使混凝土早强;脱模后,立即对混凝土表面的缺陷进行修饰。
灌注后混凝土表面距模板上缘宜有不小于10~15 cm的距离。脱模后8 h左右开始养护,用吊在下吊架上的环绕墩身的带小孔的水管来进行。养护水管一般以设在距模板下缘1.8~2.0 m处效果较好。
3.提升与收坡
整个桥墩灌筑过程可分为初次滑升、正常滑升和最后滑升3个阶段。
从开始灌注混凝土到模板首次试升为初次滑升阶段,初灌混凝土的高度一般为50~70 cm,分3次灌注,在底层混凝土强度达到0.2~0.4 MPa时即可试升。将所有千斤顶同时缓慢起升3~5 cm,以观察底层混凝土的凝固情况。检查提升设备和模板各部分是否正常工作,发现问题及时处理,还应检查脱模混凝土强度增长是否正常。认为符合要求时,方可进入正常提升阶段。
现场鉴定可用手指按刚脱模的混凝土表面,基本按不动,但留有指痕,砂浆不沾手,用指甲划过有痕,滑升时能耳闻“沙沙”摩擦声,这些表明混凝土已具有必要的脱模强度,可以再缓慢提升20 cm左右。
初升后,经全面检查设备,即可进入正常滑升阶段。即每灌注一层混凝土,滑模提升一次,使每次灌注的厚度与每次提升的高度基本一致。
在正常气温条件下,提升时间不宜超过1 h。最后滑升阶段是混凝土已经灌注到需要高度,不再继续灌注,但模板尚需继续滑升的阶段。灌完最后一层混凝土后,每隔1~2 h将模板提升5~10 cm,滑动2~3次后即可避免混凝土与模板黏合。滑模提升时应做到垂直、均衡一致,顶架间高差不大于20 mm,顶架横梁水平高差不大于5 mm。
随着模板提升,应转动收坡丝杆,如图10-2-4所示,调整墩壁曲面的半径,使之符合设计要求的收坡坡度。
图10-2-4 收坡原理
4.接长顶杆、绑扎钢筋
模板每提升至一定高度后,就需要穿插进行接长顶杆、绑扎钢筋等工作。为不影响提升的时间,钢筋接头均应事先配好,并注意将接头错开。对预埋件及预埋的接头钢筋,滑模抽离后,要及时清理,不使之外露。
5.混凝土停工后的处理
在整个施工过程中,由于工序的改变,或发生意外事故,使混凝土的灌注工作停止较长时间,即需要进行停工处理。例如,每隔0.5 h左右稍微提升模板一次,以免黏结;停工时在混凝土表面要插入短钢筋等,以加强新老混凝土的黏结;复工时按施工缝处理规定办。
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