钢模板在铁路客运专线特大桥桥墩施工中的应用

摘 要：本文根据工程案例,结合相关规范,介绍了桥墩（包括墩身和托帽）钢模板的设计、加工、安装、拆除等施工工艺、方法,以及质量、安全等控制要点,使高空、立体、平行、交叉作业有了可靠的安全保证,同时也加快了工程进度,降低了工程成本.

关 键 词：铁路客运专线；特大桥桥墩；钢模板；施工

1.前言

铁路客运专线桥墩大部分墩身较高,工程量大,工期短,因此桥墩施工是工程的关键所在,对于20m以上的高墩柱施工存在以下的难点：施工周期长；模板和机械设备的投入大；高墩施工定位控制难度大；高墩施工接缝的处理要求高；高空作业,施工安全度低.

钢模板施工一直是各项混凝土结构工程中的关键工序,尤其是在特大桥桥墩的施工中,因结构体积庞大,对钢模板的设计、施工工艺方法、施工质量安全提出更高的要求,但是现场施工中屡屡出现钢模板设计不合理、施工不规范,甚至发生很多大块钢模板质量、安全事故,导致重大损失.如何规范钢模板在设计、施工中的实际操作,避免质量安全事故的发生,显得尤为重要.

2.桥墩钢模板的施工工艺及方法

2.1施工工艺

模板设计模板加工模板试拼模板安装模板拆除

2.2、施工方法

2.2.1、钢模板设计

双线圆端形实体桥墩墩身按两个半圆设计模板,模板竖向及水平接头均采用槽钢或扁钢加强对接,托盘顶帽模板应根据施工图要求分为四部分,模板缝用钢板胶粘接,并打磨平整,不使用对拉筋.

组合钢模板施工设计内容包括配板设计、支承系统设计、异型模板大样图、结构受力验算等.

主要使用平面模板,其容许挠度小于模板构件跨度的1/400.

模板用量的估算：一般每1m3混凝土结构的展开面积模板用量U（m2）的基本表达式：U等于A/V

式中――模板的展开面积（m2）

――混凝土的体积（m3）

若墩身截面为矩形,边长为时,每立方米混凝土模板用量U等于2（a+b）/ab.

对于墩台身模板的计算荷载主要是模板与支承件自重、施工人员与施工设备荷载、振捣混凝土时产生荷载、新浇筑混凝土对模板侧面的压力以及倾倒混凝土时产生的荷载等,具体模板荷载计算参考值如下：

（1）模板、支架和拱架的容重：①,组合钢模板及连接件,0.5kN/m3；②,组合钢模板连接件及钢楞,0.75kN/m3.

（2）混凝土、钢筋混凝土等的容重：①,新浇筑砼、钢筋砼或片石砼可采用24kN/m3；②,钢筋混凝土,以体积计算含筋量≤2%时,采用25kN/m3,≥2%时,采用26kN/m3.

（3）施工人员、施工料、具行走运输、堆放荷载：①,计算模板及支承模板的小棱时,均布荷载可取2.5kPa,另以集中荷载2.5kN进行验算；②,计算直接支承小棱的梁或拱架时,均布荷载可取1.5kPa.③,计算支架立柱及支承拱架的其他结构构件时,均布荷载可取1.0kPa.

（4）振捣混凝土时产生的荷载：作用范围在有效压头高度之内,水平模板可取2.0kPa,垂直面模板4.0kPa.

（5）新浇混凝土对模板侧面的压力：采用内部振捣器时,当混凝土的浇筑速度在6m/h,新浇筑的普通混凝土作用于模板的最大侧压力可按下式计算,取最小值：；,式中为最大侧压力（kPa）,为有效压头高度,为混凝土浇筑速度,为初凝时间,为混凝土的容重,为影响系数.

（6）其他可能产生的荷载：如雪荷载,冬季保温设施荷载等,按实际情况考虑.

2.2.2、钢模板加工

采用桁架式定型组装钢模,在工厂加工制作,为便于吊装,模板需分节制造,每节高度控制在3m左右.模板板面之间应平整,接缝严密,不漏浆,保证结构外露面美观,线条流畅.加工好后运到现场采用吊车安装,模板组装前,在基础顶面放出墩台中线及墩台实样,并对连接面的浮浆、泥土等清除干净.

支架采用钢管脚手架,模板吊装就位后,用φ12钢丝绳拉纤,并用花蓉螺栓调整模板的垂直度,同时用碗扣式支架作为临时支撑,对模板进行加固支撑,以保证模板的稳定性.

2.2.3、钢模板安装

组合钢模板通常在施工点现场吊装.吊装前应确定拼装顺序,自下而上逐节安装,上下两层竖向接缝应错开.为便于拆除,模板内拉条宜套上硬质塑料管或钢管,模板与混凝土接触面应刷脱模剂.模板拼好后要进行全面测量检查.墩顶支座垫石部位需预留锚栓孔,位置及大小遵照支座安装图.

2.2.4、钢模板拆除

墩身模板为非承重侧模板,混凝土强度达到2.5MPa,混凝土芯部与表层、表层温度与环境温度之差均不大于15℃,且能保证构件棱角完整时方可拆除；托盘模板应保证混凝土强度达到设计强度的80%以上时方可拆除.气温急剧变化时不宜进行拆模作业.

一般先拆除不承重的模板,后拆除承重模板,并以先上后下的原则进行拆除.拆除钢模板时必须站在安全的地方操作,先拆钩头螺栓和内外钢椤,然后拆下U型卡、L型插销,再用钢钎轻轻撬动刚模板.拆下的模板要及时清理,去除版面上残余的混凝土,刷油,存放好,对损坏的模板进行修复.

3.钢模板质量控制及检验

3.1、质量控制

1）钢模板严格按技术规范加工,保证钢模具有足够的强度、刚度、平整度和光洁度并要装拆方便.

2）模板安装时要涂脱模剂,加贴防漏胶条,并注意控制高差、平整度、轴线位置、尺寸、垂直度等技术要求,逐一检查,防止漏浆、错装等错误.

3.2、检验

检验方法要求按规范“《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设[2005]160号”上的表8.2.4,来执行.

4.安全与环保措施

1.模板的吊装和拆除应注意安全.拆下的模板不得从高处掷下,要有人接应拿稳,并送至堆放点放好,拆下的小连接件不得到处乱扔,以免丢失或被埋入土中污染环境,应送至指定点装入箱中,以备下次使用.经常检查线路,以防电线漏电.起重设备,上料都应经常检查,钢绳应注意检查保修,各种扣件应经常维护.

2.施工工地应悬挂危险标志和警示牌,并安排专职安全员随时检查安全状况,排除安全隐患.施工人员按规章作业,加强通信联络,专人负责起重设备指挥.

3.建筑垃圾必须集中堆放并随时清理,当天运走；不用的料具和机械及时清退出场,保持场地清洁.

4.合理分布动力机械的工作场所,尽量避免同处运行较多的动力机械设备.对空压机、发电机等噪音超标的机械设备,四周搭设围拦降低噪音扩散.并尽量避开夜间施工,减少噪音扰民.

5.结束语

通过以上实践经验和规范操作,笔者认为,钢模板在铁路客运专线项目的具体施工中,采用合理的施工方法,严格执行规范化、标准化的措施,使高空、立体、平行、交叉作业有了可靠的安全保证,同时也加快了工程进度,降低了工程成本,此技术是合理可行的,对确保提高我国公路桥梁施工质量具有重要意义