高塔液压爬模施工工法(内容详细).doc
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1、目 录1.前言12.工法特点13.适用范围24.工艺原理25.施工工艺流程及操作要点25.1液压爬模系统构成及主要性能参数25.1.1液压爬架主要构成25.1.2模板主要构成45.1.3液压爬模系统主要性能参数选择45.2总体施工工艺流程55.3操作要点65.3.1爬模系统安装65.3.2爬模系统的操作和使用95.3.3液压爬模系统的维护145.4劳动力组织156、主要设备167.质量控制167.1 质量控制标准167.2 质量保证措施178.安全措施199.环保措施2010.效益分析2111.应用实例23高塔液压爬模施工工法编制单位:中交第二航务工程局1.前言近年来我国桥梁事业发展迅速,新建
2、桥梁的跨径越来越大、结构越来越复杂,索塔高度也越来越大,施工要求也越来越高,所以利用液压爬模施工的优势已越来越显著。中交第二航务工程局承建的苏通大桥C3标索塔塔高300.4米,最大截面积为15.008m8.061m,为目前世界上最高的斜拉索桥塔。索塔从2005年5月施工以来,一直采用液压爬模施工工艺,至2006年9月索塔成功封顶。为了促进液压爬模施工工艺在我国类似桥梁工程项目中进一步推广使用,根据苏通大桥实践施工经验,特编制本工法。2.工法特点2.1自动液压爬模系统为专业人员设计,采用标准化配置,能够适应各种工程的实际需要(模板面板及爬架平台能设计成适用于不同形状的塔柱和倾斜度,当索塔截面形状
3、改变时,只需对模板面板及平台做少量调整即可)。2.2爬架由多层平台组成。在墩身或高塔的每个方向都各挂设有多层施工平台,施工人员可以在每个方向的每层平台上独立的进行各种施工操作(如绑扎钢筋、安装模板、修饰塔身等),既节约了施工时间,也为高塔施工提供了足够的施工空间。2.3采用全封闭式平台施工。每层施工平台上都设有安全护栏和安全网,每层平台设有两处楼梯可通往上、下层平台,且在施工期间封闭了爬模与墩身或塔身之间的所有缝隙,从而避免了高空坠物的危险。仅在爬模的最下部设有电梯入口平台,用于施工人员乘坐电梯上下墩身或塔身,为施工人员提供了较好的安全保障。2.4采用木模板体系。木模板体系自重小,采用车间组拼
4、、现场安装,利用爬架上设置的模板悬挂及纵、横向调节系统进行模板的闭合、调位及脱模,操作十分便捷、效率高;模板使用了优质木面板,能有效减少混凝土表面缺陷,获得较好的混凝土外观效果;木模板板面平整、光洁,清理十分方便;木模板收分具有较好的操作性,方便、快捷、板缝整齐美观。2.5爬架采用整体液压爬升,速度快,投入人力、物力少,工人劳动强度低。2.6爬架主体结构均由杆件通过螺栓和销轴连接,安装、拆卸、运输都十分简单快捷。2.7爬模系统重复利用率高,能有效地降低工程成本。3.适用范围主要适用于大型桥梁工程建设中的高塔及墩身施工,其他高耸建筑物的施工也可借鉴使用。4.工艺原理液压爬模施工的工作原理为:爬架
5、与导轨互为支撑,相互顶升,模板随爬架就位,并依靠爬架进行操作,即导轨依靠附在爬架上的液压油缸来进行提升,到位后与上部爬架悬挂件连接,爬架与模板体系则通过顶升液压油缸沿着导轨进行爬升。这样就有效地完成了爬架及模板的爬升、定位等作业,形成塔柱各节段施工工序循环。5.施工工艺流程及操作要点5.1液压爬模系统构成及主要性能参数液压爬模系统主要由液压爬架和模板体系组成。5.1.1液压爬架主要构成液压爬架为多层金属主构架、木质平台结构,既可用于提升模板、支模及脱模,又是索塔施工的操作平台。爬架通过锚固件悬挂于已浇塔柱上,模板则通过爬架上的吊杆吊挂和螺旋斜撑杆支撑在爬架平台上。液压爬架主要由工作平台、液压爬
6、升装置及锚固悬挂件组成(参见示意图5.1.1-1和图5.1.1-2)。工作平台包括上部操作平台(23层)、主工作平台(1层)、下部作业平台(23层)及电梯入口平台(1个),平台间净高一般为2.1m,主操作平台宽一般为3.1m。液压爬升装置包括爬升导轨、液压顶升设备及其它配套设施(参见图5.1.1-3),根据索塔结构尺寸和施工需要,单个塔肢可配有多根爬升导轨、多套液压顶升设备,即在塔肢每侧均有布置,以便塔肢每侧的爬模均可单独爬升,所有液压顶升设备共用一个控制柜,通过操作电子控制板来实现导轨及架体的正常爬升。锚固悬挂件包括预埋件、悬挂螺栓及悬挂靴。预埋件由锚固螺母和锚固钢筋组成,为了减少预埋件数量
7、,锚固螺母和钢筋采用强度等级高的材料,如:悬挂螺栓为10.9级30高强螺栓,钢筋为精轧螺纹“猪尾巴”型高强钢筋。导轨固定时,每根上有两套锚固悬挂件工作,导轨爬升时,每根由三套锚固悬挂件交替进行。图5.1.1-1 液压爬架总体构成示意图顶升油缸爬升导轨 锚固悬挂件爬升导轨顶升油缸 图5.1.1-2 液压爬模系统结构详图 图5.1.1-3 液压爬升装置布置详图5.1.2模板主要构成模板采用木质结构,其主要由面板、木工字梁、背部钢围檩及造型木组成。面板与木工字梁通过铁钉或木螺丝固定,钢围檩与木工字梁之间通过螺栓连接。 木面板由十五层板层板经过特殊胶合而成,表面经过了高压合成树脂处理,具有板面平整、坚
8、硬及防水等性能,其板厚为21mm。木工字梁在制造的过程中都经过防腐及防水等工序处理,它重量轻、弹性好,能耐高温、抗腐蚀。根据模板的要求可选用不同规格的木工字梁(不同规格DOKA木工字梁力学性能见表5.1.2)。 木工字梁力学性能表 表5.1.2梁高(cm)H16H20H30H36允许剪力(KN)8.511.015.0.17.0允许弯矩(KN.2.75.013.517.0EI(KN. m2)25045012501850最大支撑间距(m)3.204.006.006.00外模钢围檩一般采用212a和214a。为适应不同形状模板的支撑需要(如圆弧模板、导角模板等异型模板),特制造型木。5.1.3液压爬
9、模系统主要性能参数选择液压爬模系统主要性能参数根据工程的实际需要选择,以下为苏通大桥爬模系统采用的性能参数:1、工作平台:6层;2、自升装置额定提升荷载:100 kN;3、节段浇筑高度:3m4.5m;4、提升速率:0.2 m/min;5、倾斜角度:15;6、驱动力:液压动力;7、工作状态最大抗风能力:20m/s;8、非工作状态最大抗风能力:69m/s。5.2总体施工工艺流程液压爬模系统施工主要包括爬模安装和使用,其总体施工工艺流程见图5.2。起始段钢筋绑扎、预埋件安装模板安装、起始段混凝土浇筑拆除模板、安装悬挂件安装主爬架和模板爬架和模板组拼爬架逐步安装阶段第二节段钢筋绑扎、预埋件安装模板安装
10、、第二节段混凝土浇筑拆除模板、安装悬挂件安装轨道爬架下挂平台安装爬架爬升钢筋绑扎、预埋件安装模板安装爬架正常使用阶段节段混凝土浇筑模板拆除、安装悬挂件导轨爬升爬架爬升图5.2 液压爬模总体施工工艺流程图5.3操作要点 5.3.1爬模系统安装1、架体组拼与安装1)架体组拼架体以平台为单元体在进行后场组拼,根据现场需要运输至前场进行安装。2)架体现场安装架体安装的一般程序为:主工作平台(0号)下部1号(-1)平台下部2号(-2)平台上部1号(+1)平台上部2号(+2)平台下部3号(-3)平台上部3号(+3)平台电梯平台。架体安装的主要方法为:先将0号与-1号平台连成整体,然后整体起吊,将其悬挂在塔
11、柱墙面上的预埋件上;+1号及+2号平台安装时,先将其运到现场组拼成整体,然后吊装;-2号及-3号平台在现场通过葫芦单独安装。架体安装的关键构件就是0号平台的挂设,施工要点如下(参见图5.3.1-1): 用轴销将爬架头与爬架进行连接;安全销嵌入式挂靴悬挂销图5.3.1-1 主平台悬挂点示意图 将悬挂靴固定在混凝土结构面上; 安装嵌入式挂靴,按下把柄,将其锁定; 将悬挂销插入嵌入式挂靴,旋转固定到位; 用吊车将已预拼好的爬架系统悬挂在嵌入式挂靴的悬挂销上; 插入安全销,将爬架锁紧在嵌入式挂靴上。调节承压丝杆,调节爬架与结构物之间的垂直度,直至设计位置。架体安装成型后见图5.3.1-2。图5.3.1
12、-2 苏通大桥北索塔爬模系统图2、液压系统的安装与调试1)液压系统的安装液压系统的安装安装程序为(参见示意图5.3.1-3):将液压动力柜布置固定在爬架设计位置安装主管安装分支器在分支器上接分支管液压油缸安装并与分支管连接接通电源。液压动力柜主 管分支管液压油缸图5.3.1-3 液压系统结构布置示意图2)系统调试 按照液压系统说明书,加入液压油至油箱液位计上限; 系统通电,检查控制柜信号灯指示正常; 启动液压泵电机,观察液压动力站压力、油温信号指示是否正常。当油温低于25时,应让液压泵在液压缸不工作的状况下运行约15分钟,直至油温升至25。液压泵稳定运行后压力表指示应稳定在20MPa; 打开液
13、压缸上所有双向球阀,关闭流量控制阀。再半开流量控制阀,用螺旋锁保护; 打开液压缸排气孔排尽所有液压缸内空气; 检查系统管路正确连接,检查所有液压缸同步运动,检查螺旋接合点紧密,在缩回和伸长液压缸情况下分别有压维持20秒; 调试完成后,关闭电源。3、轨道安装爬升轨道利用塔吊由上至下进行安装(参见示意图5.3.1-4),其安装步骤如下:1)在下一节段安装锚板锚靴;2)调节下支撑,调整步进装置上下爬箱横向位置;3)拼装好轨道撑脚;4)在轨道上插入楔形板,吊起轨道;5)穿过下一节段锚靴;6)轨道穿过爬头及上爬箱;7)轨道穿过下爬箱;8)下放轨道至楔形块卡在下一节段锚靴上;9)将下爬箱与油缸用销轴可靠连
14、接;10)安装步进装置摆杆、弹簧复位器等;图5.3.1-4 轨道安装示意图11)将轨道撑脚用销子可靠连接在爬升轨道上;12)旋转轨道撑脚,使其支撑在混凝土面上。 4、模板的组拼与安装模板的组拼十分简单、快捷,具体组拼程序如下(参见图5.3.1-5):1)搭设拼装平台,平台平整度控制在2mm以内;2)按设计图纸安放钢围檩、木工字梁及造型木,木工字梁与钢围檩间采用螺栓连接;3)根据钢围檩上的限位装置,在木工字梁上铺放面板并固定;4)在模板上放出对拉螺杆孔的准确位置并钻孔,孔壁内涂刷油漆。 按设计位置安放钢围檩 按设计位置安放木工字梁 安装面板限位装置 按设计安放木面板 固定面板、钻拉杆孔 拼装好的
15、模板图5.3.1-5 模板拼装过程图 模板通过塔吊分块起吊安装,并分别悬挂在爬架上的专用移动轨道上(塔肢垂直面)和螺旋撑杆上(塔肢倾斜面)。5、爬架附墙预埋件安装爬架附墙预埋件安装要点如下:1)预埋件利用定位盘(专用)固定于模板表面(如图5.3.1-6所示); 2)猪尾巴筋应按要求的长度进入锥形螺母并拧紧;3)在预埋锚筋时,严禁采取电焊固定方式。定位盘图5.3.1-6 附墙预埋件定位示意图5.3.2爬模系统的操作和使用1、导轨爬升当新浇节段混凝土的强度到达爬升要求值(一般不小于15MPa)时,即可爬升导轨,导轨爬升的主要步骤及要点为:1)导轨爬升准备安装上部爬升悬挂件;清洁爬升导轨,导轨表面涂
16、上润滑油;液压油缸上、下顶升弹簧装置方向一致向上(参见图5.3.2-1);将所有的承压丝杆顶紧混凝土面(参见图5.3.2-2)。承压丝杆图5.3.2-1 顶升弹簧装置向上 图5.3.2-2 承压丝杆顶紧混凝土面2)经确认爬升条件具备后,打开液压油缸的进油阀门、启动液压控制柜,拆除导轨顶部楔形插销,开始导轨的爬升。当液压油缸完成一个行程的顶升后,经确认其上、下顶升装置到位后,再开始下一个行程的顶升。3)当导轨顶升到位后,按从右往左插上爬升导轨顶部楔形插销,以确保插销锁定装置到位。下降导轨使顶部楔形插销与悬挂件完全接触。4)导轨爬升完成后,关闭油缸进油阀门、关闭控制柜、切断电源。2、爬架架体及模板
17、的爬升导轨爬升到位后方可进行爬架架体及模板的爬升,其爬升的主要步骤及要点为:1)爬升准备工作清理爬架上荷载;改变液压油缸上下顶升弹簧装置状态,使其一致向下(参见图5.3.2-3);解除塔柱与爬架的连接件;松开承压丝杆,取下锁紧板,后退承压丝杆(距离12cm)(参见图5.3.2-4);完成前节段混凝土螺栓孔修补。承压丝杆图5.3.2-3 顶升弹簧装置向下 图5.3.2-4 承压丝杆离开混凝土面2)经确认爬升条件具备后,打开液压油缸的进油阀门、启动液压控制柜、拔去安全插销,开始爬架架体的爬升。3)当爬升两三个行程后,拔除悬挂插销。4)当爬架架体顶升到位后,及时插上悬挂插销及安全插销,调节承压丝杆顶
18、紧混凝土面。5)关闭油缸进油阀门、关闭控制柜、切断电源。整体提升过程中应有专人检查爬升是否平稳或有异常情况。3、模板关闭和脱开模板操作要点为:1)根据需要竖向切除多余的面板,实现模板的收分;2)在面板上安装爬架悬挂预埋件定位盘,固定悬挂螺栓;3)通过移动模板悬吊装置(垂直面模板用)和调整斜撑丝杆(斜面模板用),使模板关闭,调节横向拉杆使模板间竖向接缝紧密,通过设置在爬架上水平撑杆及楔型垫块将模板底部顶紧已浇混凝土面;4)脱模时,先解除所有的连接和固定装置,然后利用设置在模板肋带与爬架之间的拉杆(垂直面模板用)和斜撑丝杆(斜面模板用)将模板缓慢脱开。4、爬模系统爬升检查 在塔身或墩身施工中,每次
19、液压爬模系统的轨道、爬架爬升前和爬升过程中以及爬升到位后,都应进行严格而细致的检查,在确定该步操作完全符合规程或要求时,才能进行下一步的操作。在此过程中,所有操作人员必须服从爬升总指挥的指令,在发现异常情况时,要及时向总指挥汇报,等待总指挥的指令下达。表5.3.2-1为塔身或墩身施工中采用的液压爬模系统爬升准备工作检查表。在每次液压爬模系统爬升前各项工作负责人要对各自分管的工作进行检查并签字确认,当由总指挥签发爬升令后,方可进行液压系统的爬升。 液压爬模系统爬升工作检查表 表5.3.2-1 第 次爬升第 次检查 检查时间序号检查项目实施人检查情况检查人一爬架预埋锚锥安装1在模板上精确定出锚锥位
20、置,安装锚锥定位盘现场技术员2在预埋锚筋前,检查其是否完全进入锥形螺母设计位置现场技术员3模板安装后将预埋锚锥安装在定位盘上,严禁采取电焊固定锚锥和锚筋施工人员4混凝土浇筑前检查锚锥安装到位,保证其紧贴模板现场技术员二导轨爬升准备工作1模板拆除后,在混凝土表面凿出预埋锚锥施工人员2爬升悬挂件安装到位,高强螺栓紧固到位,确保限位销固定住锚靴施工人员3上部爬升锚板和爬靴实际位置与理论位置是否一致现场技术员4清洁所有导轨并在导轨表面涂上黄油施工人员5改变上下爬箱中复位机构摆杆的状态,使其一致向上施工人员6检查确保导轨下支撑撑住混凝土表面现场技术员7检查并保证保险钢丝绳不得影响导轨的爬升施工人员8混凝
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