浅析移动模架在大型渡槽施工中的应用论文_孙仁成 聂军洲

摘要:随着“南水北调”建成通水,各地调水工程已成为我国水利工程发展的必然趋势。在此背景下,大型调水构筑物已成为我国水利建设的主要类型之一,在大规模调水建设中,渡槽是项目实现跨河、跨线、跨桥的理想构筑物。为了实现更大跨度更大高度渡槽施工,减少工程建设的对地面环境的影响,水利渡槽移动模架施工逐步兴起,本文通过对渡槽移动模架模施工技术研究,目的是进一步改进我国水利工程建设的施工方法,为其未来的发展增添动力。

关键词:移动模架;渡槽施工;应用

一、大型渡槽施工概况及结构特点

1、大型渡槽施工概述

渡槽移动模板施工是近年来我国水利工程建设中不可缺少的重要组成部分之一。这种模架最早出现在20世纪70年代,首先出现在欧美等发达国家的大型水利工程施工过程中,采用了移动模板混凝土浇筑法。在水利调水工程建设中,往往要修建跨江、跨公路、跨铁路、跨河的渡槽的工程。

渡槽是一种无压输水的桥梁,移动模架渡槽施过程为:移动模架拼装和模板体系拼装→移动模架预压→立渡槽底模、侧模→绑扎底、腹板钢筋,安装相应预应力管道及预应力筋→安装内模→绑扎翼板钢筋,安装全部预应力管道及预应力筋→安装翼板侧模、端头模板,精确调模,检查签证→浇筑砼→养生,部分脱模→张拉→压浆→脱模→移动模架开启前移到下一跨(模板体系随同推进到位)。

对于施工现场条件比较复杂 ,如穿越松软地基、河流、山地、离地较高等,以及走向呈直线、多跨度等距布置的渡槽,使用移动模架进行进行渡槽混凝土现浇施工,不用考虑的支架基础变形、支架拆装等因素,加快了进度,提高了工程质量。迄今为止,这项新技术建设模式逐渐在我国大型水利建设中出现,形成了大型渡槽的特有的建设模式,很大程度上提高大型水利工程建设的效用,同时为我国水利工程的未来的发展方向奠定了坚实的基础。

2、大型水利渡槽的结构特征

因移动模架要满足跨度、最小平曲线半径、最大纵向坡度、海拔高度、环境温度、抗风能力、纵横向稳定系数等主要参数,故要求要有相应的结构特征。根据对以往大型水利渡槽施工的研究,笔者认为现阶段实施的大型水利渡槽施工环节中,槽体的结构特征主要表现为如下几个方面:首先,就外表结构来看,通常情况下我国应用的水利工程渡槽槽体大都表现为薄壁的半圆形壳体结构或矩形槽多侧墙结构,大部分的渡槽都应用环向或三向预应力的模式提升其在实际使用过程中单相张拉受力,因此施工环节需要严格控制槽体混凝土浇筑质量,使其满足设计强度,避免出现裂缝。其次,就影响槽体强度及质量的因素来看,施工中各环节都会对混凝土的质量造成影响,为了达到大型水利渡槽施工目标效果,需要对渡槽混凝土浇筑质量作出较大程度的改善,作为渡槽支撑与模板的移动模架系统使渡槽混凝土施工质量得到进一步优化与提高,通过移协模架在实际施工环节的合理应用,从结构、工艺、工期、质量等方面满足渡槽施工的预期目标。

二、移动模架系统的原理及其在大型渡槽施工中的应用

1、移动模架系统的原理

截止目前,我国针对移动模架的研究已经开展了很长一段时间,移动模架系统通常应用于大型水利工程建设中,是大跨度桥梁或水工渡槽结构混凝土进行浇筑的有有效施工模式,其结构如图1所示:根据上述结构组成可以发现,通常情况下,我国现阶段应用的移动模架大都是由主梁、內梁、内外模板系统、运动结构、液压系统以及电气系统等几个部分共同组成的。其中,内模板通常情况下位置于內梁之上,为槽体的浇筑做准备,并当整个槽体的混凝土结构浇筑完成之后,当混凝土的强度达到70%以上之后,内、外两个模板则可依靠后续的脱模结构进行预制件的脱模,并为下一孔位的移动做准备(见图1)。

例如,在实际的大型水利渡槽施工环节,第一环节,渡槽上的內梁设置将作为整个大跨度渡槽的整体支点后,将內梁作为后续内外模板运行、支持的主要滑道,并在完成预制件的浇筑后,将内模板向下一个位置移动,从而完成后续移动模架混凝土的浇筑,如此循环往复,进而逐渐完成整个大跨度渡槽的整体上部结构浇筑。

2、移动模架应用在大型水利渡槽施工中的应用

根据上述研究,可以发现,在实际的大型水利渡槽施工环节,移动模架系统的应用与传统大型水利渡槽的施工方式相比,具备较为明显的优势,其主要优势表现在以下几个方面:

第一,就主梁、內梁以及模架系统来说,移动模架的应用在很大程度上减少了內梁、主梁之间与地表的接触,减少了大量地面施工工作量,同时也避免了由于地面施工失误所造成的渡槽质量问题,从一琮程度上地降低了工程成本支出。

第二,移动模架在水利工程渡槽施工中,能够在最大程度上满足工程预定的施工需求,应用更加灵活的滑动内模板系统,不仅仅能够在很大程度上使得内模板与外模板之间的自行调配变成了可能,还在很大程度上避免了在施工过程中渡槽支架因外界因素改变而发生形变,进而对后续的混凝土浇筑质量造成较大影响。

第三,移动模架应用了刚性的内、外模板,能够在很大程度上保证移动模架处于一个相对稳定状态,不仅保证槽体结构尺寸的准确性,也在一定程度上保证了槽体外观质量。

第四,在实际施工中,移动模架中可以设置雨棚,将渡槽施工环境由外部施工转换为更加系统化的室内作业,从而大幅度的避免了外界环境因素对渡槽施工造成的影响,同时还能提高渡槽浇筑施工的安全性情况。

第五,根据水利渡槽施工经验,在整个渡槽施工过程中,可以通过对已施工完成的渡槽结构作为施工通道,在保护好施工完成的槽体混凝土结构表面的前提下,将已经浇筑好的渡槽作为后续槽段材料运输的通道,从而优化原有的施工材料输送通道,可大幅的降低机械设备在实际施工过程中的消耗量。

第六,随着移动模架在水利渡槽施工中的不断深入,系统中各个工序的操作规程和技术要求进一步规范化、标准化,通过有针对性地提升工作人员的系统操作能力,能较好地保证渡槽施工的质量,相对其他质量控制因素,这一模式下的质量控制更为简便易行。

通过以上分析,笔者认为,移动模架在水利渡槽中的切实应用能够在很大程度上改变了原有渡槽施工的弊端,降低原有施工过程中施工速度慢、工序烦杂、质量控制难、造价高昂以及受外界因素影响较大的弊端,从而在不改变施工区域地质情况的前提下,最大程度上保证大型渡槽施工的质量移动模架在大型渡槽施工中的应用是未来我国水利渡槽施工发展的必然趋势。

三、移动模架在大型渡槽施工中存在的问题

在现阶段,使用移动模架进行大型渡槽施工,仍存在以下几个方面的不足之处 :

第一、当渡槽布置线型存在转弯和变向时,移动模架整机还须重新拆除和安装 ;

第二、由于渡槽跨度大、载荷大时,要保证模架 系统的刚度,因而系统结构大,制作、安装和拆除的费用高;

第三、移动模架施工过程中,前期准备时间长 ,包括方案制订、结构设计、厂内制造 、现场安装等均需要不同的参与方进行实施,有效加强各方协调有利于提高移动模架系统整体质量。

结束语:

综上所述,使用移动模架进行渡槽的施工是可行和成功的 ,也将为今相关工程的施工提供很好的推广和借鉴作用,促进和提高水利工程渡槽的机械化施工水平。

随着我国水利工程渡槽施工研究的不断深入,在渡槽施工过程中应用的新技术和新工艺越来越多,现阶段移动模板施工水平不断成熟,设备使用和安装技术不断提高,在实际的应用过程中仍需要针对具体工程项目中渡槽施工情况进行分析,对是否应用及如何应用移动模架作出更加细致的研究,从而最大程度规避实际施工过程中可能存在问题,同时减少工程施工的风险。

参考文献:

[1]王斌华,王刚,丁广志,等.移动模架箱型主梁螺栓群连接构造的设计与仿真分析[J].公路工程,2018,43(4):16-19+72.

[2]胡安祥,曹三鹏,刘钊,等.移动模架造桥机在苏通大桥引桥连续梁的应用[J].中国港湾建设,2005,(4).

[3]景强,移动模架整孔现浇大跨度混凝土箱梁桥的关键技术研究[D].西安:长安大学,2010.

论文作者:孙仁成 聂军洲

论文发表刊物:《城镇建设》2019年19期

论文发表时间:2019/11/13

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