空心薄壁高墩液壓自爬模施工技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用

高捷

（中交第四公路工程局有限公司，廣東 清遠(yuǎn)513000）

1 工程概況

本項(xiàng)目位于廣東省英德市，起訖樁號(hào)為K70+650～K79+000，連接該市的連江口鎮(zhèn)與水邊鎮(zhèn)，總長度8.432km，共設(shè)置有6 座大橋，總長3 003.01m，均采取雙向6 車道設(shè)計(jì)形式，設(shè)計(jì)時(shí)速120km，主墩采取的是雙肢薄壁空心墩，高度68～88m，主橋基礎(chǔ)由樁基礎(chǔ)與矩形承臺(tái)共同構(gòu)成，考慮到主橋主墩施工高度較大的特點(diǎn)，引入了液壓自爬模施工技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果將直接影響到公路整體質(zhì)量。在此背景下，要注重技術(shù)的合理應(yīng)用，廣大工程人員需針對此方面進(jìn)行深入探討。

2 液壓自爬模概述

2.1 液壓自爬模工作原理

基于導(dǎo)軌與爬架交替頂升的方式，可達(dá)到自爬模逐步頂升的效果，設(shè)置的導(dǎo)軌與爬模架具備相對運(yùn)動(dòng)的能力，導(dǎo)軌與爬模架都具有穩(wěn)定性，被支撐于橋墩預(yù)埋件上。爬升機(jī)構(gòu)是組成液壓自爬模最為關(guān)鍵的部分，含H 型導(dǎo)軌、爬升箱、液壓油缸等，設(shè)置了連接軸與承力架，在其作用下將上述部分形成整體結(jié)構(gòu)【1】。爬升箱中都適配了棘爪（具備自動(dòng)導(dǎo)向功能）與聯(lián)動(dòng)式導(dǎo)向輪。根據(jù)實(shí)際使用情況，若導(dǎo)軌與架體爬升，此時(shí)可運(yùn)行油泵，在油缸的伸縮作用下，棘爪與導(dǎo)向架能夠穩(wěn)定地沿H 型導(dǎo)軌表面做出相應(yīng)動(dòng)作，如變換、自動(dòng)導(dǎo)向、鎖定等，順利完成架體的爬升作業(yè)。液壓系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)爬升的重要部件，主要由液壓油缸與爬升箱構(gòu)成，通過爬升箱的作用，可調(diào)節(jié)導(dǎo)軌與架體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使其做出提升的行為，使得液壓自爬模穩(wěn)定向上提升，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中無須其他起重設(shè)備，具備安全系數(shù)高、操作便捷的特點(diǎn)。

2.2 液壓自爬模組成

根據(jù)本項(xiàng)目的情況合理優(yōu)化液壓自爬模，可分為模板系統(tǒng)、爬升支承系統(tǒng)、液壓爬升系統(tǒng)、操作平臺(tái)系統(tǒng)，具體構(gòu)成情況如圖1 所示。使用到100t 系列液壓爬升設(shè)備，在其支持下達(dá)到模架整體爬升的效果，墩身順橋向兩側(cè)分別適配了4 套液壓設(shè)備，根據(jù)橋梁施工要求，橫向橋兩側(cè)數(shù)量均為2 臺(tái)，單個(gè)橋墩所需的液壓頂升設(shè)備總量為12 套，彼此協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)爬模爬升作業(yè)。施工中，需滿足同步爬升的原則，因此引入了智能控制系統(tǒng)，在其作用下調(diào)度8 套頂升設(shè)備，基于對電子控制板的操作，可以確保爬架達(dá)到穩(wěn)定爬升的效果。

圖1 墩身液壓自爬模結(jié)構(gòu)

應(yīng)用液壓自爬模技術(shù)，可發(fā)揮出如下幾點(diǎn)優(yōu)勢：（1）使用到木模板，具備自重輕、剛度大的基本特點(diǎn)，在確保施工質(zhì)量的同時(shí)提升了經(jīng)濟(jì)效益；（2）液壓自爬模施工效率良好，無須投入大量的人工成本，有效降低作業(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，爭取寶貴的時(shí)間，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造良好條件；（3）液壓爬升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，降低了操作難度；（4）模板爬升穩(wěn)定性較好，可達(dá)到同步爬升的效果；（5）不同于翻模施工的是，液壓自爬模施工可達(dá)到一次組裝成型的效果，大幅縮短了模板組裝與地面清理時(shí)間。

2.3 模板體系組成

本工程中使用到進(jìn)口木模板，根據(jù)橋梁施工要求，模板拼接高度4.65m，單次澆筑高度4.50m，均使用到厚度為21mm的膠合板；木工字梁被用于豎向背楞施工作業(yè)中，該材料截面尺寸80mm×200mm，要求彼此間距≤300mm；水平背楞的設(shè)置，使用的是雙14 號(hào)槽鋼背楞，要求該材料最大間距≤1 350mm。膠合板應(yīng)與木工字梁達(dá)到穩(wěn)定連接的狀態(tài)，使用到自攻螺絲與地板釘，在連接爪的作用下實(shí)現(xiàn)豎肋與橫肋的穩(wěn)定連接。木梁直墻模板設(shè)置為裝卸式結(jié)構(gòu)，可提升拼裝便捷性。

3 液壓自爬模施工工藝

3.1 安裝前的準(zhǔn)備工作

液壓自爬模安裝前應(yīng)進(jìn)行以下準(zhǔn)備工作：（1）選擇場地，用于模板的存儲(chǔ)與拼裝，要求該處足夠平整、穩(wěn)定，做好硬化與排水處理；（2）全面檢驗(yàn)原材料質(zhì)量，如模板、構(gòu)件等都要滿足質(zhì)量要求；（3）爬模安裝時(shí)應(yīng)安排專員監(jiān)督，做好對現(xiàn)場施工作業(yè)的調(diào)度工作，并在施工前技術(shù)交底。

3.2 爬模安裝

爬模系統(tǒng)搭建作業(yè)時(shí)，采取的是單片組裝安裝法，增設(shè)臨時(shí)支撐裝置，以便提升穩(wěn)定性。爬模安裝需分步完成，具體涉及預(yù)埋件總成預(yù)埋、爬模分塊組裝、吊裝、增設(shè)防護(hù)網(wǎng)等環(huán)節(jié)。做好墩身鋼筋的綁扎作業(yè)，此時(shí)兼并完成各類預(yù)埋件的預(yù)埋處理，在螺栓的作用下將錨板穩(wěn)定連接在模板上，向錨板爬錐孔內(nèi)均勻涂抹適量黃油，以免混凝土流入其中。后續(xù)施工中，需控制好各類預(yù)埋件及套管的位置，需要與墻體外表面達(dá)到完全垂直的狀態(tài)。施工中，若預(yù)埋爬錐與橋墩鋼筋出現(xiàn)沖突現(xiàn)象，此時(shí)可靈活調(diào)整鋼筋位置，但不可對橋墩穩(wěn)定性造成影響。檢驗(yàn)墩身下部混凝土強(qiáng)度，若該值已經(jīng)上升至10MPa，需增設(shè)爬模附墻裝置【2】。在塔吊的作用下，完成H 型導(dǎo)軌、爬升箱與三腳架的安裝作業(yè)，使其穩(wěn)定置于附墻裝置上。模板采取分塊組裝的方式，設(shè)置自攻螺絲，在其作用下實(shí)現(xiàn)模板與工字木梁的穩(wěn)定連接，控制好模板接縫，該處預(yù)留的空隙寬度應(yīng)為0.5～1mm，涂抹硅膠提升其密實(shí)性，使得模板足夠平整。結(jié)束組裝作業(yè)后，將模板編號(hào)并分類堆放，要求背楞朝下。展開爬模桁架的拼裝作業(yè)，經(jīng)吊裝后構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。結(jié)束拼裝與吊裝作業(yè)后，將其安裝于墩身實(shí)體段（預(yù)先設(shè)置了預(yù)埋件掛座體）。組建液壓爬升系統(tǒng)及其輔助裝置，搭建腳手板，掛設(shè)防護(hù)網(wǎng)。

3.3 爬模爬升

檢驗(yàn)混凝土澆筑強(qiáng)度，若該值達(dá)到10MPa，便可進(jìn)入到爬模爬升作業(yè)環(huán)節(jié)，在此項(xiàng)操作前需做好檢測工作，要求爬升系統(tǒng)足夠穩(wěn)定性，工作狀態(tài)良好，在無誤后方可正式爬升。遵循如下流程完成爬模爬升作業(yè)：檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度→拆?！O(shè)置附墻爬錐→提高導(dǎo)軌→爬?！行瓿蓸蚨珍摻罱壴謇砟０濉鶆蛩⑼棵撃槍δ０逦恢貌蛔阒庍M(jìn)行靈活調(diào)整【3】。爬升作業(yè)前，需要卸下模板穿墻拉桿，將其有序堆放在物料平臺(tái)上。啟動(dòng)后移裝置，在其作用下將模板轉(zhuǎn)移至指定位置，以滿足爬模爬升作業(yè)需求。提升H 型導(dǎo)軌，變更換向裝置工作狀態(tài)，使其達(dá)到向上狀態(tài)，靈活運(yùn)用環(huán)向裝置，使其穩(wěn)定頂住導(dǎo)軌。調(diào)整換向盒，在爬升架體施工作業(yè)時(shí)，要求均保持向下的狀態(tài)。爬升作業(yè)時(shí)，要求橋墩各面都達(dá)到同步工作的效果。完成爬模爬升作業(yè)后，隨即將附墻裝置與爬錐卸下，用于后續(xù)模板爬升施工作業(yè)。

4 安全措施

實(shí)際工作中，需注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

1）爬模架安裝應(yīng)交由具有資質(zhì)的工程人員完成，需經(jīng)過培訓(xùn)且通過考核，作業(yè)前做好技術(shù)交底工作，明確各參與人員的責(zé)任。

2）確定合適的爬模結(jié)構(gòu)，要求連接螺栓的使用足夠合理。

3）結(jié)束爬模架安裝作業(yè)后，安排生產(chǎn)、技術(shù)等相關(guān)部門共同參與到質(zhì)量檢驗(yàn)工作中，分析各項(xiàng)實(shí)測值與設(shè)計(jì)指標(biāo)的差異，在無誤后簽字確認(rèn)，經(jīng)上述流程后方可應(yīng)用于施工中。

4）做好爬錐預(yù)埋作業(yè)，要求其位置足夠合理，以便提升爬模安裝質(zhì)量。關(guān)于爬錐的預(yù)埋作業(yè)，應(yīng)當(dāng)與墻體外表面達(dá)到相垂直的狀態(tài)，調(diào)整好預(yù)埋件位置，要求各偏差都在工程許可范圍內(nèi)。

5）做好爬模架附屬墻施工前的準(zhǔn)備工作，即檢測橋墩混凝土強(qiáng)度，達(dá)到10MPa 后才具備施工條件。

5 結(jié)語

橋梁高墩施工難度加大，應(yīng)用液壓自爬模施工技術(shù)后，可達(dá)到一次安裝成形的效果，且省去了爬模架拆改的煩瑣工序，施工效率得以提升，為橋梁上部結(jié)構(gòu)施工作業(yè)爭取寶貴時(shí)間；同時(shí)，此技術(shù)還有效控制了高空作業(yè)工作量，可達(dá)到安全、文明施工的效果，在后續(xù)的橋梁高墩施工中具有指導(dǎo)意義。