楊生虎 張安適

（中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210000）

1 概述

一般情況下，相較于實(shí)體橋墩，空心薄壁橋墩可以減少40%-60%的圬工量，其使用墩高范圍一般為60m～80m之間。由于其結(jié)構(gòu)特殊性，空心薄壁橋墩鋼材耗費(fèi)量大，同時(shí)其施工工藝較為復(fù)雜，因此很少被采用。近年來，隨著爬模施工工藝的普及，液壓技術(shù)等在建筑行業(yè)的普遍使用，高效的克服了傳統(tǒng)工藝費(fèi)工費(fèi)料、質(zhì)量難以提高、施工進(jìn)度慢及高空作業(yè)等方面的困難。所以，對(duì)高墩柱液壓爬模工藝進(jìn)行深入的研究是很有必要性和重要性的。

2 工程背景

貴州省荔波至榕江高速公路水蒙大橋上跨山間河谷；兩岸橋臺(tái)植被發(fā)育，多為灌木及林地，覆蓋層厚薄不均，場(chǎng)區(qū)距省道、縣道較遠(yuǎn)，交通條件較差。地貌類型屬造侵蝕-剝蝕型中低山地貌，侵蝕、剝蝕作用強(qiáng)烈，地勢(shì)起伏較大。軸線通過段地面高程在628.16～717.76m 之間，相對(duì)高差89.60。水蒙大橋3#至 7#排架橋墩為空心薄壁墩，共計(jì)10個(gè)空心薄壁墩，最大墩身高度約為69.7m。其空心薄壁墩斷面尺寸為300*650cm，壁厚50cm。

通過對(duì)翻模施工和爬模施工兩種施工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)的比較，并結(jié)合本項(xiàng)目空心薄壁墩墩身尺寸（壁厚）較小、墩柱較高、施工難度大、安全系數(shù)高的特點(diǎn)，為確保施工進(jìn)度、確保墩身外觀質(zhì)量、確保作業(yè)人員安全，并本著為公司后續(xù)項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)的考慮，本項(xiàng)目空心薄壁墩施工最終采用液壓爬模施工工藝。

3 液壓爬模

本項(xiàng)目采用XPM—50型液壓爬模，XPM—50型液壓爬模是一種實(shí)用新型液壓爬模；能廣泛應(yīng)用于高墩柱橋梁及民用高聳直立結(jié)構(gòu)建筑。液壓爬模結(jié)構(gòu)按照使用功能分為模板系統(tǒng)、爬升系統(tǒng)和工作平臺(tái)三大部分。

3.1 模板系統(tǒng)

空心薄壁墩模板采用可拆卸整體式鋼模板，每塊模板采用可調(diào)節(jié)螺旋斜撐與主操作平臺(tái)的后移裝置連接，做水平運(yùn)動(dòng)。內(nèi)外模板之間采用高強(qiáng)對(duì)拉螺桿連接成整體。

圖1 XPM—50型液壓爬模模型

3.2 爬升系統(tǒng)

爬升系統(tǒng)由爬架、埋件、液壓系統(tǒng)、爬軌等組成。

①爬架由上爬架和下吊架組成，上爬架主要做為液壓系統(tǒng)爬升操作、鋼筋綁扎、模板拼裝、混凝土澆筑等工序的工作平臺(tái)。下吊架主要做為錐銷拆除、受力吊桿拆除、混凝土改觀修飾的平臺(tái)。

②埋件主要包括預(yù)埋板、錐銷等預(yù)埋。其中錐銷由錨固鋼筋、錐形螺母、高強(qiáng)螺栓等組成，是整個(gè)爬升系統(tǒng)在已澆筑混凝土節(jié)段上的著力點(diǎn)。

③液壓系統(tǒng)由液壓油缸、操控系統(tǒng)等組成。其特點(diǎn)是將主要電控操作集中于一個(gè)操作界面上，提高操作效率，且便于維修。

3.3 工作平臺(tái)系統(tǒng)

工作平臺(tái)系統(tǒng)分為主平臺(tái)、模板挑平臺(tái)、吊平臺(tái)。

①主平臺(tái)用于爬升裝置操作平臺(tái)，以及模板安拆、調(diào)整、錐銷安裝。

②模板挑平臺(tái)主要用于鋼筋綁扎和混凝土澆筑。根據(jù)單次澆筑高度，模板挑平臺(tái)可以設(shè)置單層、多層。

③吊平臺(tái)主要用于錐銷拆除、混凝土修飾等。

4 液壓爬模施工技術(shù)

4.1 施工工藝流程

液壓爬模施工主要工藝流程為：鋼筋綁扎、支模、安裝埋件、澆筑混凝土→混凝土澆筑完成后拔出錐銷拆?！惭b掛板并插入錐銷錨固→安裝爬架→安裝短邊安全橫梁及保險(xiǎn)楔、安裝圍圈端頭拉桿并加固→鋼筋綁扎、支模、安裝埋件、澆筑混凝土→混凝土澆筑完成后拔出錐銷拆模→安裝掛板并插入錐銷錨固→安裝受力吊桿→爬升→循環(huán)作業(yè)。

4.2 首節(jié)段變截面空心墩施工

水蒙大橋空心薄壁墩首節(jié)段2m高范圍為實(shí)心墩，1.5m高范圍內(nèi)為變截面空心墩，其中，變截面段現(xiàn)場(chǎng)無法使用定型模板，根現(xiàn)場(chǎng)情況變截面段內(nèi)膜采用竹膠板和鋼膜的組合模板進(jìn)行拼裝，采用鋼膜與木模的組合模板既能滿足模板的使用要求，同時(shí)也便于現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際情況（墩底、墩頂變截面段、橋墩中部變截面段）進(jìn)行施工調(diào)節(jié)。

首節(jié)段施工過程中測(cè)量部門精確放出墩身中心線及墩身外輪廓線，并沿墩身外輪廓線作一層3-5cm厚砂漿止水帶（兼做模板找平層），模板拼縫處采用5mm厚橡膠條填塞，防止漏漿。鋼筋和墩身模板安裝采用塔吊輔助安裝。施工時(shí)注意預(yù)埋錐銷螺母。首段墩身模板高度6.75m，一次澆筑成型。

圖2 首節(jié)段施工示意圖

4.3 安裝架體及主平臺(tái)

（1）待首節(jié)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到15MPa以后，方可進(jìn)行首節(jié)段模板拆除，拆模后及時(shí)覆膜養(yǎng)護(hù)。

（2）模板拆除后，將錨板固定在預(yù)埋錐銷位置，并將錨靴掛在錨板上，并采用限位銷限位，此時(shí)可以進(jìn)行掛板及架體、圍圈及平臺(tái)的安裝；并根據(jù)實(shí)際情況安裝圍圈端頭拉桿、安裝短邊安全橫梁及保險(xiǎn)楔（此步驟可與下一步同步進(jìn)行）。

圖3 架體及主平臺(tái)安裝示意圖

4.4 次節(jié)段施工（安裝上架體）

第二節(jié)段模板支立的同時(shí)，安裝上架體、模板挑平臺(tái)，導(dǎo)軌及液壓系統(tǒng)。待上架體、主平臺(tái)及模板挑平臺(tái)安裝完畢后，進(jìn)行第二節(jié)段鋼筋安裝、綁扎。并安裝預(yù)埋錐銷及其他預(yù)埋件。

空心墩內(nèi)部設(shè)置支撐平臺(tái)，內(nèi)膜安裝使用塔吊吊裝，以支撐平臺(tái)作為工作平臺(tái)，輔以人工配合將內(nèi)膜安裝到位，并通過高強(qiáng)對(duì)拉螺桿與外模連成整體。

模板經(jīng)過平面位置復(fù)測(cè)、垂直度復(fù)測(cè)、調(diào)整加固后澆筑第二節(jié)段混凝土。第二節(jié)段混凝土澆筑一次成型?；炷翝仓r(shí)，工人在模板挑平臺(tái)上進(jìn)行操作，確保安全。

圖4 上架體安裝示意圖

4.5 爬架爬升

爬架爬升主要步驟為：拔出錐銷→后移模板→爬升→安裝掛板并用錐銷錨固→插入受力吊桿并錨固

圖5 爬架爬升示意圖

爬架爬升前要認(rèn)真檢查導(dǎo)軌附墻撐是否混凝土面連接牢固，承重三腳架附墻撐及側(cè)模板是否遠(yuǎn)離混凝土面（模板離混凝土面距離不小于 10cm），液壓系統(tǒng)是否正常，以上問題確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行爬升。

爬架爬升過程是一個(gè)爬架依托軌道爬升的過程，爬架依靠附在軌道上的液壓系統(tǒng)進(jìn)行提升。軌道到位后與上部懸掛件連接，爬架通過提升系統(tǒng)沿軌道進(jìn)行爬升。

爬升過程中安排四名工人檢查四面模板提升高度、提升速度及各主要受力桿件受力情況，如爬升過程中發(fā)現(xiàn)四面爬升高度、速度相差太大，應(yīng)及時(shí)通知操作人員進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保四面能基本同步爬升。

當(dāng)爬架爬升到高出設(shè)計(jì)位置5cm左右的時(shí)候即可停止爬升，安裝掛板插入錐銷，并通過回油將爬架返回到設(shè)計(jì)位置，插入保險(xiǎn)銷并關(guān)閉油路、切斷電源，最后將承重三腳架的附墻撐擰緊，使之緊貼首節(jié)段頂部混凝土面。

4.6 循環(huán)作業(yè)

當(dāng)爬架爬升就位并到達(dá)可安裝吊平臺(tái)位置時(shí)即可安裝吊平臺(tái)（吊平臺(tái)在需要時(shí)才安裝），并安裝受力方銷，卸載受力吊桿。

之后進(jìn)入鋼筋加工及安裝、模板支立、安裝埋件、加固模板并澆筑濁凝土、拆模提升爬架等循環(huán)作業(yè)。

5 注意事項(xiàng)

（1）液壓爬模系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行精確的應(yīng)力計(jì)算，滿足應(yīng)力要求后方可使用。應(yīng)力計(jì)算內(nèi)容有：混凝土的側(cè)壓力計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算和爬錐、模板的剛度、螺栓、導(dǎo)軌的應(yīng)力計(jì)算等。

（2）爬模組裝屬于高空作業(yè)，施工過程中不得安排交叉作業(yè)；

（3）模板嚴(yán)格按照墩身尺寸拼裝，各塊模板搭接緊密，內(nèi)外大模板對(duì)稱分布，對(duì)拉螺桿套管長度適宜，以方便螺桿拔出；

（4）各主要部件間的連接螺桿用扭力扳手?jǐn)Q緊，各活動(dòng)部位及滑動(dòng)面加潤滑劑，錐銷的開口銷應(yīng)擰緊；

（5）作業(yè)平臺(tái)外側(cè)應(yīng)采用安全網(wǎng)等進(jìn)行圍擋，并在外側(cè)設(shè)置踢腳板，防止高空墜物砸傷作業(yè)人員。平臺(tái)上的鋪板應(yīng)安裝牢固，平臺(tái)上的材料、機(jī)具要對(duì)稱放置；

（6）泵管與水管應(yīng)安裝在爬升軌道上方，以確保模板能順利就位；

（7）每提升一節(jié)模板，就要核驗(yàn)一次模板的位置及墩身垂直度，以防止墩身出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)或者橫向偏移。

6 結(jié)論

空心薄壁高墩柱施工界面往往比較狹窄，且受山嶺地區(qū)地形影響交通十分不便，在這種情況下，如沿用常規(guī)施工工藝，將會(huì)增加各環(huán)節(jié)施工難度，從整體來講無法確保墩柱施工質(zhì)量及施工工期。為了改進(jìn)現(xiàn)狀，施工現(xiàn)場(chǎng)可以采用液壓爬模施工工藝，通過這種工藝來簡化繁瑣的施工流程，同時(shí)也有利于節(jié)約成本，節(jié)約工期。本文分析加深了對(duì)“高墩柱空心薄壁墩液壓爬?！笔┕すに嚨睦斫?，對(duì)類似山嶺地區(qū)高墩柱施工提供了較好的參考。