摘要 石家莊學(xué)府路跨太平河橋梁主橋是160 m+140 m獨(dú)塔鋼箱梁空間索面斜拉橋，主塔采用爬模爬架施工技術(shù)，以此工程為例，圍繞主塔的施工進(jìn)行研究，主要探討了液壓爬模系統(tǒng)的構(gòu)造和施工過程兩大方面的內(nèi)容，最終取得了良好的施工效果，通過實(shí)踐證明了爬模爬架施工技術(shù)的優(yōu)越性和可行性。

關(guān)鍵詞 橋梁施工；斜拉橋；液壓爬模；主塔施工

中圖分類號(hào) U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）02-0117-03

0 引言

隨著我國公路建設(shè)的迅速發(fā)展，公路方面的施工技術(shù)也日益成熟。液壓爬模施工技術(shù)具有操作簡單、自動(dòng)爬升、外觀質(zhì)量好、施工效率高等優(yōu)點(diǎn)，在很多大中型橋梁工程施工中得到了廣泛應(yīng)用[1]。因此，該文結(jié)合實(shí)際工程，探討液壓爬摸技術(shù)在斜拉橋主塔施工中的應(yīng)用，以此證明該技術(shù)的可行性和優(yōu)越性。

1 工程概況

石家莊學(xué)府路跨太平河橋梁工程長570 m，其中主橋長300 m，寬46 m，為160 m+140 m獨(dú)塔鋼箱梁空間索面斜拉橋，橋下凈空3 m。

主塔總體：索塔設(shè)計(jì)為異形索塔，人字形橫橋，從下至上分為塔座、下、中、上塔柱與塔冠5個(gè)部分。橋塔承臺(tái)以上高度為102.749 m，其中，塔冠及上、中、下塔柱高度分別為5.295 m、45.551 m、28.439 m、21.461 m，塔座高2.01 m。索塔露出橋面87.98 m，高跨比為0.639，塔底左右塔柱中心間距47.795 m。塔冠縱橋、橫橋向長、向?qū)挿謩e為6.78 m、5.95 m；兩個(gè)塔柱由塔高54.8 m處的位置向下分叉而成，橫橋向?qū)捑鶠?.28 m，橋塔結(jié)構(gòu)中心線在離塔座頂部11.98 m處發(fā)生漸變，漸變的曲率半徑大小為399.98 m，塔座頂部往下11.98 m均為直線，塔底縱、橫向分別為8.5 m、7.5 m。

2 液壓爬模系統(tǒng)構(gòu)造

2.1 液壓爬模系統(tǒng)組成

液壓爬模系統(tǒng)由液壓動(dòng)力裝置、模板、預(yù)埋件、附墻裝置、導(dǎo)軌以及支架等6部分組成[2]。

該項(xiàng)目液壓自爬模架體系的外模操作平臺(tái)分為5部分，具體如圖1所示。

上架體頂面布置鋼筋綁扎平臺(tái)①，此平臺(tái)的主要作用是提供綁扎鋼筋的場(chǎng)地；模板操作平臺(tái)②位于上架體中間部位，其主要作用是提供裝配與卸除對(duì)拉螺桿的相關(guān)施工場(chǎng)地；主操作平臺(tái)③位于上架體底部，是進(jìn)行合模、退模的操作平臺(tái)，其承擔(dān)著上下架體連接與固定的作用；液壓操作平臺(tái)④位于主操作平臺(tái)下方，在此平臺(tái)上可以進(jìn)行施工必要的液壓操作，同時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；吊平臺(tái)（修飾平臺(tái)）⑤則是負(fù)責(zé)進(jìn)行施工人員的運(yùn)輸工作，爬架爬升至預(yù)定位置后，施工人員通過此平臺(tái)上升或下降，實(shí)施預(yù)埋爬錐的拆除和爬錐空洞的修補(bǔ)工作。

2.2 模板配置

模板體系包括橫向背楞、H20木工字梁、專用連接件、進(jìn)口維薩模板4部分[3]。木工字梁（也稱豎肋）的兩端安裝有吊鉤，連接面板與豎肋時(shí)用到自攻螺絲，其能夠通過連接爪與雙槽鋼背楞（也稱橫肋）拼接。對(duì)于不同的模板需要進(jìn)行連接時(shí)，通常采用芯帶，在此基礎(chǔ)上，額外增加芯帶插銷可以更好地避免模板間的相對(duì)位移，提升連接穩(wěn)定性。模板可選擇裝卸式木梁直模板，利用這種模板可以更為方便地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模板拼裝，其拼裝的整體也更具有靈活性。

（1）下塔柱模板的配置。同時(shí)澆筑主塔下塔柱、塔座和橋墩，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況分3次澆筑。1次澆筑塔座部分，塔座之上部分進(jìn)行2次澆筑，厚度分別為4.2 m和4 m。支墩處配置1塊圓弧模板，塔柱外模配置5塊模板，內(nèi)模側(cè)面采用中塔柱內(nèi)模。共有M1、M2、M3、M4四種塔柱模板，ZDM1、ZDM2、YHM1三種墩柱模板，并對(duì)M4模板背楞進(jìn)行分段處理。

未安裝液壓爬模裝置時(shí)，由于橋塔向內(nèi)傾斜，故橋塔施工1～5段時(shí)，加以輔助支撐。支撐分2段設(shè)計(jì)，橋塔1節(jié)段和2節(jié)段與橋墩一起施工，此時(shí)僅需支撐橋墩外側(cè)的塔部分。橋塔3～5節(jié)段施工時(shí)需支撐橋塔橫橋向內(nèi)側(cè)面。

（2）中塔柱模板的配置。中塔柱外模由下塔柱模板大部分裁剪改裝倒用。

（3）上塔柱模板的配置。上塔柱塔身模板由中塔柱模板改裝倒用。合龍段部位側(cè)面模板采用支墩模板以及塔柱順橋向仰面模板倒用，內(nèi)側(cè)模板利用膠合板。塔柱內(nèi)筒因鋼錨箱安裝，此處模板需現(xiàn)場(chǎng)加工。合龍段側(cè)模采用M4以及ZDM2拼裝，并隨著截面收縮進(jìn)行裁剪。

3 液壓爬模施工技術(shù)

3.1 模板拼裝

（1）拼裝平臺(tái)。設(shè)計(jì)的自攻螺絲安裝在模板正面，故平臺(tái)的高度宜處于200～400 mm之間，平臺(tái)利用工字鋼或者槽鋼組裝而成，需滿足穩(wěn)固、安全的要求。

（2）槽鋼橫肋安裝。參照設(shè)計(jì)圖紙間距，標(biāo)記出橫肋定位線，并測(cè)量對(duì)角線長度，使得任意兩條橫肋組成的長方形對(duì)角線相等。

（3）安裝木工字梁豎肋。將2根木工字梁分別裝配至橫肋兩側(cè)相同距離，利用連接爪固定。2根木工字梁相同端用細(xì)線連接，利用此細(xì)線作為基準(zhǔn)線，固定其余木工字梁。在安裝吊鉤時(shí)，使用連接爪連接其兩側(cè)，兩邊的連接爪使之固定于木梁內(nèi)側(cè)，并按照交錯(cuò)分布的形式完成余下的連接爪安裝。隨后安裝吊鉤，安裝時(shí)需要確保木梁腹板指接縫與最近的吊鉤孔距離超過1.5 m，此外木梁還需被吊鉤與鋼板夾緊，而鋼板的大小應(yīng)與木梁盡可能相等，孔位應(yīng)對(duì)齊，最后螺栓固定。

（4）面板鋪設(shè)。共計(jì)有4塊面板，將其依次鋪裝后，利用測(cè)量儀器進(jìn)行面板的測(cè)量，計(jì)算出需要的孔位。第1塊面板應(yīng)在四角引孔，并在孔內(nèi)釘入鋼釘來實(shí)現(xiàn)定位，鋼釘應(yīng)保持合理的釘入深度，在此基礎(chǔ)上依靠自攻螺絲固定，使之擁有較高的穩(wěn)定性且避免損壞面板。第2塊面板鋪裝時(shí)，需考慮其與第1塊面板的接縫是否對(duì)齊，盡可能保持較小的縫隙，并在縫隙中填入玻璃膠。第3塊與第4塊面板也按照第2塊的方式進(jìn)行鋪裝，全部鋪裝完畢之后擦拭4塊面板的表面，并檢查是否有不平整的區(qū)域，若有則需要用原子灰進(jìn)行補(bǔ)平操作。木梁長度小于面板時(shí)，可在端頭增加木方，這樣能夠使模板頂部剛性提高，較好地保護(hù)了模板背面，也可以使面板和木梁貼合更為緊密，避免不必要的偏移。

（5）打?qū)輻U孔。參考設(shè)計(jì)圖進(jìn)行開孔器安裝，利用墨斗彈線標(biāo)記出對(duì)應(yīng)孔位，偏差＜2 mm。電鉆垂直于模板進(jìn)行開孔，最后還需進(jìn)行刷漆處理，以確保孔內(nèi)壁和孔沿良好的防水性，避免出現(xiàn)滲水膨脹事故。

（6）堆放模板。用記號(hào)筆標(biāo)記已組裝的模板，避免模板過多和混用。堆放模板的場(chǎng)地應(yīng)平坦、堅(jiān)實(shí)，周圍環(huán)境干燥、通風(fēng)。模板下方用2～3塊木方墊起，通常堆5～6層模板。用帆布遮蓋，避免模板受到雨淋和暴曬。

（7）陽角處模板。利用斜拉桿進(jìn)行連接，角部成企口形式，為了防止模板角部出現(xiàn)脹開、漏漿現(xiàn)象，則應(yīng)將角部設(shè)計(jì)為企口，斜拉桿的受力方向應(yīng)為45 °，如圖2所示。

（8）模板裁剪。塔柱截面變化時(shí)，模板需根據(jù)塔柱線形由上一節(jié)段模板進(jìn)行裁剪改裝[4]。上節(jié)段塔柱混凝土澆筑完成，拆除模板后，拆除內(nèi)、外模板，用塔吊吊運(yùn)至模板加工場(chǎng)地進(jìn)行裁剪，并重新按模板拼裝方式調(diào)試。按照規(guī)范要求驗(yàn)收后，再吊運(yùn)安裝至液壓自爬模架上進(jìn)行上一節(jié)段施工。

（9）面板修復(fù)。退模后，用軟刷帶水清洗模板。若發(fā)現(xiàn)模板存在小孔洞，用對(duì)應(yīng)尺寸的圓木堵上，再刮圓子灰。若出現(xiàn)大面積損壞，應(yīng)把面板吊到地面重新組裝，如圖3所示。

3.2 塔柱分層及爬升軌跡

根據(jù)主塔結(jié)構(gòu)圖，主塔除塔冠外分成24個(gè)節(jié)段。縱橋向仰爬面布置3榀爬模機(jī)位，俯爬面2榀爬模機(jī)位，間距2.6 m；橫橋向兩個(gè)面，每面布置2榀爬模機(jī)位，間距1.8 m。塔柱順橋向俯爬面計(jì)劃第4節(jié)澆筑完成后安裝架體，仰爬面計(jì)劃第3節(jié)澆筑完成后安裝架體。合龍段側(cè)面架體采用仰爬面架體進(jìn)行改制，每面采用2榀架體，完成16節(jié)澆筑后安裝，爬至第18節(jié)，可對(duì)19層合模，上平臺(tái)可作為20層施工平臺(tái)。21層可采用塔柱和橫橋向爬架作為平臺(tái)使用。

3.3 液壓爬模安裝與爬升

液壓自爬模架組拼，上、下架體間通過銷軸連接。組拼流程：安裝下架體三腳架—安裝主操作平臺(tái)，平臺(tái)跳板鋪裝（鋼材選型為199.98 mm×199.98 mm H形鋼）—后移裝置裝配—上架體裝配與鋪裝跳板和槽鋼橫梁—模板裝配—澆筑合?！四２僮鳎瑢?dǎo)軌裝配，架體爬升—吊平臺(tái)裝配—合模澆筑。

利用液壓油箱可以較好地進(jìn)行自爬模的頂升，其原理主要是利用導(dǎo)軌與爬模架的相互運(yùn)動(dòng)交替頂升來實(shí)現(xiàn)自爬模的頂升。爬升前，導(dǎo)軌和模架處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，并都支撐在埋件支座上方。退模后，在爬錐上依次安裝埋件支座、掛座體和受力螺栓，調(diào)節(jié)上下?lián)Q向盒舌體完成導(dǎo)軌頂升。當(dāng)導(dǎo)軌頂升至埋件支座時(shí)，將露出的爬錐以及埋件支座進(jìn)行移除。解除爬模架的拉結(jié)，使爬模架頂升，此時(shí)的導(dǎo)軌是靜止的，然后啟動(dòng)油缸并調(diào)節(jié)上下?lián)Q向盒舌體，使導(dǎo)軌和爬模架依次附墻，依靠墻壁保持相對(duì)靜止來提升對(duì)方，最終爬模架爬升至爬錐上指定位置。

需要注意的是，在液壓爬模安裝前，應(yīng)先對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，確?；A(chǔ)混凝土的強(qiáng)度、平整度和垂直度均符合設(shè)計(jì)要求。按照設(shè)計(jì)圖紙和廠家提供的組裝說明書，將液壓爬模的各個(gè)部件進(jìn)行組裝，包括模板、支撐系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。在混凝土結(jié)構(gòu)上安裝軌道，軌道應(yīng)與液壓爬模的承重結(jié)構(gòu)相連，以確保爬升過程中的穩(wěn)定性。將承重架與軌道連接，承重架應(yīng)能夠承受液壓爬模的重量和施工過程中的荷載。在液壓爬模安裝完成后，進(jìn)行試運(yùn)行，檢查液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等是否正常。在混凝土澆筑前，操作液壓爬模上升至設(shè)計(jì)位置。上升過程中，應(yīng)控制液壓爬模的上升速度，確保安全穩(wěn)定。在液壓爬模內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑過程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，確?；炷恋馁|(zhì)量和均勻性。混凝土澆筑后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，確?；炷恋膹?qiáng)度發(fā)展。在混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求后，操作液壓爬模下降，以便進(jìn)行下一層的施工。

3.4 液壓爬模拆除

（1）若混凝土強(qiáng)度＞15 MPa，即可進(jìn)行拆卸工序（包括陽角斜拉桿與對(duì)拉螺桿）。將后移安全銷取出，使模板后移0～598 mm，移動(dòng)完成后再將其插回，最后將模板的主背楞連接器拆卸，并用塔吊將其吊至施工區(qū)域。

（2）上平臺(tái)應(yīng)在塔吊作用下吊升至施工位置，若吊裝時(shí)塔吊承受力超出其最大承受力，可拆除并分批次吊裝平臺(tái)中的花紋鋼板和槽鋼。

（3）導(dǎo)軌被抽出后，為了避免發(fā)生不必要的形變，應(yīng)將其放置在較為水平的區(qū)域。

（4）若實(shí)際吊裝時(shí)，塔吊承受力大于吊平臺(tái)與三腳架平臺(tái)重量之和，則可以將兩平臺(tái)一次性吊起；承受力小于兩平臺(tái)重量之和則須分多次吊起，首先應(yīng)拆除單榀爬模下架體與其他爬架連接的平臺(tái)梁和木方板，依次吊裝此榀爬模下架體與爬模，按照這種方式再將剩下的架體依次吊裝。

（5）對(duì)埋件掛座系統(tǒng)進(jìn)行拆卸時(shí)應(yīng)使用專業(yè)吊裝工具。

4 結(jié)語

由于主塔在斜拉橋的受力平衡中起到了非常重要的作用，要求其具有高強(qiáng)度并兼顧耐久性，從而對(duì)主塔的施工提出了較高的要求。在國內(nèi)斜拉橋主塔施工中，液壓爬模是一項(xiàng)比較先進(jìn)的技術(shù)，不僅對(duì)工期有保障，而且有利于保證施工人員的安全。該文通過石家莊學(xué)府路跨太平河橋梁工程的實(shí)踐，論證了該技術(shù)的可行性，可在今后其他類似工程中應(yīng)用。

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收稿日期：2023-10-25

作者簡介：唐宇（1994—），男，本科，助理工程師，從事公路及市政工程施工技術(shù)、管理方面的工作。