高墩液壓自升平臺(tái)翻模施工的應(yīng)用與分析

郭 楊 ，閆建飛

1.葛洲壩集團(tuán)第五工程有限公司，湖北 宜昌 443002

2.中國(guó)建筑股份有限公司西北分公司，陜西 西安 710065

1 應(yīng)用背景

滬蓉西高速公路某項(xiàng)目地處鄂西南褶皺山區(qū)腹地，地形復(fù)雜，工期緊、難度大。該項(xiàng)目2座特大橋，墩高在44m～67m的等截面空心薄壁墩有32個(gè)，墩高在79m～162m的前后肢變截面空心薄壁高墩有6個(gè)。

其中，八字嶺特大橋左幅3#、9#、18#～22#墩均為墩高近60m的空心薄壁高墩，位置處于滑坡體下方、八字嶺溝谷北岸陡坡“V”型沖溝坡面上，受地形條件限制，對(duì)空心薄壁高墩的混凝土施工、材料運(yùn)輸只能采取非常規(guī)的施工方法。項(xiàng)目部技術(shù)部門(mén)經(jīng)過(guò)研究后，決定在左幅3#空心薄壁墩試點(diǎn)采用腳手架排架搭設(shè)進(jìn)行施工，在左幅9#空心薄壁墩試點(diǎn)采用液壓自升平臺(tái)翻模施工，然后進(jìn)行兩種施工方案的實(shí)施效果對(duì)比。

2 施工方案對(duì)比

在計(jì)劃實(shí)施初期，我們對(duì)左幅3#空心薄壁墩混凝土施工、材料運(yùn)輸仍然采用腳手架排架搭設(shè)施工的方法，按照最快的傳統(tǒng)施工方式，即普通翻模施工方法（暫不考慮整個(gè)過(guò)程腳手架搭設(shè)時(shí)間），墩身鋼筋運(yùn)輸安裝、模板安裝、混凝土澆筑、養(yǎng)生等作為一個(gè)循環(huán)周期，墩身高度按60m、每倉(cāng)混凝土按4.5m一模，單個(gè)循環(huán)周期按最快5天計(jì)算，則墩身需要澆筑14倉(cāng)混凝土（即翻模14次），工期70天（不考慮下雨等其它因素），加上完成蓋梁施工15天，自由時(shí)間5天，共計(jì)工期90天，工期吃緊。左幅3#空心薄壁墩剛好按計(jì)劃工期90天完成。

左幅9#空心薄壁墩采用液壓自升平臺(tái)翻模施工方法后，上述情況得到根本性轉(zhuǎn)變：該墩墩身高度也為60m，每倉(cāng)混凝土實(shí)際澆筑2.25m一節(jié)，但單個(gè)循環(huán)周期為2天/一節(jié)（如果工人技術(shù)熟練完全可以達(dá)到1天/一節(jié)，自升平臺(tái)的整體提升周期一般控制在混凝土初凝后6小時(shí)～8小時(shí)之間），雖然翻模次數(shù)達(dá)到了28次，但工期僅為56天（節(jié)省工期70-56=14天），而且根本不需要腳手架搭設(shè)的時(shí)間；施工中有安全操作平臺(tái)，既安全穩(wěn)定、施工又方便；可以省掉14天的全部人工、機(jī)械、材料運(yùn)輸費(fèi)用以及腳手架拆除費(fèi)用，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益（扣除實(shí)施成本后）2.5萬(wàn)余元。

3 建議實(shí)施內(nèi)容

借鑒左幅9#墩墩身采用液壓自升平臺(tái)翻模施工的經(jīng)驗(yàn)，建議如下：

其一，先對(duì)滑坡體第五～三級(jí)邊坡作刷坡處理并進(jìn)行防護(hù)，待左幅18#～22#墩樁基開(kāi)挖、澆筑完畢后再對(duì)余下第一、二級(jí)邊坡進(jìn)行刷坡及防護(hù)；

其二，在第一、二級(jí)邊坡刷坡完畢立即組織左幅18#～22#墩墩身及蓋梁施工。對(duì)左幅19#、22#兩最高空心薄壁墩墩身率先采用液壓自升平臺(tái)翻模施工，然后周轉(zhuǎn)至其它高墩循環(huán)使用。

4 具體實(shí)施過(guò)程

4.1 液壓翻模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1.1 工作原理

利用頂桿將工作平臺(tái)支撐于達(dá)一定強(qiáng)度的墩身混凝土上，以液壓千斤頂作動(dòng)力提升工作平臺(tái)，達(dá)到一定高度后平臺(tái)上懸掛吊架，施工人員在吊架上進(jìn)行模板拆卸、提升、安裝、綁扎鋼筋等作業(yè)。混凝土的灌注、搗固、吊架內(nèi)移等作業(yè)則在工作平臺(tái)上進(jìn)行。內(nèi)外模板各設(shè)3層，當(dāng)?shù)?層模板混凝土澆注完畢后，提升工作平臺(tái)，拆卸并用倒鏈提升第一層模板至第3層上，安裝、校正后，澆筑混凝土，依此周而復(fù)始，直至完成整個(gè)墩身的施工。

八字嶺特大橋主橋高墩均采用液壓自升平臺(tái)翻模施工，此法綜合滑模和普通翻模施工的優(yōu)點(diǎn)，既保證施工速度，又確?；炷镣庥^質(zhì)量。在施工中增加了抗風(fēng)措施，具有施工速度快、勞動(dòng)強(qiáng)度低、工藝先進(jìn)、具有較強(qiáng)抗風(fēng)能力等特點(diǎn)。采用全站儀進(jìn)行中線控制測(cè)量。

4.1.2 結(jié)構(gòu)組成

液壓自升平臺(tái)翻模系統(tǒng)由液壓提升設(shè)備、工作平臺(tái)、內(nèi)外吊架、頂桿和套管、模板系統(tǒng)、抗風(fēng)柱等組成。

1）液壓提升設(shè)備

由40～50個(gè)GYD60型單作用穿心式千斤頂，YKT-56 型液壓控制臺(tái)，高壓輸油管及分油閥等組成，是工作平臺(tái)提升、調(diào)平糾偏的動(dòng)力設(shè)備。

2）工作平臺(tái)

由槽鋼組成的縱梁和橫梁栓接而成，千斤頂固定于縱梁提供動(dòng)力，上鋪木板，四周設(shè)圍欄掛安全網(wǎng)，是安放機(jī)具，堆放材料，混凝土澆注，施工人員作業(yè)的主要場(chǎng)地。

3）內(nèi)外吊架

由吊桿、步板和圍欄等組成，安裝固定在平臺(tái)縱橫梁上，隨工作平臺(tái)上升同步提升，是施工人員拆、立模板的場(chǎng)所。為保證安全，內(nèi)外吊架掛設(shè)安全網(wǎng)，外吊架的外側(cè)焊制欄桿。

4）頂桿和套管

頂桿采用Φ48mm×Φ3.5mm鋼管，長(zhǎng)1.5m～2.5m，兩端加工成內(nèi)外絲扣形式，便于續(xù)接，是供千斤頂爬升和支撐工作平臺(tái)的重要部件。套管采用Φ60mm鋼管，長(zhǎng)2.4m～2.6m，安裝在平臺(tái)縱梁下緣，隨平臺(tái)提升而上升，埋于混凝土內(nèi)約60cm～80cm，在初凝后的混凝土內(nèi)形成孔洞，以阻止頂桿與混凝土粘接，便于頂桿抽換倒用，同時(shí)起加強(qiáng)頂桿和平臺(tái)的穩(wěn)定作用。

5）模板系統(tǒng)

由外模和內(nèi)模兩部分組成，內(nèi)模采用組合模板，外模采用4mm厚鋼板定制加工的大塊組合模板。模板之間用螺栓連結(jié)，內(nèi)外模板間用圓鋼作拉筋并加內(nèi)支撐，外用雙槽鋼圍帶箍緊，使之成為整體。模板拆裝翻升由人工借助倒鏈滑車(chē)完成。

6）抗風(fēng)柱

設(shè)置在橋墩4個(gè)方向之間，采用槽鋼組焊的門(mén)形結(jié)構(gòu)，用螺栓固定在已灌筑完混凝土的模板和混凝土上，每套模板共4套，分內(nèi)外抗風(fēng)柱，通過(guò)固定在平臺(tái)橫縱梁上的導(dǎo)向輪控制平臺(tái)的滑升方向，抵抗平臺(tái)的水平力。抗風(fēng)柱隨模板的翻升而翻升。

液壓翻模施工過(guò)程

液壓翻模施工過(guò)程見(jiàn)以下工藝流程圖：

圖1 液壓翻模自升平臺(tái)組裝流程圖

圖2 液壓翻模循環(huán)施工工藝流程圖

5 實(shí)施效果

結(jié)果顯示，各空心薄壁高墩采用液壓自升平臺(tái)翻模施工正常，實(shí)際效果良好，平均每墩節(jié)省鋼管租賃費(fèi)用93%以上，節(jié)省人工、設(shè)備投入費(fèi)用2.5萬(wàn)余元，同時(shí)節(jié)約了一節(jié)模板，節(jié)省了工期15天～20天，為上部結(jié)構(gòu)的施工創(chuàng)造了有利條件。

最終結(jié)果：八字嶺特大橋左幅9#、18#～22#墩共6個(gè)空心薄壁高墩，采用液壓自升平臺(tái)翻模施工后，節(jié)省工期50天，直接經(jīng)濟(jì)成本節(jié)省了15萬(wàn)元。全線其余特大橋共31個(gè)空心薄壁高墩，在進(jìn)行推廣應(yīng)用之后，墩身施工比原計(jì)劃整體提前了3個(gè)月，綜合節(jié)省資金100萬(wàn)元以上。高墩工程施工質(zhì)量受到滬蓉西高速公路各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)計(jì)監(jiān)理單位的一致好評(píng)。

6 經(jīng)濟(jì)（社會(huì)）效益分析

液壓自升平臺(tái)翻模施工，最主要的優(yōu)點(diǎn)是又“快”又“省”，施工安全、方便，適用面廣，對(duì)高墩、不良地形環(huán)境特別適用。由于節(jié)省的模板可以用于其它部位的施工，提高了模板的周轉(zhuǎn)利用率；由于其操作的安全、便捷性以及能節(jié)省鋼管腳手架的特點(diǎn)，在深壑陡谷等不良地形條件下完全可以應(yīng)用，能夠流水化作業(yè)，最終節(jié)省了工期；由于節(jié)省了工期，實(shí)際上間接地節(jié)約了人工、機(jī)械、材料運(yùn)輸費(fèi)用以及腳手架拆除費(fèi)用。

液壓自升平臺(tái)翻模施工不足之處，就是前期控制設(shè)備、液壓設(shè)備以及自升平臺(tái)型鋼連接、拼裝投入較大（嶄新成套設(shè)備及自升平臺(tái)材料投入約萬(wàn)余元），后期墩身施工完畢作托架預(yù)埋、自升平臺(tái)拆除時(shí)間較長(zhǎng)（約4天），對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高。其實(shí)，設(shè)備的周轉(zhuǎn)利用大大降低了實(shí)際的投入成本，故建議在空心薄壁高墩施工中進(jìn)行推廣。

7 結(jié)論

采用本施工方案的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是顯著的，橋墩越高、墩的個(gè)數(shù)越多，經(jīng)濟(jì)效益越顯著。液壓自升平臺(tái)翻模施工，從根本上節(jié)省了施工工期，改變了在深壑陡谷等不良地形條件下，對(duì)空心薄壁高墩只能采取腳手架排架施工的單一施工模式，具有很好的推廣價(jià)值。

[1]馬保林.高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]馬爾立.公路橋梁墩臺(tái)設(shè)計(jì)與施工[M].北京：人民交通出版社，2004.