液壓滑模在橋梁高墩施工中的應(yīng)用

摘要：本文通過工程實(shí)例，闡述了高墩液壓滑模構(gòu)造及工作原理，介紹了液壓滑模應(yīng)用于橋梁高墩施工關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)，論述了滑模防偏與糾偏措施。

關(guān)鍵詞：高墩 液壓滑模 原理 防偏 糾偏

1 概述

滑模施工技術(shù)始創(chuàng)于20世紀(jì)初期，我國(guó)在20世紀(jì)30年代，已開始試用手動(dòng)滑模施工，至70年代，由于配套液壓滑模千斤頂和集中控制設(shè)備的研制成功，促進(jìn)了滑模技術(shù)的革新，并逐步形成成套技術(shù)在全國(guó)推廣。近年來，隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，橋梁技術(shù)逐漸向高墩、大跨、高性能混凝土等方向發(fā)展，液壓滑模受到越來越多橋梁建設(shè)者的青睞，被廣泛應(yīng)用于橋梁高墩施工。

拒馬河2#橋是張涿高速公路保定段重點(diǎn)工程，大橋處于地形呈U型山谷，受地理環(huán)境影響橋梁受風(fēng)載影響較大，最高風(fēng)力達(dá)十級(jí)，上部主體結(jié)構(gòu)左、右幅分別為55+4-96+55m、50+4-86+50m連續(xù)剛構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為7×2.2m雙薄壁墩，墩柱最高達(dá)64m，均采用滑模施工。

2 液壓滑模構(gòu)造與工作原理

2.1 液壓滑?；緲?gòu)造 滑模構(gòu)造主要由模板和圍圈、提升系統(tǒng)、工作平臺(tái)、輔助裝置組成。主要構(gòu)件配置與作用如下：

2.1.1 模板及圍圈。模板面板采用δ＝5mm鋼板，高度為1.26m，懸掛固定在圍圈上，采用∠50x5(mm)的角鋼作為加筋肋，間距30cm，模板沿著所施工的混凝土結(jié)構(gòu)截面的周界拼裝組配，并隨著混凝土的灌注由千斤頂帶動(dòng)向上滑升。圍圈設(shè)置在模板外側(cè)定位支撐模板，并焊接在矩形桁架梁上，采用14#槽鋼加工，上下各設(shè)置一道圍圈，上端距模板頂端15cm，圍圈間距75cm。

2.1.2 液壓提升系統(tǒng)。提升系統(tǒng)主要由支撐桿、千斤頂、自動(dòng)調(diào)平液壓控制臺(tái)、提升架構(gòu)成。支撐桿采用Ф48×3.5鋼管，一端埋置于墩柱的混凝土中，并穿過千斤頂，承受施工過程中的全部荷載，由于支撐桿占用一根豎向鋼筋的位置，在施工中可調(diào)整鋼筋間距。千斤頂采用12臺(tái)10噸穿心式千斤頂，滑升行程30mm。千斤頂通過高壓油管與自動(dòng)調(diào)平液壓控制臺(tái)相連接，形成液壓系統(tǒng)，為滑模整體結(jié)構(gòu)提供滑升動(dòng)力。提升架用以固定圍圈和保持圍圈的幾何形狀，承受整個(gè)模板和操作平臺(tái)的全部荷載，并傳遞給支撐桿，隨千斤頂向上滑升。

2.1.3 工作平臺(tái)。工作平臺(tái)由操作平臺(tái)和吊架組成。操作平臺(tái)主要承受人員、加工材料、施工工具等荷載，由桁架梁鋪板組成。桁架梁主梁采用∠100×8角鋼，腹桿采用∠63×6角鋼，平臺(tái)采用∠63×6角鋼。為方便施工，利用三角撐外擴(kuò)輔助平臺(tái)50cm寬，密鋪δ=5cm馬道板，外側(cè)焊接1.2m高鋼圍欄并掛網(wǎng)封閉。吊架采用Ф16鋼筋每隔1.5m懸掛在操作平臺(tái)下方2m處，設(shè)置寬度為60cm，并鋪設(shè)δ=5cm馬道板，其作用是主要供調(diào)整和拆除模板、檢查混凝土質(zhì)量和修飾混凝土表面等操作之用。

2.1.4 輔助裝置。輔助裝置包括養(yǎng)護(hù)、垂直度及水平校驗(yàn)裝置。在吊架的下層安放直徑25mmPPR管，環(huán)形一圈，固定在吊架上，沿PPR管間距150mm鉆Ф4小孔，孔內(nèi)對(duì)準(zhǔn)筒壁與上水管接通，形成噴淋效果。垂直度校驗(yàn)采用短重垂線校驗(yàn)墩柱中心點(diǎn)及模板垂直度，監(jiān)測(cè)模板的橫向位移，水平測(cè)量采用水準(zhǔn)管觀測(cè)。

2.2 工作原理 滑模施工的工藝原理是通過在墩身預(yù)埋設(shè)支撐桿，依靠附著在支撐桿上的12臺(tái)穿心千斤頂及配套液壓系統(tǒng)提供滑升動(dòng)力。工作平臺(tái)、模板通過提升架與千斤頂連接，在下層混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，依靠千斤頂整體滑升至上層連續(xù)循環(huán)作業(yè)。千斤頂與油泵間采用高壓油管連接，由控制室集中控制且每個(gè)千斤頂均可獨(dú)立作業(yè)，以調(diào)整滑?；耐叫浴Ｊ┕み^程中混凝土澆注、鋼筋綁扎、滑模提升、表面抹光等工作不斷交替進(jìn)行，如此循環(huán)作業(yè)至整個(gè)構(gòu)件的澆注成型。

3 施工工藝流程及關(guān)鍵技術(shù)

3.1 施工工藝流程 滑模組裝調(diào)試→澆筑砼→提?！移健鷮?duì)中→綁扎鋼筋→繼續(xù)滑升。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)及控制要點(diǎn)

3.2.1 模板加工與拼裝。模板加工精度必須嚴(yán)格控制，確保偏差在規(guī)范允許范圍內(nèi)，且剛度滿足施工要求，調(diào)運(yùn)、安裝過程中要避免碰撞造成模板損壞變形。模板拼裝順序?yàn)椋喊惭b模板→安裝提升架→安裝工作平臺(tái)→安裝千斤頂→安插支撐桿→安裝液壓設(shè)備→安裝通訊系統(tǒng)→檢查調(diào)試。

3.2.2 鋼筋綁扎。鋼筋的位置應(yīng)該保持準(zhǔn)確。首先應(yīng)保持豎向鋼筋下端定位準(zhǔn)確，上端采用限位支架進(jìn)行臨時(shí)固定，啟滑后，采取邊滑升邊綁扎的作業(yè)方式，且水平筋施工要始終超前混凝土頂面30cm以上，豎向主筋的加工長(zhǎng)度為4m，采用鋼套筒連接。

3.2.3 混凝土澆筑。砼通過垂直運(yùn)輸設(shè)備至平臺(tái)，宜采用低流動(dòng)或半干硬性混凝土，砼入模時(shí)坍落度應(yīng)控制在6～8cm，正常澆筑每層300mm左右，振搗過程中插入上一次混凝土深度不得超過5cm，振搗棒應(yīng)避免與鋼筋、模板及支撐桿碰撞，且混凝土必須在上層混凝土凝結(jié)前完成。施工前需要對(duì)短柱劃分區(qū)段，每區(qū)段澆筑砼數(shù)量和時(shí)間應(yīng)大體一致，并嚴(yán)格執(zhí)行分層均勻交圈制，不應(yīng)自一端開始單方向澆筑，防止引起構(gòu)造物傾斜偏位。

3.2.4 滑模提升?；?yīng)保持砼在塑性狀態(tài)下滑升，以免造成上節(jié)段混凝土拉裂，施工過程中滑升分初升、正常提升、終升三個(gè)階段。初升要緩慢進(jìn)行，滑升高度控制在20cm左右，并在此過程中對(duì)液壓裝置，模體結(jié)構(gòu)以及有關(guān)配套設(shè)施在負(fù)載情況下做全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理，待一切正常后方即可進(jìn)行正常滑升。施工轉(zhuǎn)入正常滑升后，應(yīng)盡量保持連續(xù)施工，并設(shè)專人觀察和分析砼表面情況，確定合適的滑升時(shí)間，混凝土出模強(qiáng)度應(yīng)控制在0.2～0.4MPa范圍內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，確定合理的滑升速度，按正?；看伍g隔1小時(shí)，滑升高度一般控制在30cm，日提升高度控制在4.5m左右。當(dāng)模板滑升至離墩頂標(biāo)高1m左右時(shí)，滑模進(jìn)入終升階段。此時(shí)拆除內(nèi)滑模，安裝制作的內(nèi)底模，并放慢滑升速度，進(jìn)行準(zhǔn)確的抄平和找正工作，保證最后澆注的一層混凝土頂部標(biāo)高和位置準(zhǔn)確。

3.2.5 滑模防偏與糾偏。液壓滑模施工過程中，受作業(yè)平臺(tái)荷載分布不均、千斤頂滑升不同步、支撐桿變形、混凝土澆筑不均、強(qiáng)風(fēng)荷載影響等居多因素影響，會(huì)導(dǎo)致模板偏位甚至扭曲，將對(duì)后續(xù)施工作業(yè)造成了很大的影響。防偏即是在施工過程中盡量避免上述情況的發(fā)生，糾偏即是在發(fā)生模板發(fā)生移位、傾斜、扭曲時(shí)所采用的必要的技術(shù)手段。

①加強(qiáng)垂直度及水平監(jiān)控。施工過程中每隔三節(jié)段進(jìn)行一次墩柱中心校驗(yàn)，本工程垂直度檢測(cè)主要采用重垂球法與全站儀測(cè)量法相結(jié)合的方法控制，重垂球法是在墩柱長(zhǎng)、短邊各設(shè)置一個(gè)重5～10kg垂球，以防止受風(fēng)荷載影響導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)失真。初滑過程中采用全站儀一天測(cè)2次，進(jìn)入正?；┕ず?～3天監(jiān)測(cè)1次。水平檢測(cè)采用水平管檢測(cè)，必要時(shí)也可采用全站儀或水準(zhǔn)儀器測(cè)量檢測(cè)，每節(jié)段檢測(cè)一次。②避免作業(yè)平臺(tái)受力不均。施工作業(yè)平臺(tái)一旦發(fā)生傾斜，將直接導(dǎo)致支撐桿的彎曲變形，對(duì)后續(xù)滑模滑升將造成極大的困難，因此，施工作業(yè)平臺(tái)，應(yīng)盡量保持受載均勻，嚴(yán)禁堆放作業(yè)工具及廢棄品，非施工作業(yè)人員嚴(yán)禁進(jìn)入。③加強(qiáng)滑模剛度，避免在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下施工作業(yè)。適當(dāng)?shù)脑黾踊偠龋_模型設(shè)計(jì)初期，考慮風(fēng)荷載的影響因素或在模板長(zhǎng)邊預(yù)設(shè)牛腿，必要時(shí)在外側(cè)模板外側(cè)增加對(duì)拉桿，增強(qiáng)模板的整體穩(wěn)定性，提高抗風(fēng)性能，在施工工期允許的情況下，也可通過倒排工期，合理安排，盡量避免強(qiáng)風(fēng)季節(jié)施工，以降低施工風(fēng)險(xiǎn)，防止風(fēng)力過大造成模板傾覆。④模板上增加橫縱向可調(diào)裝置。改進(jìn)模板與圍圈的連接構(gòu)造，增加橫縱向螺桿調(diào)節(jié)裝置，在滑模出現(xiàn)偏移、扭曲時(shí)，該裝置可起到輔助微調(diào)的作用。⑤偏載糾偏移與千斤頂糾偏。滑模在提升過程中無可避免的會(huì)出現(xiàn)偏移，偏差較小時(shí)比較容易糾正，一般偏差在10mm以內(nèi)可采用偏載糾偏即可矯正，待矯正后即可恢復(fù)均載。如偏差過大，可采用千斤頂糾偏配合外力加載的方法糾偏，千斤頂糾偏的原理是利用千斤頂高差產(chǎn)生的偏差反向橫向位移實(shí)現(xiàn)糾偏。偏差較大時(shí)，糾偏難度大，且由于糾偏會(huì)導(dǎo)致反向偏差造成模板定勢(shì)，又造成反向偏差，對(duì)后續(xù)施工影響較大。因此，施工過程中要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，盡量避免滑模發(fā)生過大偏差。

4 總結(jié)

目前，我國(guó)橋梁高墩施工主要采用滑模、翻模等施工工藝，液壓滑模應(yīng)用于拒馬河2#橋，墩臺(tái)施工速度達(dá)4～5m/天，相當(dāng)于翻模施工速度的3倍，也進(jìn)一步證實(shí)了相比翻模液壓滑模可極大的節(jié)省大量周轉(zhuǎn)材料如腳手架鋼管模板等大部分施工設(shè)備，模板利用率、機(jī)械化程度高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。但同時(shí)也對(duì)施工管理提出了更高的要求，在滑模施工過程中要做好各個(gè)工序間的銜接，確保配套設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，注意預(yù)防模板扭曲偏位并及時(shí)糾正，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和正確處理施工中存在的各種問題，以確保施工順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉亮，李建林.淺談高層建筑液壓滑升模板施工技術(shù)[J].科技致富向?qū)?2011(26).

[2]梅滿朝.滑模工藝在高橋墩施工中的應(yīng)用[J].山西建筑.2003(18).

[3]王昊.林長(zhǎng)高速露水河特大橋高墩滑模施工技術(shù)[B].四川建材.2011(2).