淺析爬模施工在大跨度高橋墩工程中的運用

【摘要】以新建大準(zhǔn)至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線重點控制性工程大沙溝特大橋為例，介紹了液壓爬模原理及其在大沙溝特大橋施工中的應(yīng)用，并總結(jié)闡述了液壓爬模的施工工藝流程。作為該工藝在大跨度高橋墩工程中的成功實例，表明了液壓爬模是一種切實可行，且可操作性強的施工方法。

【關(guān)鍵詞】旅游文化；文化建設(shè)；影響；方式

1、引言

隨著高新技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多長距離和大跨度的橋梁，由于本身結(jié)構(gòu)性能上的要求，橋位處地形、地質(zhì)環(huán)境的制約，超過百米的橋墩在我國現(xiàn)有的橋梁設(shè)計中已經(jīng)屢見不鮮，這也對大跨度橋梁的的施工技術(shù)提出了高標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文針對對液壓爬模施工技術(shù)在新建大準(zhǔn)至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線重點控制性工程大沙溝特大橋施工中的應(yīng)用進行了詳細的介紹。

2、工程概況

新建大準(zhǔn)至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線，線路位于內(nèi)蒙古中部及山西省北部，基本呈南—北走向。線路北起大準(zhǔn)鐵路外西溝站往南至朔黃鐵路神池南站，自外西溝向東沿渾河河谷至殺虎口，向東南沿滄河河谷經(jīng)右玉、高家堡后折向西南方向繞避平魯?shù)貐^(qū)煤炭采空區(qū)，于平魯縣城西側(cè)上跨朔準(zhǔn)線后向南穿越山脈后往西南方向，從神池南站西側(cè)引入朔黃鐵路。新建線路全長179.862km。其中大沙溝特大橋為重點控制性工程，本橋橋跨結(jié)構(gòu)為10—32m簡支T梁+3聯(lián)（60+3×100+60）m剛構(gòu)連續(xù)梁+7—32m簡支T梁。橋梁中心里程DK113+159.94，橋梁全長1834.08m。本橋最大墩高106m（2個），橋墩采用圓端形實體墩、圓端形空心墩，橋臺采用T形橋臺。墩臺基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)及明挖擴大基礎(chǔ)。

3、液壓爬模工藝原理

3.1 液壓爬模的構(gòu)成

液壓自爬模板體系主要由爬升系統(tǒng)和模架系統(tǒng)組成。爬升系統(tǒng)主要由預(yù)埋件、導(dǎo)軌和液壓系統(tǒng)組成。埋件部分包括埋件板、高強螺桿、爬錐、受力螺栓和埋件支座；導(dǎo)軌是整個爬模系統(tǒng)的爬升軌道，由兩根槽鋼及一組梯檔組焊而成。梯檔間距300mm，供上下?lián)Q向盒將載荷傳遞到導(dǎo)軌，進而傳遞到埋件系統(tǒng)上；液壓爬升系統(tǒng)包括液壓泵、油缸、上換向盒和下?lián)Q向盒四部分。模架系統(tǒng)主要包括模板系統(tǒng)和支架系統(tǒng)。模板系統(tǒng)主要由面板（21mm厚的維薩板）、豎肋（木工字梁）、橫肋、芯帶、拼縫背楞等組成；支架系統(tǒng)主要由承重三腳架、后移裝置、中平臺、吊平臺、主背楞等組成。

3.2 液壓爬模工藝原理

自爬模的頂升運動通過液壓油缸對導(dǎo)軌和爬架交替項升來實現(xiàn)。導(dǎo)軌和爬模架互不關(guān)聯(lián)，二者之間可進行相對運動。當(dāng)爬模架工作時，導(dǎo)軌和爬模架都支撐在埋件支座上，兩者之間無相對運動。退模后立即在退模留下的爬錐上安裝受力螺栓、掛座體及埋件支座，調(diào)整上下軛棘爪方向來頂升導(dǎo)軌，待導(dǎo)軌頂升到位，就位于該埋件支座上后。操作人員立即轉(zhuǎn)到下平臺，拆除導(dǎo)軌提升后露出的位于下平臺處的埋件支座、爬錐等。在解除爬模架上所有拉結(jié)之后就可以開始頂升爬模架.這時候?qū)к壉３植粍?，調(diào)整上下棘爪方向后啟動油缸.爬模架就相對于導(dǎo)軌運動。通過導(dǎo)軌和爬模架這種交替附墻，互相提升對方，爬模架即可沿著墻體上預(yù)留爬錐逐層提升。

4、高墩爬模施工

由于大沙河特大橋高墩具有變坡變截面的特點，滑動墩橫橋向坡度有5：1（36m內(nèi)）變?yōu)?5：1。根據(jù)此特點，高墩作業(yè)分高度采用不同的模板方案。36m以下采用整體鋼模分層澆筑混凝土。36米以上高墩施工采用自動液壓爬模體系，本體系由液壓爬升體系、木模板體系和工作平臺體系組成。如圖4.1所示。該體系每節(jié)混凝土澆筑高度為4m。模板體系爬升軌道附墻懸掛件自鎖提升件1#平臺2#平臺主平臺-1#平臺-2#平臺

4.1 高墩自動液壓爬模體系

4.1.1高墩液壓爬模系統(tǒng)配置參數(shù)。詳見表4.1。

表4.1 高墩液壓爬模系統(tǒng)配置參數(shù)

液壓爬模套數(shù) 64 4套/單墩

提升能力 2250kN/墩

工作平臺 5層

抗風(fēng)能力 20m/s 八級

提升荷載 100kN

澆筑層高 3.0～4.0m

爬升速度 5m/min

傾斜度 ± 15°

動力裝置液壓驅(qū)動

4.1.2液壓爬升體系

包括：預(yù)埋套筒、附墻懸掛件、爬升導(dǎo)軌、自鎖提升件、千斤頂、油泵。

4.1.3模板體系

分外模和內(nèi)模。

外模由木膠合板、木工字梁、槽鋼背帶、H型鋼背帶、調(diào)節(jié)支撐桿，滑動平車組成；

內(nèi)模面板用竹膠合板，用鋼木組合體系做支撐架，除中塔柱采用定型模板外，其它根據(jù)節(jié)段變化，分節(jié)加工。

4.1.4工作平臺體系

工作平臺共分5層，兩個上部工作平臺、一個主工作平臺、兩個下部工作平臺。主工作平臺用于調(diào)節(jié)和支立外側(cè)模，2#、1#平臺用于綁扎鋼筋和澆筑混凝土，-1#平臺主要用于爬升操作，-2#平臺用于砼修飾施工。

4.2 爬模操作步驟

4.2.1測量放樣

標(biāo)高測量采用S3標(biāo)準(zhǔn)的水準(zhǔn)儀來完成。標(biāo)高水準(zhǔn)點由測量組引至塔吊基礎(chǔ)節(jié)上，現(xiàn)場測量由現(xiàn)場技術(shù)員通過校驗過的鋼尺引至適當(dāng)?shù)臉?biāo)高位置使用。用懸掛鋼尺配合水準(zhǔn)儀法放樣于模板外側(cè)，逐段向上傳遞。為了控制誤差累積，將用三角高程法進行檢核。標(biāo)高的符合采用水準(zhǔn)儀和全站儀復(fù)核。墩身的施工采用爬模法逐段連續(xù)施工，施工模板具有足夠的剛度。施工時可在模板上適當(dāng)位置選取測量點作為模板檢查依據(jù)。根據(jù)塔柱傾斜度的要求依次計算不同高程面內(nèi)的測量點的坐標(biāo)，以便及時檢查模板的相對位置。墩身下面部分可利用承臺上的控制點用全站儀極坐標(biāo)法或全站儀三維坐標(biāo)放樣法進行放樣，并以此為依據(jù)支立索塔模板，模板平面偏差不大于10mm。由于墩身采用分4.0米一段施工，每完成一段后都要把塔柱的縱橫軸線引到這一段頂部，作為下一段立模板的依據(jù)?？衫梅侄问┕ぶ械闹Ъ茉O(shè)立臨時測量點作為施工檢查用點。

4.2.2預(yù)埋件

預(yù)埋件的埋設(shè)位置參照預(yù)埋件設(shè)計施工圖，每套爬模共用預(yù)埋件30件，共分3層，每層10件。預(yù)埋件用內(nèi)徑60mm的錐型套筒，長140mm，外接螺桿，用于錨固懸掛件，套筒后接φ32mm墩粗直螺紋鋼筋，長度500mm。安裝時螺紋鋼筋與套筒的連接長度不小于30mm，同時不大于35mm，以保證外側(cè)螺桿錨固長度，預(yù)埋套筒固定在模板上，以保證其位置準(zhǔn)確，安裝水平偏差不超過10mm，垂直偏差不超過5mm。

4.2.3爬模提升

爬模依附在爬升軌道上，靠千斤頂驅(qū)動爬升，分兩個步驟：軌道提升和爬架提升。軌道為焊接H型鋼，長7.5m，每套爬模使用10根，在腹板上每225mm，開一道方型槽孔，供自鎖提升件附著。千斤頂最大行程60CM，千斤頂一個行程行駛兩個槽孔間隔。

4.2.4模板

模板體系由外模和內(nèi)模組成，外側(cè)模安裝前，在四個側(cè)模的上下面標(biāo)記出模板中心點，就位時使模板中心線與塔柱中心線對齊，外側(cè)模用導(dǎo)鏈平移，垂直度靠側(cè)面的調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)。模板接縫處理：在圓弧端外模兩立面及全部外模下邊緣以上20cm處貼一層海綿條，加固外模時注意上緊對拉螺桿。拆模后對滲露的水跡及水泥漿及時用砂紙打磨清除。內(nèi)模根據(jù)截面變化分段加工，內(nèi)模安裝時靠預(yù)埋件支撐。內(nèi)外模安裝就位后，用對拉螺桿加固。模板的面板采用的是wisa模板，能夠提供優(yōu)良的砼外觀質(zhì)量，在使用是應(yīng)該特別小心和愛護。

1）模板制作階段：模板切割時應(yīng)使用高速電鋸，以保證切變的整齊；模板和木工字梁的連接用鐵釘或者木螺絲，要注意表面處理，釘子的表面要低于面板1～2mm，用膩子抹平并打磨平整，面板表面不能留下毛刺。2）模板使用階段：模板在使用階段主要是安裝和拆模時動作要平緩，尤其時拆模時，如果模板和砼表面粘結(jié)太緊，不能硬拆或者用撬棍等工具硬翹，可以用木錘逐一敲打木工字梁，通過震動使它們脫離，再牽引脫開模板。模板收分時，先彈墨線，再用高速手電鋸切割，切割后模板的茬面用油漆涂抹。3）砼澆注過程中，嚴(yán)禁振動棒直接接觸模板。

4.2.5混凝土澆筑

第一批用于潤滑泵管的砂漿不得入模，應(yīng)在1#工作平臺上放置容積為1m3的鐵筒，潤滑砂漿打入鐵筒后再澆筑混凝土。砼通過串筒入模，澆筑時先從一角點處開始下料，按短邊→長邊→短邊→長邊→起始點順序，循環(huán)分層進行，每層厚度宜掌握在30cm左右。澆筑砼過程中應(yīng)派專人觀察模板的變形及偏位情況，并作出及時處理。

4.2.6混凝土養(yǎng)護

混凝土澆筑完畢，頂面用麻布片覆蓋，均勻灑水以?；炷帘砻鏉駶櫟恍纬擅魉疄闇?zhǔn)。拆模后的塔柱外露面用專用的養(yǎng)護劑噴灑養(yǎng)護。

4.2.7混凝土輸送

混凝土采用輸送泵入模，混凝土泵管沿塔柱內(nèi)壁上升，冬季施工是在泵管外側(cè)包裹巖棉保溫板，并在已施工墩內(nèi)搭設(shè)暖棚，用加熱器加熱升溫。

4.3 爬架組裝

4.3.1爬架組裝前準(zhǔn)備工作

a、爬架各分段構(gòu)件在現(xiàn)場進行試拼；工程、質(zhì)檢、安全部門按設(shè)計要求對焊縫、外形尺寸、配件等逐一進行檢查驗收，合格后方可使用。b、模板：按大模板制作要求進行驗收，復(fù)核螺栓孔位置是否準(zhǔn)確，吊點是否符合要求。特別檢查吊環(huán)焊接是否符合要求。c、檢查提升設(shè)備、節(jié)點板拼接螺栓等配件是否配齊，塔柱上的預(yù)留孔位置是否與爬架孔位一致。

4.3.2爬架的組裝與安裝

a、架體運至現(xiàn)場后，組織專門組裝班組，并由技術(shù)和安全部門進行技術(shù)、安全交底。b、安裝爬升模板前，應(yīng)檢查工程結(jié)構(gòu)上預(yù)埋螺栓的孔徑和位置是否符合設(shè)計要求，如有偏差，必須糾正后方可安裝爬升模板。c、爬架分段進行組裝，主要分為爬架、模板和工作平臺三部分。根據(jù)爬架結(jié)構(gòu)進行分塊，并按圖編號。d、首先吊裝附墻懸掛件至塔壁上，用專用螺栓固定，然后安裝爬架。e、吊裝采用四點吊，為了提高安全性，必須保證每個螺栓受力均衡，靠近塔柱后根據(jù)傾斜方向臨時固定壁體一端的螺栓，再移位固定另一端的螺栓，這樣依次緊固，最后同時擰緊每個螺栓。f、爬架就位固定后，然后起吊模板系統(tǒng)至爬架上部，交叉固定上下拼接點與斜支撐調(diào)節(jié)螺桿，螺栓必須全部擰緊，不得漏擰和少擰。g、調(diào)整和固定上下架體的支撐連桿，安裝完畢后的爬架的誤差不得超過規(guī)定要求。h、吊裝爬模的工作平臺，并連接牢靠。I、安裝過程由專人負責(zé)，必須經(jīng)工程、質(zhì)檢和安全部門驗收合格后才能正式使用。j、組裝完成后，周邊兜底布設(shè)安全網(wǎng)封閉。

4.4 液壓爬模爬升

爬升前，檢查爬升設(shè)備，確認(rèn)符合要求后方可正式爬升。

4.4.1導(dǎo)軌爬升

⑴導(dǎo)軌爬升前應(yīng)作好以下工作。A、安裝上部爬升懸掛件并及時檢查其實際位置與理論位置是否一致，不符合要求的應(yīng)進行相應(yīng)的調(diào)整。爬升懸掛件安裝好后，派專人檢查B7螺栓是否完全到位。B、用棉紗清潔SKE100導(dǎo)軌，并在導(dǎo)軌表面涂上潤滑油。C、改變液壓油缸上下頂升彈簧裝置狀態(tài)，使其一致向上。D、導(dǎo)軌爬升時，液壓操作由專業(yè)技術(shù)人員進行操作，現(xiàn)場施工負責(zé)人必須到場監(jiān)督管理。E、與實驗室聯(lián)系確認(rèn)砼強度是否已達到10MAP以上。

⑵經(jīng)確認(rèn)爬升準(zhǔn)備工作完全符合要求后，打開液壓油缸的進油閥門、啟動液壓控制柜，拆除導(dǎo)軌頂部楔形插銷，開始導(dǎo)軌的爬升。

⑶導(dǎo)軌爬升時，內(nèi)、外側(cè)爬架-1號平臺及0號平臺上各配3人和一臺對講機，并選用專用頻道，以保證通訊暢通。

⑷在軌道上每頂升一格需通過對講機聯(lián)絡(luò)，以確認(rèn)提升設(shè)施夾子是否都到位，才可開始下一格頂升。⑸導(dǎo)軌爬升過程中要保證保險鋼絲繩不得影響導(dǎo)軌的爬升，保險繩太長太短都不利于施工作業(yè)。

⑹將導(dǎo)軌頂升至接近懸掛靴的高度時，復(fù)核導(dǎo)軌與懸掛靴上口的位置是否一致，若不一致，調(diào)節(jié)下方支撐腳，使導(dǎo)軌能夠順利通過懸掛靴的導(dǎo)軌槽口。

⑺當(dāng)導(dǎo)軌頂升到位后，按從右往左插上SKE100導(dǎo)軌頂部楔形插銷，以確保插銷鎖定裝置到位。下降導(dǎo)軌使頂部楔形插銷與懸掛件完全接觸。

⑻關(guān)閉油缸進油閥門、關(guān)閉控制柜、切斷電源，完成導(dǎo)軌的爬升。

⑼卸下下層爬架懸掛件，取出混凝土內(nèi)的預(yù)埋爬升錐母，及時修補預(yù)埋錐母孔。

⑽出現(xiàn)導(dǎo)軌頂升不同步及其它異常情況時，應(yīng)暫停施工操作，查明探究其發(fā)生的根本原因，并記錄下來，可作為技術(shù)交底會時向相關(guān)人員傳遞的重要信息。

4.4.2爬架爬升

⑴爬架爬升工序之前應(yīng)作好以下準(zhǔn)備工作：A、爬架施工前應(yīng)清除爬架上不必要的工程材料，避免施工作業(yè)時有雜物墜落，保證作業(yè)人員的安全，提高相關(guān)人員的安全意識，做到高效施工、安全施工。B、抬起爬升導(dǎo)軌底部支撐腳，并旋轉(zhuǎn)伸長垂直頂緊塔身混凝土C、完全松開支架下方的支撐腳。D、改變液壓油缸上下頂彈簧裝置狀態(tài)，使其一致向下。E、檢查爬架長邊與短邊的連接（如電線）等是否已解除，安全保護繩是否已設(shè)置。F、檢查塔吊至爬架主電纜的懸掛長度，保證爬架爬升時電纜有足夠的長度。G、爬架爬升時，液壓操作由專人操作，現(xiàn)場施工負責(zé)人必須到場監(jiān)督。H、檢查下節(jié)段砼修補工作是否符合要求。

⑵經(jīng)確認(rèn)爬架爬升準(zhǔn)備工作已完全符合要求后，打開液壓油缸控制柜、拔去安全插銷，開始爬架的爬升。

⑶爬架爬升時，內(nèi)、外、爬架-1號平臺各配3人和一臺對講機，并選用專用頻道，以保證通訊的暢通。另外，0號平臺兩端各安排1人觀察。

⑷當(dāng)爬架架體荷載通過導(dǎo)軌來傳遞后，拔除SKE100懸掛插銷。

⑸在軌道上每頂升一格需通過對講機聯(lián)絡(luò)，讓爬架頂升操作者確認(rèn)提升設(shè)施夾子是否都完全到位，到位后才可開始下一格頂升。

⑹當(dāng)爬架頂升到位后，應(yīng)及時插上SKE100懸掛插銷及安全插銷。⑺關(guān)閉油缸進油閥門、閉控制柜、切斷電源，完成爬架的頂升工作。

⑻旋上支撐腳至混凝土面，調(diào)節(jié)支撐架使SKE100豎向支架與混凝土面平行。

⑼當(dāng)爬架爬升不同步及出現(xiàn)其它情況時，應(yīng)停下來研究處理。

4.5 爬模模板系統(tǒng)操作

⑴等到砼達到一定強度后，拆除模板系統(tǒng)的對拉螺桿及附著在模板上的懸掛螺栓。

⑵模板拆除后應(yīng)及時進行模板的收分及確定爬架懸掛預(yù)埋件位置的工作，在此過程中，操作師應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)場技術(shù)人員提供的實測數(shù)據(jù)進行作業(yè)，同時值班技術(shù)員應(yīng)跟班作業(yè)并填寫施工當(dāng)日日志。做好記錄，尤其是特殊環(huán)節(jié)，一定要備案。

⑶模板收分結(jié)束并合緊后，技術(shù)人員應(yīng)及時校核模板整體尺寸是否與理論值相符。若超出規(guī)定誤差，做好補救措施。

⑷每次模板安裝前，應(yīng)通知測量班人員測定相應(yīng)施工節(jié)段的模板底標(biāo)高。

⑸模板按測量所放理論位置安裝到位后，應(yīng)及時通知測量復(fù)核。

⑹應(yīng)確保模板下口與下節(jié)段砼的結(jié)合嚴(yán)密。同時應(yīng)保證模板間接縫嚴(yán)密。

⑺模板對拉螺桿安裝時，應(yīng)確保端部膠頭與模板的結(jié)合嚴(yán)密，同時應(yīng)使拉桿處于拉直狀態(tài)，特別是長拉桿。

⑻當(dāng)爬架架體荷載通過導(dǎo)軌來傳遞后，拔除SKE100懸掛插銷。

⑼在軌道上每頂升一格需通過對講機聯(lián)絡(luò)，讓爬架頂升操作者確認(rèn)提升設(shè)施夾子是否都完全到位，到位后才可開始下一格頂升。

⑽當(dāng)爬架頂升到位后，應(yīng)及時插上SKE100懸掛插銷及安全插銷。

⑾關(guān)閉油缸進油閥門、閉控制柜、切斷電源，完成爬架的頂升工作。

⑿旋上支撐腳至混凝土面，調(diào)節(jié)支撐架使SKE100豎向支架與混凝土表面平行。

⒀當(dāng)爬架爬升不同步及其它情況時，應(yīng)暫停施工作業(yè)，經(jīng)技術(shù)人員和現(xiàn)場管理人員探究其原因，排除問題，擬定預(yù)備方案，方便以后施工臨時突發(fā)情況緊急處理。

5、結(jié)語

通過在新建大準(zhǔn)至朔黃鐵路聯(lián)絡(luò)線重點控制性工程大沙溝特大橋高橋墩的施工工藝，可以得出，液壓爬模操作簡單，安全系數(shù)高，在爬升過程中平穩(wěn)、同步、安全，爬升速度比較快，可以為項目節(jié)約大量的人力、時間，極大地加快高墩施工的進度?？s短工期。