淺談液壓爬模法在懸索橋主塔施工中的應(yīng)用

摘 要：液壓自爬模法是現(xiàn)澆豎向鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一項施工工藝，具有技術(shù)先進(jìn)可靠、自動化程度高、綜合經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點，在當(dāng)前的橋梁建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用，文章以某跨長江懸索橋主塔液壓爬模法施工為例，簡要闡述其在橋梁工程中的應(yīng)用，以供類似項目參考。

關(guān)鍵詞：液壓爬模法；塔；施工

某大橋為三塔兩跨懸索橋結(jié)構(gòu)，兩側(cè)橋塔為門型結(jié)構(gòu)，由上下塔柱和上下橫梁組成。塔柱頂標(biāo)高為+180.000m，塔柱底高程+8.300m。塔柱頂左右中心間距34.800m，塔柱底左右中心間距為42.734m。塔柱順橋向?qū)挾扔伤數(shù)?m直線變化至塔底的10m，橫橋向?qū)?m，整個索塔共劃分為39個節(jié)段（+8.300m～+180.000m），具體為：下塔柱實心段共6m高，起步段為3.7m，再向上2個節(jié)段均為3.5m，采用常規(guī)翻模法施工；第三個節(jié)段為3.5m，第4～39施工段均為標(biāo)準(zhǔn)段4.5m，采用液壓爬模法施工。

1 液壓爬模法施工原理

液壓爬模法施工的核心是系統(tǒng)的自動爬升裝置，該裝置通過液壓油頂使導(dǎo)軌和爬架完成交替頂升，完成爬架和模板的爬升、定位等作業(yè)，形成塔柱各節(jié)段施工工序循環(huán)，導(dǎo)軌和爬架不相關(guān)聯(lián)，模板隨爬架就位，并依靠爬架進(jìn)行施工操作。

2 液壓爬模法組成結(jié)構(gòu)

液壓爬模法組成包括爬升體系和模板，其中爬升體系包括內(nèi)爬架和外爬架。外爬架為自動液壓爬架，質(zhì)量約60t。外側(cè)爬架包括各層工作平臺、頂升設(shè)備、導(dǎo)軌及預(yù)埋件等，外爬架總高度約16m，采用鋼架構(gòu)，承受爬架荷載，并通過預(yù)留爬錐錨固于已澆筑混凝土上。外爬架采用液壓頂升設(shè)備進(jìn)行爬架提升，塔柱在順橋向兩側(cè)各布置3套頂升力為100kN液壓頂升設(shè)備，在橫橋向兩側(cè)各布置2套頂升力為100kN液壓頂升設(shè)備，所有頂升設(shè)備可以單獨操作，也可以同時操作。內(nèi)爬架重約8t，總高度約12m，主要由工作平臺及錨固懸掛件組成。內(nèi)爬架平臺大小可伸縮，以適應(yīng)塔柱內(nèi)腔截面尺寸的變化。內(nèi)爬架的提升采用50KN手拉葫蘆，手拉葫蘆在內(nèi)腔順橋向布置，每側(cè)各3只。液壓爬模結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1 液壓爬模結(jié)構(gòu)示意圖

塔柱模板包括內(nèi)模和外模。內(nèi)模主要由21mm厚維薩板+60×40mm方木+100mm（高）幾字梁+2[14a圍檁組成。2[14a圍檁布置的層距同外模。面板采用芬蘭進(jìn)口的維薩板，該面板采用特殊工藝，可有效保證混凝土澆筑的外觀質(zhì)量，同時重量較輕，可有效減少整套模板系統(tǒng)的重量。為保證塔柱接縫位置外觀效果，內(nèi)外模板的標(biāo)準(zhǔn)高度為4.8m：正常使用為4.5m；其中下部0.25m壓在已澆混凝土面上，以利于上下節(jié)段混凝土的銜接；上部0.05m高出新澆混凝土頂面以上，用來防止混凝土漿液溢出而污染已澆混凝土塔柱的外表面。

3 液壓爬模系統(tǒng)特點

（1）液壓爬模法采用油頂整體頂升，自動化程度較高，能有效降低工人勞動強(qiáng)度，施工速度快，且爬模系統(tǒng)自身設(shè)有施工操作平臺和物料堆放平臺，施工時不需要另行搭設(shè)，可有效減少人力和用料，因而具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

（2）爬架包含多層施工平臺，施工人員可在每個平臺上獨立進(jìn)行相關(guān)作，各層互不干擾，減少每個節(jié)段的作業(yè)時間，各平臺之間除上下樓梯外全部封閉，避免高空墜物造成的施工風(fēng)險，有效保證施工安全。爬模系統(tǒng)穩(wěn)定性好，操作方便，安全性高。本身已有可靠的安全圍護(hù)，機(jī)構(gòu)和零件設(shè)計時留有足夠的安全儲備，關(guān)系安全的關(guān)鍵零件配備雙套機(jī)構(gòu)，液壓頂升油缸配備雙向液壓安全鎖，使施工更安全可靠。

（3）模板面板采用進(jìn)口維薩板，相對于常規(guī)施工的鋼模，能有效減輕系統(tǒng)重量，因塔柱在高度范圍內(nèi)尺寸逐漸變化，采用木模可迅速修改模板尺寸，減少工序作業(yè)時間，該面板采用特殊工藝，能減少混凝土澆筑表面缺陷，達(dá)到清水混凝土的澆筑效果。

（4）爬架主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用螺栓和銷子連接，方便安裝、拆卸和運輸，且方便重復(fù)利用，能夠有效的降低施工成本。

（5）爬模系統(tǒng)中模板安裝到平臺上之后，一般不再需要塔吊吊裝，既不占用施工場地，又不占用垂直運輸設(shè)備，這種自爬體系除了大大降低塔吊的使用負(fù)荷，模板也減少了磕碰損毀的可能，在狹小的場地上進(jìn)行高層建筑芯筒施工更顯其優(yōu)勢。

4 液壓自爬模系統(tǒng)性能參數(shù)

本項目液壓爬模系統(tǒng)由模板、爬升系統(tǒng)和鋼結(jié)構(gòu)工作平臺等組成。模板通過鋼架構(gòu)主體與爬升主體相連。為防止火災(zāi)發(fā)生，在平臺面上設(shè)置防火板或鋼格柵。單個爬升裝置的承載力為130kN。爬升裝置通過與主平臺主梁相連的液壓油缸提升裝置，提升操作架、自爬模主平臺、上下平臺、模板等同步上升，而且提升過程中任一時刻速度相同，行程相同，其最大不同步差不大于20mm。另外，液壓油缸配備了防止油管破裂的安全裝置。

液壓爬模系統(tǒng)性能參數(shù)見表1。

表1 液壓爬模系統(tǒng)性能參數(shù)表

5 液壓爬模法施工

塔柱起始節(jié)段采用腳手支架作操作平臺進(jìn)行施工。模板采用塔吊進(jìn)行拆除和安裝，用對拉螺栓和內(nèi)部剛支撐進(jìn)行定位。預(yù)埋爬架附墻裝置，附墻裝置為錐形螺母和螺桿。塔柱內(nèi)腔支架采用φ48×3.5mm鋼管腳手架施工，內(nèi)腔除預(yù)留模板安拆空間外，盡量滿布，以便安全。支架根據(jù)施工需要分節(jié)段進(jìn)行搭設(shè)，并附墻固定。

外爬架及模板從塔柱的第4節(jié)段安裝開始，使用至塔柱封頂結(jié)束；內(nèi)爬架從第5節(jié)段開始安裝使用，當(dāng)使用完第37節(jié)段后拆除。使用過程中，爬架在進(jìn)行上下橫梁處塔柱內(nèi)腔變截面施工時，拆除標(biāo)準(zhǔn)模板，同時將架體平臺縮小，以便于爬架通過，模板換用另外加工的模板。當(dāng)變截面施工完成后，重新伸展架體平臺、安裝標(biāo)準(zhǔn)模板，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工。

塔柱空心段及塔壁加厚段施工：塔柱外側(cè)采用爬模施工，柱內(nèi)空箱在完成第5個節(jié)段混凝土施工后，開始安裝內(nèi)爬架施工。加厚段位于橫梁部位，模板施工比較復(fù)雜，主要應(yīng)考慮內(nèi)模的改制，橫梁預(yù)應(yīng)力管道、水平筋預(yù)埋接頭及橫梁施工支架牛腿預(yù)埋件處的模板處理。預(yù)應(yīng)力錨墊板埋設(shè)處的槽口模板采用鋼模，以便于錨墊板固定及準(zhǔn)確定位，同時，為保證模板接縫嚴(yán)密不漏漿。管道與水平筋伸出處的封頭模板宜采用木模，以便于制作和安裝。與橫梁相通的人孔仍采用鋼模施工。

液壓爬模系統(tǒng)爬升的工作流程如下：

（1）澆筑起始節(jié)段，按照設(shè)計要求預(yù)埋爬錐，確保爬錐數(shù)量和位置準(zhǔn)確。

（2）起始段混凝土強(qiáng)度滿足要求后，在起始段上拼裝爬架，安裝模板，確定預(yù)埋件安裝位置，澆筑混凝土。

（3）混凝土強(qiáng)度達(dá)到后拆除模板，檢查爬升系統(tǒng)，操作動力裝置控制器爬升爬架，帶動系統(tǒng)爬升至下一工作節(jié)段。

（4）安裝模板，并重復(fù)上節(jié)段工作流程。

6 爬模施工注意事項

（1）編制爬模施工安全專項方案，施工人員必須經(jīng)過安全培訓(xùn)并考核合格后方可上崗，上崗人員必須熟知本工種安全技術(shù)操作規(guī)程，特殊工種作業(yè)人員必須持證上崗，凡患有高血壓、心臟病、恐高癥等不適合高空作業(yè)的人員嚴(yán)禁參加塔柱施工。

（2）澆筑前檢查預(yù)埋爬錐數(shù)量和位置，確保安裝位置準(zhǔn)確并緊貼模板。

（3）爬升前檢查油頂?shù)扰郎O(shè)備，嚴(yán)禁帶病工作，爬升由專人按操作規(guī)程操作。爬架爬升和非爬升狀態(tài)下都應(yīng)掛好保險繩。

（4）爬架施工平臺上堆放荷載應(yīng)小于設(shè)計荷載，不得把工具等隨意放置在平臺上，以免墜落傷人。

7 結(jié)束語

本項目采用液壓爬模法施工主塔，該系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、自動化程度較高，平均約5～6天一個節(jié)段，施工速度快，面板采用進(jìn)口維薩板，結(jié)構(gòu)輕巧，有利于快速修改模板尺寸且保證混凝土澆筑外觀。因系統(tǒng)爬升采用自帶爬升系統(tǒng)，基本不占用塔吊，減少了垂直起吊負(fù)荷，且避免多次起吊對模板產(chǎn)生的碰撞損壞，施工時無需另外搭設(shè)操作平臺及支架，爬架可重復(fù)利用，因而相對于翻模等施工工藝，可節(jié)省大量的工時與材料。實踐表明，液壓爬模法在本項目主塔施工基本實現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)，總體經(jīng)濟(jì)效益較高，可作為類似項目施工的參考。

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