液壓爬模技術(shù)在橋梁主墩施工中的應(yīng)用

謝松凌

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

在橋梁的主墩施工中，目前較為常用的是液壓爬模技術(shù)，此技術(shù)對(duì)于橋梁主墩的最終施工安全及控制質(zhì)量具有一定的影響。從目前國(guó)內(nèi)外已有的施工技術(shù)成果來看，液壓爬模施工技術(shù)的重點(diǎn)部分是上、下塔柱的液壓爬模設(shè)計(jì)，塔柱的液壓爬模施工質(zhì)量決定了橋梁主墩的最終施工效果。通過大量翻閱該領(lǐng)域施工方法和施工技術(shù)的文獻(xiàn)可知，液壓爬模的布置情況也對(duì)橋梁主墩的最終施工質(zhì)量具有決定作用。因此，本文分別從爬模系統(tǒng)的架構(gòu)、液壓爬模的施工方案等部分進(jìn)行詳細(xì)闡述，并通過工程實(shí)例來進(jìn)行論證，以期取得預(yù)期的成效。

1 爬模系統(tǒng)架構(gòu)

一般而言，對(duì)于爬模系統(tǒng)的架構(gòu)來說，其架體承載的跨度(相鄰埋件間距)應(yīng)在3～5 m范圍內(nèi)，而架體的高度應(yīng)在10～15 m左右，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件對(duì)架體的寬度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。例如在模板、鋼筋部分的施工方面，架體的寬度應(yīng)為1～1.5 m之間，對(duì)于模板的后移平臺(tái)而言，其架體的寬度應(yīng)在3 m以內(nèi)，施工層數(shù)量、施工載荷能力也應(yīng)分別根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的不同區(qū)域來進(jìn)行差異化調(diào)整，例如模板、鋼筋部分的施工平臺(tái)載荷應(yīng)<5 kN/m，而液壓施工平臺(tái)的載荷能力應(yīng)在1 kN/m以內(nèi)。電控液壓系統(tǒng)的額定壓力應(yīng)在30 MPa以內(nèi)，液壓站的流量、油缸行程、電控液壓系統(tǒng)伸出速度、額定推力以及油缸的同步誤差均應(yīng)通過合理的計(jì)算來確定。值得注意的問題是，對(duì)于常規(guī)的爬升系統(tǒng)而言，其機(jī)構(gòu)一般分為三種形式，即自動(dòng)導(dǎo)向式、液壓升降式以及自動(dòng)復(fù)位式。在具體的工程應(yīng)用中，應(yīng)分別結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況來選擇合適的施工方式以提高施工的質(zhì)量和效率[1][2]。爬模架安裝流程如圖1所示。

圖1 爬模架安裝流程示意圖

2 液壓爬模施工方案設(shè)計(jì)

2.1 爬模軌跡

在對(duì)施工橋塔的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)分析之后，可知其具體的布置原則，應(yīng)對(duì)液壓爬模的軌跡進(jìn)行有效分配。要注意的問題是，為有效避免交叉作業(yè)的不利影響，此過程禁止上塔柱與橫梁同時(shí)施工，且在進(jìn)行高空爬模施工時(shí)應(yīng)盡可能減少其轉(zhuǎn)換的頻率，這對(duì)于保證施工質(zhì)量、施工效率以及施工人員的安全具有一定作用。爬模軌跡的選取及布設(shè)在橋梁主墩的施工過程中具有重要意義，屬于最為基礎(chǔ)性的施工工序，因此，爬模軌跡的設(shè)計(jì)應(yīng)在具體的施工過程中結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和地質(zhì)條件來進(jìn)行權(quán)衡[3][4]。

2.2 爬模布置原則

由橋塔結(jié)構(gòu)可知，應(yīng)在施工過程中對(duì)液壓爬模的軌跡予以充分的布設(shè)。在此過程中，應(yīng)最大限度減少爬模預(yù)埋件對(duì)于總體架構(gòu)所帶來的影響，采取合適的施工方法進(jìn)行施工，并保證架體可完全承受自身載荷力以及爬升過程中產(chǎn)生的摩擦力。通常來講，各模板均應(yīng)配置2組上架體，為保證導(dǎo)軌設(shè)施的正常升降，應(yīng)將架體置于不同的位置。另外，還應(yīng)注意模板的拉桿和架體位置彼此錯(cuò)開，以使架體足夠穩(wěn)定。對(duì)橋塔各面的傾斜度應(yīng)進(jìn)行精確的測(cè)量和計(jì)算，通過有效的施工方案對(duì)液壓爬模的架構(gòu)進(jìn)行核驗(yàn)，使其受力均衡。爬模的布置原則還應(yīng)充分考慮到主墩的具體位置以及各部位的綜合受力情況，并根據(jù)施工圖紙進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)并施工[5][6]。

2.3 下塔柱液壓爬模設(shè)計(jì)

由上塔柱對(duì)應(yīng)部位的液壓爬模軌跡間的布設(shè)來進(jìn)行下塔柱液壓爬模的設(shè)計(jì)，液壓爬模的架體應(yīng)具有至少1根爬模軌道。

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工條件的分析可知，應(yīng)在多個(gè)液壓爬模架體上進(jìn)行與橋塔各面的設(shè)置，橋塔邊跨面的位置可布設(shè)3個(gè)液壓爬模架體，應(yīng)將塔柱內(nèi)側(cè)的架體間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，可依據(jù)塔柱液壓爬模的主跨面與邊跨面軌道間距進(jìn)行確定。將多個(gè)液壓爬模的架體各自安裝于塔柱的外部側(cè)面，而架體間距應(yīng)結(jié)合塔柱外部側(cè)面的液壓爬模軌道布設(shè)的間距來綜合考慮，其他的架體應(yīng)安裝于外部側(cè)面的主跨與邊跨位置之間。下塔柱內(nèi)側(cè)面的施工應(yīng)使用自制的小平臺(tái)模式進(jìn)行，以最大程度上保證橫梁能與下塔柱同步施工，進(jìn)而提高施工的效率[7][8]。液壓爬模架拆除流程如下頁圖2所示。

圖2 液壓爬模架拆除流程示意圖

2.4 上塔柱液壓爬模設(shè)計(jì)

在經(jīng)過嚴(yán)格和周密的計(jì)算后得知，上塔柱的內(nèi)側(cè)傾角度數(shù)相同，因此能在上塔柱對(duì)相同數(shù)量的架體進(jìn)行布設(shè)，上塔柱的液壓爬模的布置情況為：

將多個(gè)液壓爬模的架體進(jìn)行安裝，且都安裝在大槽內(nèi)，其余架體和液壓爬模分別安于邊跨與主跨側(cè)的位置。利用液壓爬模的方法對(duì)上塔柱的內(nèi)腔進(jìn)行施工，并分別將兩個(gè)液壓爬模的上、下架體安裝于上塔柱的內(nèi)腔側(cè)面，在第一次進(jìn)行液壓爬模時(shí)應(yīng)注意必須對(duì)液壓爬模加工完后才可以進(jìn)行整體的拼接工作，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝，在上塔柱的內(nèi)腔中橫梁與斜拉索的錨固位置搭建多道隔板，用于提高施工效率并保障施工技術(shù)人員的安全[9][10]。

在液壓爬模進(jìn)行轉(zhuǎn)換的過程中，上塔柱的內(nèi)腔傾斜，而對(duì)于橋塔的下塔柱而言，則為外腔傾斜，所以在液壓爬模的施工過程中，應(yīng)進(jìn)行一次上塔柱的轉(zhuǎn)換工作，可為后續(xù)施工過程提供安全保障[11-13]。空心墩結(jié)構(gòu)尺寸如表1所示。

表1 空心墩結(jié)構(gòu)尺寸表

3 工程實(shí)例研究

以廣西灌陽至鳳凰高速公路塘屋嶺特大橋?yàn)槔M(jìn)行工程實(shí)例部分的驗(yàn)證工作。塘屋嶺特大橋全長(zhǎng)784.08 m，橋跨組合為5×40 m+92 m+2×172 m+92 m+1×40 m，主橋?yàn)?92+2×172+92) m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，公路等級(jí)為雙向四車道高速公路，設(shè)計(jì)汽車荷載為公路-Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)速100 km/h，設(shè)計(jì)洪水頻率為特大橋1/300。橋梁設(shè)計(jì)為上、下行兩座分離的獨(dú)立橋梁，橋面凈寬2×12.5 m，橋梁總寬度28 m。其主墩墩身為單肢式鋼筋混凝土空心薄壁墩，最大墩高為120 m，每片墩縱向?qū)?0 m，橫橋向按變寬設(shè)計(jì)，頂寬7.5 m，按50∶1放坡，底寬9.61 m，采用C40混凝土?；炷链怪陛斔褪歉叨沾罂鐦蚴┕さ碾y點(diǎn)?；炷烈蟛捎帽盟头绞捷斔停瑧?yīng)采用大功率泵(避免接力泵送)以滿足施工需要；由于墩高較高，垂直運(yùn)距約120 m，混凝土配合比的塌落度宜根據(jù)不同的高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以確?；炷翉?qiáng)度符合規(guī)定要求。高墩的線形控制要求：豎直度為墩高的3/1 000且≤20 mm，斷面尺寸為±15 mm，測(cè)量控制采用高精度全站儀和激光垂準(zhǔn)儀配合使用、相互校核。通過液壓爬模施工技術(shù)對(duì)墩柱內(nèi)、外模進(jìn)行施工，使用液壓爬模固有的裝修平臺(tái)在工期以及施工質(zhì)量方面均能得到有效保障。

4 結(jié)語

塘屋嶺特大橋主墩液壓爬模施工采用了本文所提出的施工方法，在墩柱轉(zhuǎn)角處布設(shè)相關(guān)的轉(zhuǎn)換裝置即可達(dá)到施工要求，可有效降低爬模轉(zhuǎn)換頻率，而且在降低施工風(fēng)險(xiǎn)以及提高施工質(zhì)量和安全性等方面具有重要意義。本文旨在對(duì)液壓爬模技術(shù)在橋梁主墩施工中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)討論，分析施工過程中需要著重注意的一些問題，促進(jìn)橋墩快速、安全、穩(wěn)定的施工，對(duì)于國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域施工技術(shù)方面的理論研究具有一定的參考意義。