基于橋梁高墩爬模施工技術(shù)研究及應(yīng)用

龍 德

（四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司， 成都 610000）

隨著橋梁墩高、塔高的持續(xù)提升，高墩工程施工的難度逐漸加大，因此高墩施工技術(shù)研究一直是橋梁建設(shè)領(lǐng)域工程師的重要課題。早期橋梁高墩施工多采用滑膜技術(shù)，后又開(kāi)發(fā)出翻模技術(shù)，至今又開(kāi)始廣泛應(yīng)用更具優(yōu)勢(shì)的爬模技術(shù)，以進(jìn)一步提升工程安全性、經(jīng)濟(jì)性及操作便捷性。

1 工程概述及技術(shù)介紹

赤水河大橋設(shè)計(jì)為1200m 雙塔單跨吊鋼桁梁懸索橋，索塔為門(mén)式框架混凝土橋塔，由塔柱及橫梁組成。主要承受由主索鞍傳下的豎向荷載以及由風(fēng)、溫度、地震等所產(chǎn)生的順橋向和橫橋向水平荷載。

索塔塔柱包括塔冠、上塔柱、下塔柱、上橫梁和下橫梁。貴州岸左、右肢索塔總高度分別為239.5m 和243.5m，下塔柱左肢高86m，右肢高90m。左、右兩肢塔柱中心間距：塔頂27.0m，塔柱標(biāo)準(zhǔn)斷面采用矩形倒圓角形式，變坡點(diǎn)以上標(biāo)準(zhǔn)斷面尺寸為8.0m×6.0m（順橋向×橫橋向），變坡點(diǎn)以下斷面按前述斜率進(jìn)行加寬，左肢塔柱底斷面為12.44m×10.44m（順橋向×橫橋向），右肢塔柱底斷面為12.60m×10.60m。

經(jīng)施工技術(shù)、成本分析、安全保障、進(jìn)度控制等綜合因素考慮后，決定該橋墩優(yōu)選使用爬模工藝施工。爬模是滑模、支模結(jié)合而成的新型技術(shù)，主要由三大系統(tǒng)構(gòu)成，模板系統(tǒng)、液壓提升系統(tǒng)與操作臺(tái)系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)又由多個(gè)零部件、設(shè)備、設(shè)施等組成。

模板系統(tǒng)包括組合大鋼模板、角模、鋼背楞、鑄鋼螺母、穿墻螺栓、鑄鋼墊片等；

（1）液壓提升系統(tǒng)包括提升架斜撐、圍圈、橫梁、立柱、支承桿、千斤頂、液壓控制臺(tái)及各型號(hào)及大小的油管、閥門(mén)、接頭等；

（2）操作平臺(tái)系統(tǒng)包括操作、中間、上操作三大平臺(tái)及其他一些設(shè)備，如欄桿、斜撐、安全及鐵絲網(wǎng)、外挑梁等[1]。

2 橋梁高墩爬模施工技術(shù)應(yīng)用

爬模施工流程可總結(jié)為八個(gè)，包括爬模施工設(shè)計(jì)、爬模準(zhǔn)備、爬模安裝、鋼筋綁扎、澆筑混凝土、爬模爬升、墩帽施工、爬模拆除，具體如下所述。

2.1 爬模設(shè)計(jì)及準(zhǔn)備

爬模設(shè)計(jì)是爬模施工的首要、關(guān)鍵工作。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)規(guī)范獲取橋墩高度、直徑等參數(shù)，科學(xué)計(jì)算模板個(gè)數(shù)，遵守內(nèi)外模相關(guān)設(shè)計(jì)原則，選擇專(zhuān)業(yè)、高水準(zhǔn)的模板加工、生產(chǎn)廠家作為合作方。

橋墩施工前，要做好的準(zhǔn)備工作有：首先進(jìn)行基礎(chǔ)頂面清理并鑿毛；對(duì)施工混凝土材料及鋼筋進(jìn)行合理選擇、全面準(zhǔn)備；橋墩基礎(chǔ)上，放橋墩中心線、軸線，提升架中線、架邊線、模板邊線；橋墩周?chē)O(shè)置測(cè)量護(hù)樁，以便于橋墩施工校模；正式開(kāi)工前，以爬模設(shè)計(jì)為依據(jù)，先嘗試組裝與運(yùn)轉(zhuǎn)爬升步驟，以確保液壓設(shè)備下沉正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。

2.2 爬模安裝

爬模安裝總體有內(nèi)外模安裝、空心墩澆注、爬升設(shè)備及作業(yè)平臺(tái)安裝。第一，模板完好運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后，先進(jìn)行外模組拼，并慎重檢查是否存在瑕疵、是否符合設(shè)計(jì)要求。之后進(jìn)行墩柱的實(shí)心段施工，當(dāng)墩柱實(shí)心段混凝土強(qiáng)度完成至10Mpa 時(shí)，便可在底層混凝土上開(kāi)始安裝爬模內(nèi)模，同時(shí)應(yīng)確保內(nèi)外收分模板互相對(duì)稱(chēng)，由專(zhuān)業(yè)人員檢查完內(nèi)外模安裝后，才能進(jìn)入下一步驟。第二，先澆注第一節(jié)空心墩，之后進(jìn)行墩柱第二層鋼筋安裝，此時(shí)要嚴(yán)格遵照模板設(shè)計(jì)，并埋設(shè)預(yù)埋件。第三，以模板要求安裝爬模所需全部設(shè)備及工作平臺(tái)，包括提升架、圍圈、挑梁、平臺(tái)鋪板、欄桿、安全網(wǎng)、液壓系統(tǒng)、激光靶等，檢查后，進(jìn)入爬模爬升階段[3]。

2.3 爬模爬升

正式爬模爬升之前要保證液壓油缸上下頂升彈簧呈現(xiàn)一致向上狀態(tài)，并清潔導(dǎo)軌、涂抹潤(rùn)滑油。爬模爬升主要包括兩個(gè)階段，爬軌完成爬升、爬架完成爬升。液壓油缸完成一連串頂升、上下頂升裝置完成安裝后，則可進(jìn)行下一階段頂升，直至導(dǎo)軌頂升到達(dá)預(yù)設(shè)位置。待爬軌完成爬升，便進(jìn)行可由兩步完成的爬架爬升。第一步，清理爬架荷載，改變液壓油缸狀態(tài)，解除墩身與爬架間聯(lián)結(jié)，達(dá)到修補(bǔ)前節(jié)混凝土螺栓孔的效果；第二步，當(dāng)爬架爬升條件具備后，打開(kāi)液壓油缸進(jìn)油閥門(mén)，啟動(dòng)控制柜，同時(shí)將安全銷(xiāo)拔除，開(kāi)始推動(dòng)爬架爬升。之后要插上安全閥、關(guān)閉進(jìn)油閥、控制柜。

2.4 鋼筋綁扎及澆筑混凝土

鋼筋要在加工棚內(nèi)成型，主筋采取定長(zhǎng)鋼筋，在墩頂對(duì)焊，以綁扎聯(lián)結(jié)方式箍筋。鋼筋綁扎時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，以保證各位置、間距符合規(guī)范，且要均勻綁扎。鋼筋接頭要錯(cuò)開(kāi)安裝，每截面鋼筋接頭數(shù)量要小于2/1 總鋼筋數(shù)[4]。

混凝土澆筑前，要清洗接灌面鑿毛，檢查預(yù)埋件及墩內(nèi)設(shè)備，類(lèi)型或數(shù)量無(wú)誤后，澆筑混凝土。第一，混凝土在拌合站拌和，運(yùn)輸時(shí)間通常不可超過(guò)30min，且應(yīng)保持原狀，不發(fā)生離析、坍落、漏漿等不良變化。第二混凝土要以水平分層、對(duì)稱(chēng)連續(xù)方式進(jìn)行澆筑，且要適度振搗，堅(jiān)決避免漏搗、破壞或?yàn)R出模板。第三，拆除模板后，還要及時(shí)利用養(yǎng)護(hù)劑涂抹混凝土表面。

2.5 爬模拆除

各施工完成后，進(jìn)行爬模拆除。拆除總體分為兩步，一使用塔吊拆除模板支撐、上下爬架、內(nèi)外套架、液壓油缸等，二拆除吊車(chē)、各個(gè)工作臺(tái)、外掛支架、人員作業(yè)上下體系等。拆除過(guò)程中要小心謹(jǐn)慎，嚴(yán)格依據(jù)順序要求和高空作業(yè)安全規(guī)范拆除各個(gè)設(shè)備、設(shè)施，爬模通常要在地面解體。所拆零部件應(yīng)分門(mén)別類(lèi)地堆放，不可胡亂混放，必要時(shí)還要為其清洗、上油。

2.6 注意事項(xiàng)

（1）混凝土強(qiáng)度要達(dá)到10Mpa，才可拆模，強(qiáng)度要大于15Mpa，才可爬升；

（2）液壓泵使用壓力應(yīng)不超過(guò)16MPa，且要由專(zhuān)業(yè)人員操作控制；

（3）高空作業(yè)時(shí)，要注意觀察風(fēng)力，當(dāng)風(fēng)力等級(jí)在5 級(jí)以上時(shí)，要停止作業(yè)；

（4）退模前，要確定已拆除預(yù)埋件與拉桿，以避免埋件孔、拉桿孔損害面板；

（5）導(dǎo)軌液及爬升控制臺(tái)要由專(zhuān)業(yè)人員操作，每一架子都應(yīng)有人員專(zhuān)門(mén)看管，觀察其是否同步，若不同步，則可調(diào)節(jié)控制液壓閥門(mén)[5]。

2.7 總結(jié)

應(yīng)用過(guò)程中，總結(jié)可得到爬模工藝的優(yōu)點(diǎn)顯著，但缺點(diǎn)也不容忽視，具體優(yōu)缺點(diǎn)如下所述：

第一，優(yōu)點(diǎn)。施工便利、安全性能高。

第二，缺點(diǎn)。施工成本高，使用過(guò)程中需保養(yǎng)、維護(hù)，適合大體積和40m 以上的高墩施工。

3 結(jié)束語(yǔ)

爬模是高橋墩理想模架，是綜合性、集成化體系，具有眾多顯著優(yōu)點(diǎn)，能升能降，整體施工成本小、進(jìn)度短，可節(jié)省用鋼量與勞動(dòng)力，并保障施工質(zhì)量、成本與安全，應(yīng)在交通、城建等橋梁工程中廣泛應(yīng)用。同時(shí)，橋梁高墩施工人員還應(yīng)不斷提升自身專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，以使施工隊(duì)伍的整體技術(shù)水平得到顯著提高，從而良好應(yīng)對(duì)各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)操作，切實(shí)實(shí)現(xiàn)爬模技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。