一種高墩步履式液壓提升模板系統(tǒng)

李廣權(quán)

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001)

0 引 言

新中國成立后,隨著公路建設(shè)的大規(guī)模進(jìn)行,橋梁建設(shè)也得到很大的發(fā)展，高速公路建設(shè)逐漸向山區(qū)、深山區(qū)不斷推進(jìn)。在山區(qū)高速公路的建設(shè)中，高墩橋梁普遍存在，高墩施工是我們始終面臨的難題。傳統(tǒng)的高墩橋梁施工通常采用滑膜施工、爬模施工和翻模施工三種方法，付城洞對滑膜與爬模施工工藝的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹；周東野以實(shí)際工程為依托，探究了爬模施工的工藝流程及應(yīng)注意的問題；呂劍對翻模施工工藝流程及質(zhì)量控制進(jìn)行了探討。

傳統(tǒng)施工方法中滑膜施工施工速度最快，但由于在模板提升過程中會(huì)對混凝土產(chǎn)生一定影響，澆筑質(zhì)量較差；爬模施工由于工藝復(fù)雜，施工速度慢同時(shí)成本較高；翻模施工成本低但安全風(fēng)險(xiǎn)大。為解決傳統(tǒng)施工方法的種種缺陷，本文提出采用步履式液壓提升模板進(jìn)行施工，并與傳統(tǒng)施工工藝進(jìn)行對比，分析了本方法在降低施工成本，提高施工效率等方面的顯著優(yōu)勢。

1 傳統(tǒng)施工工藝

目前常見的高墩橋梁施工方法有三種，分別為滑膜施工、爬模施工和翻模施工。三種方法各有利弊。

2 步履式液壓提升模板

滑模施工速度快質(zhì)量差，液壓爬模澆筑質(zhì)量好但速度較慢成本高，翻模施工成本低但安全風(fēng)險(xiǎn)大，由于三種傳統(tǒng)的施工工藝中工作效率、混凝土品質(zhì)、施工投入之間存在相互的沖突，為了平衡這三者矛盾，本文在現(xiàn)有常規(guī)的爬模、滑模、翻模等橋梁高墩的模板施工工藝基礎(chǔ)上，針對山區(qū)施工的特殊地形條件提出了步履式液壓提升模板施工系統(tǒng)。

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

步履式液壓提升模板施工工法是一種全新的施工方法。利用步履式模板裝置，在澆筑完成墩身一節(jié)混凝土并綁扎好下一節(jié)鋼筋后，安裝內(nèi)襯模，利用液壓提升系統(tǒng)同步提升步履式模板裝置。提升過程中，上、下外模架交替運(yùn)動(dòng)，上、下夾緊模板交替夾緊內(nèi)襯模，確保內(nèi)襯模在模架提升過程中與混凝土面靜止不動(dòng)。提升到預(yù)定位置后，上、下外模架均夾緊內(nèi)襯模，接著刷脫模劑、澆筑混凝土、綁扎下一節(jié)鋼筋。在無需等待混凝土形成較高強(qiáng)度便又可以進(jìn)行模架提升，通過如此反復(fù)作業(yè)，便可相對連續(xù)的進(jìn)行混凝土澆筑，直到完成該墩柱施工。

與傳統(tǒng)的施工工藝相比步履式液壓提升模板施工具有以下特點(diǎn)。

(1)采用澆筑時(shí)在墩柱預(yù)先埋設(shè)的鋼管作為模板提升受力桿件，模板系統(tǒng)提升時(shí)的荷載通過豎向埋設(shè)的鋼管傳遞給下部的墩柱混凝土，大大減小了對混凝土早期強(qiáng)度的要求，澆筑后未形成較高強(qiáng)度即可進(jìn)行模板提升，從而實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)循環(huán)澆筑，大大加快了施工進(jìn)度，可科學(xué)有效縮短施工工期。

(2)本系統(tǒng)采用模板背架與面板(內(nèi)襯模)分離的技術(shù)，與滑模相比，模板提升時(shí)對已澆筑的混凝土表面不存在擾動(dòng)，使混凝土的外觀質(zhì)量進(jìn)一步加強(qiáng)。同時(shí)模架提升過程中與內(nèi)襯模表面不接觸，大大降低了提升系統(tǒng)的提升力，使橋梁中心線更容易控制，施工精度得到顯著提高。

(3)由于模板結(jié)構(gòu)及部件均采用拼裝式，運(yùn)輸、裝拆方便，可重復(fù)使用，能有效降低施工成本。

(4)液壓控制系統(tǒng)集中設(shè)置，操作程序簡單、操作面寬、配套設(shè)備少。整個(gè)結(jié)構(gòu)位于橋墩空心部位，為施工人員后續(xù)澆筑混凝土留出了足夠的空間，不干擾施工。

(5)操作平臺(tái)及護(hù)欄集成化，整個(gè)模板系統(tǒng)規(guī)范整潔，有效改善工人施工環(huán)境，施工安全得到更有效保障。

2.2 技術(shù)優(yōu)勢

與傳統(tǒng)施工工藝相比，采用步履式液壓提升模板進(jìn)行施工的優(yōu)勢在于減輕了施工效率、施工成本及施工安全性之間的矛盾。表2為幾種施工工藝施工成本對比分析，表3為施工進(jìn)度對比分析。

表3 施工進(jìn)度對比分析表

由表中數(shù)據(jù)可以看出：爬模施工與翻模施工不僅施工成本較高，施工效率也較低；滑膜施工施工速度較快，但由于施工時(shí)依賴施工人員操作經(jīng)驗(yàn)，施工質(zhì)量不高；而采用步履式模板施工不僅施工速度快、成本低，施工質(zhì)量也能得到保證。

同時(shí)從安全質(zhì)量方面考慮，步履式模板提升簡單，外操作架相對靜止滑動(dòng)，且上下通道一次成型，實(shí)現(xiàn)了將高空作業(yè)向平地作業(yè)的轉(zhuǎn)變，有效降低了施工難度與風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 工藝流程

步履式液壓提升模板施工工藝流程如圖1。

圖1 步履式液壓提升模板施工工藝流程

3 工程應(yīng)用

新田坡特大橋是遵義至貴陽高速公路擴(kuò)容工程上的一座主跨200 m的預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋。橋跨布置為2×40 m+106 m+3×200 m+106 m+6×40 m，最大墩高160 m。

本文以遵義至貴陽擴(kuò)容工程第10合同段為依托，選取長灘河特大橋引橋10#墩用于步履式液壓提升模板施工試驗(yàn)，其墩高為45 m。試驗(yàn)中除墩腳1#節(jié)段用普通鋼模板，其余部分均采用步履式液壓提升模板進(jìn)行澆筑施工。

該橋10#墩于2016年10月首次采用步履式模板澆筑開始試驗(yàn)，并于2017年8月順利封頂，試驗(yàn)時(shí)的施工速度達(dá)到了每天4 m，施工效率得到了顯著提高，為山區(qū)高墩橋梁的施工提供了新思路，具有很高的推廣價(jià)值。

4 結(jié) 語

高墩施工一直是山區(qū)高速公路建設(shè)中的一大難題，本文介紹了一種新型橋梁高墩施工裝置——步履式液壓提升模板，與傳統(tǒng)的施工方法相比，它具有施工效率高、混凝土外觀質(zhì)量好、施工成本低、施工安全性高等優(yōu)勢，為解決山區(qū)高墩橋梁施工這一難題提供了新方法。同時(shí)本模板在新田坡特大橋的施工中進(jìn)行了試驗(yàn)，經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用表明本方法能夠在保證橋梁結(jié)構(gòu)體系的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性及耐久性的基礎(chǔ)上，顯著提高施工效率，降低工程總造價(jià)，給山區(qū)橋梁施工提供了新型施工工藝。