特大橋高墩液壓爬模施工技術(shù)

江付榮

摘 ?要：以廣東省龍連高速項(xiàng)目為例，對高墩液壓爬模施工技術(shù)進(jìn)行深入研究，分析高墩爬模施工工藝的具體運(yùn)用，為今后爬模施工提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：特大橋高墩;液壓爬模;施工工藝

中圖分類號：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）25-0100-03

Abstract： Taking Longlian HighwayProject in Guangdong Province as an example， this paper makes an in-depth study on the construction technology of hydraulic climbing die for high piers， analyzes the concrete application of the construction technology of climbing die for high piers， and provides some references for the future construction of climbing die for high piers.

Keywords： bridge high pier; hydraulic climbing die; construction technology

引言

隨著橋梁施工環(huán)境日益復(fù)雜，橋墩高度越來越高，這對復(fù)雜情況下的高墩施工，特別是對施工工藝，提出了更高的要求。爬模技術(shù)作為目前熱門的施工技術(shù)，具有施工組織管理簡便、受外界條件制約少、施工速度快等優(yōu)勢，得到了廣泛運(yùn)用。本文以廣東省龍連高速項(xiàng)目大埠河特大橋高墩施工為研究對象，對爬模施工進(jìn)行研究。

1 工程概況

大埠河特大橋地處粵北連平縣九連山區(qū)，地形起伏較大，最大相對高差97.9m。主墩采用箱型空心薄壁結(jié)構(gòu)，平面尺寸為6.2×5.0m（橫橋向×順橋向），壁厚1m，墩底8m、墩頂3m范圍內(nèi)為實(shí)心墩。XZ4墩高72.092m，XY4墩高72.762m，XZ5墩高69.792m，XY5墩高67.466m。空心薄壁墩，截面面積小，墩高墩較高，重心位置相對較高，預(yù)埋件眾多，施工接縫需要較高的精度等特點(diǎn)提高了施工的控制難度。因此，大埠河特大橋主墩施工采用爬模工藝。

2 爬模系統(tǒng)

液壓爬升系統(tǒng)主要由工作與安全錨定、爬模軌道、液壓裝置、工作平臺組成。

（1）錨定總成包括：預(yù)埋鋼板、高強(qiáng)度螺栓、爬錐、預(yù)埋支座等。

（2）爬模軌道由兩根20a型槽鋼及爬梯（梯檔間距30cm）組焊而成，供換向盒體將載荷傳遞到導(dǎo)軌，最終達(dá)到傳遞到埋件上。

（3）液壓爬升系統(tǒng)包括：油泵、液壓千斤頂、換向盒三部分。換向盒是爬架與導(dǎo)軌爬模過程中重要受力部件，通過改變換向盒的鎖定方向，實(shí)現(xiàn)爬模提升目的。

（4）工作平臺采用H200鋼撐托，工作平臺用木板（50mm）進(jìn)行滿鋪。平臺兩端采用角鋼通過焊接固定，中間部分增加鋼帶綁扎及鋼筋焊接，按間隔50cm布置，工作平臺木板連成整片，并固定起來。

本套爬模采用木工字梁+WISA板模板，該模板體系具有以下特點(diǎn)：

（1）耐氣候、耐水性，自重輕，構(gòu)造簡單、支拆方便;板幅大，板面平整，接縫嚴(yán)密不漏漿。

（2）有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，施工過程中不變形、不破壞、不倒塌、通用性、周轉(zhuǎn)率高，減少支拆用工。

（3）外膜采用液壓爬模，即可整體爬升，也可單榀爬升，爬升方式靈活且安全性高，操作占用空間小、操作簡單，節(jié)省爬升時間和材料，內(nèi)模采用整體提升架進(jìn)行施工，爬模架一次組裝可一直到頂不落地。

3 爬模施工

承臺施工完畢后，利用爬模模板進(jìn)行墩身首節(jié)施工。首節(jié)施工時在主承重架埋件總成位置模板內(nèi)側(cè)設(shè)置爬錐。首節(jié)段混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，吊裝主承重架作為第二節(jié)施工支撐架。鋼筋安裝，立內(nèi)、外模，埋設(shè)爬錐澆筑第二節(jié)段墩身混凝土。安裝上平臺架體并與模板進(jìn)行連接，利用架體后移裝置退模，在第二節(jié)段預(yù)埋爬錐上安裝附墻掛座，插入導(dǎo)軌，液壓系統(tǒng)加壓調(diào)試，爬升架體采用液壓爬模澆筑第三節(jié)段墩身混凝土，同時掛設(shè)下架體。隨后進(jìn)入爬模正常節(jié)段施工。

3.1 爬錐系統(tǒng)安裝

爬錐是承受整個爬模系統(tǒng)重量的受力構(gòu)件，在砼施工之前要進(jìn)行爬錐的預(yù)埋，爬錐系統(tǒng)由埋件板、高強(qiáng)螺桿、爬錐組成。安裝預(yù)埋鋼板時，采用配套的爬錐孔對準(zhǔn)預(yù)埋鋼板孔，并擰好高強(qiáng)螺桿，把爬錐與預(yù)埋鋼板焊接成整體，目的是確保砼澆筑過程中因振搗脫離的安全隱患。高強(qiáng)螺桿與爬錐連接處涂隔離劑，防止?jié)仓^程中混凝土漿進(jìn)入間隙中，造成拆卸問題，最終影響墩身外觀質(zhì)量。模板內(nèi)進(jìn)行安裝受力螺栓從外側(cè)擰緊即可，模板安裝過程中，鋼筋避讓爬錐的原則，做好臨時固定爬錐。直徑與間距嚴(yán)格按技術(shù)方案布置，螺栓分為安裝螺栓和受力螺栓，型號分別為長度75mm及螺紋Φ42mm 和長度=90mm，Φ36mm，安裝時務(wù)必注意型號，一一對應(yīng)使用，嚴(yán)禁相互替換。

3.2 附墻掛座與掛座體

安裝前檢查爬錐系統(tǒng)是否滿足安裝要求：清理爬錐以確保擰入順暢，試擰高強(qiáng)螺桿擰入爬錐內(nèi)的長度是否達(dá)到定位銷位置。擰入長度合格后即可將附墻掛座安裝。安裝完成后及時插入承重銷，并擰緊附墻掛座定位螺栓。

3.3 平臺架吊裝

3.3.1 爬架體安裝準(zhǔn)備工作

地面上拼裝各單元架體，單元架體分為上、下平臺架體。下平臺架體安裝時務(wù)必把油缸安裝在主迎頭下口處，按油路圖中的油缸編號相對應(yīng)架體編號。換向盒安裝前應(yīng)檢查換向能否靈活，油缸的液壓鎖位置應(yīng)以便于操作使用為原則，完成后插入安全銷將油缸下?lián)Q向盒鎖定。安裝上平臺架體時注意內(nèi)背楞方向，內(nèi)側(cè)孔用于模板安裝，外側(cè)孔用于調(diào)節(jié)絲杠，確認(rèn)方向正確。

3.3.2 下平臺架體

下平臺架體吊起將附墻支撐安裝于下平臺架體的下側(cè)，用底部兩個安裝孔，四根螺栓為M20×50，調(diào)整油缸高度，對準(zhǔn)承重銷，使架體準(zhǔn)確落在承重銷上，三角撐托應(yīng)均勻就位在附墻掛座上兩邊。依次完成所有下平臺架體單元的吊裝?？刂茰?zhǔn)確架體間間距，連接架體立桿上的扣件，將各層平臺間的連接槽鋼準(zhǔn)確就位安裝，最終連接到主平臺橫梁上固定。安裝各平臺架體的剪刀撐桿件，保證整個架體整體型。中層平臺和下吊平臺采用地面組裝后整體安裝。

3.3.3 上平臺架體

完成下平臺及主平臺安裝后，進(jìn)行吊裝上平臺架體。做好架體與主平臺連接件安裝，使上平臺與主平臺形成整體。安裝各層平臺的底橫梁，鋪設(shè)平臺腳踏板，安全網(wǎng)設(shè)置在平臺內(nèi)側(cè)，密目防塵網(wǎng)設(shè)置在平臺外側(cè)。

3.3.4 導(dǎo)軌安裝

導(dǎo)軌依次穿過各層附墻掛座和三角撐托立桿、換向盒、附墻撐。準(zhǔn)確將導(dǎo)軌就位在承重舌卡的第二層附墻掛座上。調(diào)整導(dǎo)軌尾撐垂直支撐于混凝土面上。

3.3.5 預(yù)壓

爬模系統(tǒng)安裝并驗(yàn)收合格后，進(jìn)行分級預(yù)壓壓載試驗(yàn)，確保爬模系統(tǒng)滿足墩身施工過程中安全系數(shù)要求。

順橋向操作主平臺最大允許承載1.5kN/m2，平面尺寸6.8×2.7m，合力為27.5kN。

橫橋向操作主平臺最大允許承載1.5kN/m2，平面尺寸7.8×2.7m，合力為31.6kN。

壓載方法：爬模系統(tǒng)按單層單面爬架設(shè)計荷載采用逐個分級預(yù)壓的方法進(jìn)行加載實(shí)驗(yàn)。加載實(shí)驗(yàn)過程，對各個主要受力部位變形變化情況實(shí)時觀測，直至荷載堆載完畢各級加載滿足要求，繼續(xù)觀測30分鐘仍然滿足要求后，即可卸載完成預(yù)壓實(shí)驗(yàn)，方可投入使用。

3.4 架體爬升

架體爬升，將底部承重插銷拆卸后，安裝到頂端附墻掛座上;轉(zhuǎn)動換向盒內(nèi)的換向裝置將附墻撐調(diào)離混凝土面，使承重三角架撐托下端支撐在導(dǎo)軌上;扳動換向盒的換向把手使之向下，棘爪下端抵住導(dǎo)軌梯檔;拆除下附墻掛座安全銷;啟動液壓系統(tǒng)，使油缸高度升至架體爬升兩個梯檔時暫停液壓系統(tǒng)，拆除下附墻掛座承重銷;再次循環(huán)上一步驟，直至爬升到架體立桿頂端附墻掛座的承重銷銷孔位置;暫停同時調(diào)整上換向盒向上，棘爪上端抵住導(dǎo)軌梯檔;啟動液壓系統(tǒng)，使架體落至立桿鉤頭卡在承重銷上;安裝附墻掛座上的安全銷;導(dǎo)軌尾撐垂直支撐于混凝土面上。

3.5 受力計算

3.5.1 計算模板側(cè)壓力

3.5.2 拉桿

模板拉桿計算公式如下：F=PA

式中：F-模板拉桿承受的拉力（kN）;A-模板拉桿分擔(dān)的受荷面積（m2）

經(jīng)計算拉桿直徑為20mm，容許抗拉強(qiáng)度取170MPa[N]=170×241=40.97kN>F，拉桿滿足要求。

3.5.3 受彎構(gòu)件簡算

預(yù)制蓋板承受墩頂0.6m高混凝土施工時荷載，按照《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JT GD62-2004）受彎構(gòu)件進(jìn)行簡算。

（1）計算參數(shù)

蓋板混凝土采用墩頂同強(qiáng)度等級的鋼筋混凝土，強(qiáng)度等級為C50，彈性模量Ec=3.45×104;軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd=22.4MPa，標(biāo)準(zhǔn)值fck=32.4MPa;軸心抗拉強(qiáng)度ftk=2.65MPa，ftd=1.83MPa。

主筋等級為HRB400，直徑16mm，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fsd=330MPa;鋼筋彈性模量Es=2×105。

蓋板容重γ=26kN/m3，凈跨距L0=3.06m，寬度b=1.86m，板厚為d=12cm，I=2.68×108mm4。保護(hù)層厚度為a0=2cm，墩頂蓋板范圍實(shí)心段C50鋼筋混凝土V=16.2m3。

（2）計算荷載

4 結(jié)束語

本文以大埠河特大橋?yàn)槔?，介紹了爬模技術(shù)的原理及施工工藝技術(shù)。高墩施工采用爬模技術(shù)，可以不受地形影響，施工高度不受限制，利用爬模施工能節(jié)省周轉(zhuǎn)材料及工時，混凝土外觀質(zhì)量得到較好控制，且施工安全系數(shù)高。

因此，該高墩液壓爬模施工技術(shù)可靠，對今后同類橋梁施工具有很好的指導(dǎo)意義。

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