公路橋梁工程高墩施工液壓頂升模架技術(shù)的應(yīng)用分析

文/鄧益才

1 工程簡介

工程地理位置為中山至陽春高速公路開平至陽春段TJ06 施工段位于廣東省陽春市西南部，線路總走向?yàn)闁|西走向。本施工段線起于陽春市春灣鎮(zhèn)(K47+629)，終點(diǎn)在陽春市合水鎮(zhèn)(K58+440)，全 長10.811km，包括2.618km 的路基、每3 座隧道4.448km、每7 座橋梁3.745km、7道涵洞、6 條通道、7.38km 的春灣連接線。該段高墩空心薄壁墩、方柱墩采用液壓頂升模架施工工藝[1]。

2 施工環(huán)境及條件

2.1 工程地理位置

本項(xiàng)目位于廣東省陽春市境內(nèi)，總路線為東西走向，起始點(diǎn)是陽春市春灣鎮(zhèn)，終點(diǎn)是陽春市合水鎮(zhèn)，途經(jīng)大量基本農(nóng)田、高產(chǎn)農(nóng)田和經(jīng)濟(jì)林帶，行道區(qū)地形以中低丘崗地為主，地表水系復(fù)雜，跨越點(diǎn)高15～945m。

2.2 水系

本施工段線路所在地區(qū)的水系比較發(fā)育，地下水主要為大氣降水。一般多向附近河流或低地徑流，并以泉水或暗河的形式排放。在巖溶地區(qū)，個(gè)別地段地表水的補(bǔ)給以地表水為主，但也有部分地段的地表水與地下水互為補(bǔ)充，巖溶水埋藏較深且存在差異。

2.3 氣候

本工程區(qū)段線路位于廣東省西南部，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，但因氣候復(fù)雜多變，夏季長，冬季短，氣溫偏高，多年來平均氣溫為22.8℃。一月份是一年四季最冷的季節(jié)，平均氣溫13.7℃；七月份是一年四季最熱的季節(jié)，平均氣溫28.3℃，有38.4℃的極值，大部分地區(qū)達(dá)到無霜期350 天以上，部分地區(qū)全年無霜。根據(jù)季節(jié)變化，一般年月的4～10月為東南風(fēng)，11～12月為東北風(fēng)，年平均風(fēng)速2.6m/s，最大年月風(fēng)速21.7m/s。每年平均降水量2473mm，一般在3月底到9月底雨季結(jié)束，占全年降水量的87%。地下水的主要補(bǔ)給源是大氣降水[2]。臺(tái)風(fēng)活動(dòng)頻繁，七月初到九月底暴雨較多，雨量集中，容易引發(fā)風(fēng)災(zāi)和水災(zāi)。

3 主要施工工藝方案

3.1 液壓頂升模架施工工藝流

空心薄壁墩液壓頂升模架施工工藝流程圖見下圖3.1-1，方柱墩液壓頂升模架施工工藝流程圖見下圖3.1-2。

圖3.1-1 空心薄壁墩液壓頂升模架施工工藝流程圖

圖3.1-2 方柱墩液壓頂升模架施工工藝流程圖

3.2 液壓頂升模架施工

橋梁高墩液壓頂升模架施工作業(yè)主要有高處墜落、機(jī)械傷害、起重傷害、垂直運(yùn)輸設(shè)備坍塌、臨時(shí)用電傷害、物體打擊、觸電等方面的風(fēng)險(xiǎn)，其中模板工程、垂直運(yùn)輸設(shè)備施工、混凝土施工為危險(xiǎn)性較大的部分項(xiàng)目工程。

“高墩液壓頂升模架”不是簡單地采用液壓頂升模架施工和翻模施工兩種工藝組合。翻模施工是以液壓頂升模系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行的，同時(shí)考慮滑模和翻模的優(yōu)點(diǎn)，以克服滑模結(jié)構(gòu)上的不足。提升系統(tǒng)由電腦控制，準(zhǔn)確設(shè)置提升模板；提升到指定位置后，安裝模板，涂脫模劑，綁鋼筋，澆注混凝土；再將模板吊起來，完成墩柱施工。為了防止混凝土澆筑過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，工作人員應(yīng)對(duì)中空薄壁墩內(nèi)外模加的拉螺桿進(jìn)行加固。

3.3 模板系統(tǒng)

3.3.1 模板設(shè)計(jì)

3.3.1.1 空心薄壁墩。模板系統(tǒng)采用外拉桿式鋼模，由定型鋼模、背楞和拉桿組成，模板按照截面形式分為四大塊，大石田特大橋標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高2m，紅石山大橋標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高3m。外模：面板采用t6mm 不銹鋼鋼板，加強(qiáng)筋采用[10 槽鋼，t8 普通鋼板，背架采用[14a 槽鋼組焊而成；內(nèi)模：面板采用t5mm 普通鋼板，加強(qiáng)筋采用[8 槽鋼，t8普通鋼板，背架采用[14a 槽鋼組焊而成。

3.3.1.2 方柱墩。模板系統(tǒng)采用外拉桿式鋼模，由定型鋼模、背楞和拉桿組成，模板按照截面形式分為四大塊，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高3m。面板采用t5mm 不銹鋼鋼板，橫向法蘭采用扁鋼12×80mm，豎向法蘭采用扁鋼12×80mm；同時(shí)，主筋采用槽鋼8#，小筋采用扁鋼12×80mm，背桿采用組焊而成。

3.3.2 模板制作

墩身模板安排在鋼模板專業(yè)生產(chǎn)廠家制作，以保證模板的制作質(zhì)量。要求在加工廠嚴(yán)格進(jìn)行模板試拼，試拼分水平方向的試拼和垂直方向的試拼，模板制作完成后，經(jīng)檢驗(yàn)合格方可出廠，并運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

3.3.3 垂直運(yùn)輸系統(tǒng)

本項(xiàng)目人行爬梯隨墩身澆筑速度同步安裝至墩頂（安裝高度可達(dá)150m），施工電梯較墩身澆筑速度滯后，我部準(zhǔn)備在墩身澆筑30m 后安裝電梯。但由于墩身高度較高，后期人員上下應(yīng)先使用電梯至一定高度，再通過爬梯上至操作平臺(tái)，直至墩頂施工完成后電梯安裝至墩頂，再通過爬梯進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工。爬梯及電梯待主墩連續(xù)剛構(gòu)合攏完工之后，方可最后拆除。

3.4 模板工程

液壓頂升模架施工中模板安裝與翻模施工中模板安裝相同，有別于一般用吊車或塔吊吊裝翻模。液壓頂升模架模板安裝是通過在提升系統(tǒng)內(nèi)安裝電動(dòng)葫蘆完成的。

3.4.1 承臺(tái)頂澆筑完畢后要馬上進(jìn)行首段墩身施工

現(xiàn)澆墩身頂面，用全站儀將墩身的邊線取下，并用墨線彈出標(biāo)線，在距墩身縱橫方向一定距離處放上等高線，以便作模板校正時(shí)用于將來墩身施工。在完成墩身鋼筋綁扎后，將墩身模板底部找平，清除墩身鋼筋內(nèi)雜物，安裝第一節(jié)墩身模板，并對(duì)模板進(jìn)行加固校正。承載結(jié)構(gòu)的外側(cè)有腳手架。橋墩混凝土澆筑前，要進(jìn)行自檢，并報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收；澆灌混凝土后，及時(shí)覆蓋頂面并灑水養(yǎng)護(hù)，為下墩身做準(zhǔn)備。

3.4.2 模板翻升

一般情況下，目前混凝土澆筑完畢后的一個(gè)護(hù)理期(8Mpa)，當(dāng)溫度低于每日溫度時(shí)，可取下第一個(gè)模板，并將其翻轉(zhuǎn)。

3.4.2.1 模板解體。用吊架上的手拉葫蘆將墩身最下面的外模分別掛起來。外吊時(shí)，施工人員拆除與上模板連接的對(duì)拉桿，垂直連接螺栓，橫向螺栓，拆除模板。

3.4.2.2 模板提升。把模板逐層吊至相應(yīng)的頂層，然后用手拉起架上的葫蘆來去除模板表面的污垢，并涂抹脫模劑。升降時(shí)應(yīng)設(shè)置專人監(jiān)護(hù)，防止模板與周圍固定裝置接觸。

3.4.2.3 安裝模板。墩臺(tái)混凝土表面鑿毛清除后，由吊架上手拉葫蘆吊起；將模板安裝到適當(dāng)位置；安裝座橫向螺栓連接到下模上，并用導(dǎo)向鏈臨時(shí)固定。當(dāng)模板同步安裝就位后，及時(shí)連接相對(duì)側(cè)安裝的相應(yīng)模板拉桿；安裝完畢，檢查安裝質(zhì)量，調(diào)整中心線水平方向，固定安裝角螺栓。

3.5 滑升控制

3.5.1 垂直度控制

滑升時(shí)，第一次模擬試驗(yàn)將會(huì)受到各種不均勻性的影響。為了及時(shí)、方便地觀測(cè)提升系統(tǒng)的位移，施工人員在墩柱周圍布置了6 條重錘線，每條線都要滑動(dòng)一次，以檢查錘線與原有混凝土或基線的相對(duì)位移。全站觀察1 次(雙向觀察，角度接近90°)，發(fā)現(xiàn)偏差，應(yīng)確保變形不超過2cm，存在缺陷及時(shí)改正?；瑒?dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)吊頂高差，逐步實(shí)現(xiàn)墩身垂直移動(dòng)。

3.5.2 水平位置控制

水平線由同步器控制，并用水平尺進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量隊(duì)每天兩次監(jiān)測(cè)液壓升降模板的垂直度和變形，以確保符合設(shè)計(jì)要求。

3.5.3 關(guān)于滑升施工中的幾個(gè)問題

在施工過程中，拉索經(jīng)常發(fā)生傾斜、平移、扭轉(zhuǎn)和彎曲，造成這種現(xiàn)象的主要原因是千斤頂工作不同步、荷載不均、混凝土澆筑不對(duì)稱、校正率高等。所以，在施工過程中，首先要做好質(zhì)量監(jiān)督工作，加強(qiáng)觀察和檢查，確保工程質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

4 結(jié)語

高墩施工技術(shù)是公路橋梁建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，我們要綜合考慮施工環(huán)境和工程項(xiàng)目的施工條件，選擇合適的施工技術(shù)，嚴(yán)格按照規(guī)范要求組織施工，加強(qiáng)對(duì)施工工序的控制，以此有效提高橋梁工程高墩的施工質(zhì)量。