探討液壓爬模在兆河特大橋塔柱施工中的應(yīng)用及總結(jié)

宋治明

(安徽虹橋交通建設(shè)監(jiān)理有限公司，安徽 合肥 230000)

液壓爬模系統(tǒng)主要依附于工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中，會(huì)隨著結(jié)構(gòu)持續(xù)施工呈現(xiàn)出逐層提升的特征，也是一種模板工程體系，具有良好的安全性，能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化施工。全面應(yīng)用于橋墩、大型柱、橋塔等鋼筋砼現(xiàn)澆工程當(dāng)中，通過在具體工程實(shí)踐中不斷總結(jié)積累相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)工程施工打好基礎(chǔ)。

1 工程概況

兆河特大橋?yàn)楠?dú)塔單索面斜拉橋，設(shè)計(jì)長度為2 187m，主橋(150+80)m，主跨為150m鋼箱梁，邊跨為預(yù)應(yīng)力砼箱梁，下接承臺(tái)及群樁基礎(chǔ)。矩形獨(dú)柱斷面砼橋塔，塔高102.5m，塔尖為錐形鋼結(jié)構(gòu)。

2 液壓爬模在兆河特大橋塔柱工程中的施工方案分析

2.1 主塔施工方案

結(jié)合兆河特大橋塔柱工程實(shí)際施工需求以及工程結(jié)構(gòu)形式，對(duì)應(yīng)主塔施工可以按照下列工藝實(shí)施：第一是塔柱選擇液壓爬模技術(shù)施工，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段相關(guān)施工高度在4.5m左右。第二是塔梁聯(lián)合段以及邊跨現(xiàn)澆箱梁可以分別施工。第三是內(nèi)模倒角模板可以選擇鋼模施工，剩余部分選擇木模施工，并在下節(jié)段合理預(yù)埋相關(guān)構(gòu)件充當(dāng)基礎(chǔ)受力支撐，上方設(shè)置分配梁、底模。

2.2 主塔爬模施工工藝

對(duì)主塔實(shí)施砼澆筑中，根據(jù)垂直高度實(shí)施水平分層，塔柱整體分成22個(gè)節(jié)段，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)段高度為4.5m。按照液壓爬模施工需求和工藝特征，下塔柱分成六個(gè)節(jié)段，首節(jié)是4.6m，2到4節(jié)的段長是4.5m，5節(jié)段長度是3.3m，6節(jié)段長度是3.57m。上塔柱可以分成16節(jié)，首節(jié)長度為4.6m，8到13節(jié)長度是4.5m，13到22節(jié)段屬于錨索區(qū)，對(duì)應(yīng)長度是3.4m、3m、3.74m、 3.8m、4.06m、4.5m、4.5m、4.5m、3.9m(圖1)。

圖1 主塔階段分布圖

勁性骨架整體加工制作中，針對(duì)主塔右側(cè)專門加工區(qū)實(shí)施分節(jié)段分榀加工，整節(jié)段吊裝塔吊，借助角鋼對(duì)上下節(jié)段實(shí)施整體連接。勁性骨架初期安裝中，初步定為對(duì)骨架頂層進(jìn)行測量放線角點(diǎn)，隨后在角鋼內(nèi)側(cè)對(duì)同型號(hào)短角鋼進(jìn)行貼焊，充當(dāng)骨架底口的定位基準(zhǔn)，塔吊骨架節(jié)段，將底口角點(diǎn)和限位短角鋼緊貼，利用吊垂球措施對(duì)整體安裝斜率實(shí)施合理控制，定位控制骨架上口。全站儀對(duì)勁性骨架四角上口對(duì)應(yīng)三維坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)測，確定位置達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，固定焊接骨架。在鋼筋安裝中，按照主筋、箍筋、拉筋以及防裂網(wǎng)鋼筋的順序進(jìn)行有序安裝，塔柱鋼筋則是通過塔吊直接提升到工作平臺(tái)實(shí)施安裝。各層箍筋按照從內(nèi)到外、從上到下的順序進(jìn)行綁扎，鋼筋綁扎對(duì)應(yīng)截面鋼筋接頭數(shù)量應(yīng)該控制在斷面鋼筋總量50%以下，鋼筋鄰近接頭間隔超出35d。塔柱外部砼保護(hù)層中設(shè)置防裂鋼筋網(wǎng)，貼近外層鋼筋設(shè)置一層鋼筋網(wǎng)[4]。

塔柱模板安裝中，選擇液壓爬模體系，由模板、預(yù)埋件、支架、液壓四個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。內(nèi)模選擇自主設(shè)計(jì)的鋼木組合模板，合理設(shè)置井筒支持平臺(tái)。模板采用木梁膠合板體系，包括吊鉤、連接爪、槽鋼背楞、木工字梁、進(jìn)口膠合板等部分構(gòu)成。對(duì)應(yīng)模板高度是4.65m。按照施工圖紙對(duì)模板體系進(jìn)行拼裝。液壓爬架分為上部和下部。下部框架是爬模系統(tǒng)的承重結(jié)構(gòu)。上部框架可為模板和加固工程提供基本工作面，并將下部框架連接至相應(yīng)的機(jī)構(gòu)。與爬升系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的液壓自動(dòng)爬升系統(tǒng)包括操作平臺(tái)、液壓爬升裝置、導(dǎo)軌、錨固裝置等，液壓頂升系統(tǒng)屬于液壓自動(dòng)爬升模的基本電源。液壓頂升系統(tǒng)包括上下開關(guān)箱和液壓缸。開關(guān)箱能有效控制升降架和升降導(dǎo)軌。液壓系統(tǒng)可促進(jìn)導(dǎo)軌與模板架之間的相互爬升形式，促進(jìn)液壓沿爬升模板穩(wěn)定上升(圖2)。

圖2 架體外防護(hù)示意

對(duì)于低于9節(jié)的節(jié)段選擇汽車泵實(shí)施澆注，超出9節(jié)的選擇砼拖泵直接泵送入?！，F(xiàn)場砼可采用鏈條筒在澆筑位置澆筑。鏈筒主要采用薄鋼板軋制，根據(jù)要求的高度分段縮短或延長。砼振搗時(shí)，應(yīng)快速插入振搗器，緩慢拉出振搗器。桿頭不得接觸預(yù)埋件、模板和鋼筋?？刂普駝?dòng)棒的行程間距，并將其限制在相應(yīng)作用半徑的1.5倍左右。等砼澆筑后，在交界面砼強(qiáng)度超出2.5MPa條件下，可以直接利用人工方式對(duì)砼表層松軟層以及水泥砂漿實(shí)施全面鑿除，鑿毛中對(duì)模板保留2cm內(nèi)，優(yōu)化接縫外觀。結(jié)束鑿毛后通過空壓機(jī)對(duì)砼實(shí)施徹底清理。

2.3 BFQ塔梁結(jié)合施工

塔梁現(xiàn)澆段采用鋼管貝雷支架施工，立柱采用630*10mm鋼管，橫梁雙拼Ⅰ56工字鋼，縱梁321貝雷組，分配梁為Ⅰ22工字鋼。施工內(nèi)容包括設(shè)置支架、支架預(yù)壓、底模安裝、預(yù)埋件安裝、鋼筋加工、芯模安裝制作、砼澆筑、養(yǎng)護(hù)管理。支架施工鋼管立柱安裝中，對(duì)于貝雷架下方選擇Φ630*10mm無縫鋼管充當(dāng)支撐立柱，在承臺(tái)頂層預(yù)埋立柱底板和鋼板連接，鋼管立柱主要安裝流程如下：首先是徹底清理承臺(tái)頂層預(yù)埋鋼板，并在頂面對(duì)鋼管中心點(diǎn)實(shí)施測量放樣，堅(jiān)持以該點(diǎn)為核心刻畫鋼管樁外圓弧部位。根據(jù)梁底標(biāo)高以及鋼板頂部標(biāo)高，減去砂箱、貝雷架、工字鋼和方木高度以及模板厚度，對(duì)鋼管長度進(jìn)行計(jì)算。鋼管毛坯按設(shè)計(jì)長度找平壓碎；其次，通過履帶起吊鋼管，根據(jù)設(shè)計(jì)位置進(jìn)行準(zhǔn)備，通過電焊徹底固定焊牢鋼板和鋼管。貝雷架安裝中，率先根據(jù)設(shè)計(jì)片數(shù)拼裝貝雷片，分組連接，隨后通過50t履帶吊順利安裝定位貝雷架。芯模安裝中，通過地面加工定型，并在橫梁、腹板以及底板結(jié)束鋼筋綁扎后將內(nèi)模板通過吊車運(yùn)輸至橋面進(jìn)行人工安裝。在方木中通過竹釘來固定竹膠板制作的內(nèi)模板。提高模板接縫密實(shí)度，避免縫隙和錯(cuò)臺(tái)超出2mm。內(nèi)模板率先從箱梁下倒角實(shí)施拼裝，至箱梁頂板和腹板位置，設(shè)置內(nèi)模支撐盤扣支架，隨后對(duì)頂板底模進(jìn)行拼裝，左幅箱室對(duì)應(yīng)工作口應(yīng)該遠(yuǎn)離電梯安裝區(qū)域[5]。

3 兆河特大橋塔柱工程中液壓爬模施工質(zhì)量控制策略

3.1 施工測量和監(jiān)控

施工測量重點(diǎn)為保證塔柱各部位幾何尺寸、傾斜度、高程以及平面位置滿足具體設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。塔柱施工中的測量難點(diǎn)包括日照、溫差以及風(fēng)振等狀況，提升塔柱測量控制精確度。對(duì)應(yīng)控制定位包括爬模預(yù)埋件、鋼錨梁、索導(dǎo)管、塔柱模板、鋼筋定位、勁性骨架定位等。由于橋梁控制網(wǎng)點(diǎn)與主塔控制點(diǎn)之間的距離為200m～400m，塔柱的施工測量和控制應(yīng)在布置工作點(diǎn)進(jìn)行。可直接進(jìn)行施工測量和控制。隨著塔高的增加，在必要的條件下，可根據(jù)所附二次導(dǎo)線，通過一次控制網(wǎng)在主塔周圍密集布置基礎(chǔ)設(shè)施。

塔柱相關(guān)施工測量重點(diǎn)為基于日照、溫差以及風(fēng)振條件下，進(jìn)一步提升塔柱測量精度，具體控制定位包括鋼筋定位、勁性骨架、爬模預(yù)埋件、鋼錨梁及塔柱模板定位等?，F(xiàn)場放樣之前，根據(jù)圖紙，計(jì)算出各節(jié)段的軸線點(diǎn)、輪廓點(diǎn)的施測數(shù)據(jù)，現(xiàn)場采用三維坐標(biāo)法進(jìn)行測量，首先對(duì)勁性骨架進(jìn)行定位測量，并測出勁性骨架的軸線點(diǎn)及輪廓點(diǎn)的空間坐標(biāo)，以此為參照進(jìn)行鋼筋綁扎及模板安裝，待模板安裝完成后，對(duì)模板進(jìn)行檢查驗(yàn)收。同時(shí)，每節(jié)段砼澆注完成后，對(duì)空間位置進(jìn)行觀測，以便為后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)。為了克服氣溫及日照等外界條件對(duì)放樣點(diǎn)位的影響，測量作業(yè)應(yīng)選擇在氣溫相對(duì)穩(wěn)定、塔柱受日照影響較小的時(shí)間段進(jìn)行，同時(shí)塔吊等機(jī)械處于停用狀態(tài)， 防止發(fā)生干擾。據(jù)此一般測量時(shí)間可安排在早晨8點(diǎn)和下午6點(diǎn)左右。

3.2 塔梁結(jié)合段搭設(shè)支架

檢測支架材料，未達(dá)標(biāo)不得進(jìn)場。組織專業(yè)施工隊(duì)伍搭設(shè)支架，按照具體方案嚴(yán)格執(zhí)行，施工中質(zhì)量督查部門做好基礎(chǔ)巡查工作，施工后由相關(guān)負(fù)責(zé)人和管理者進(jìn)行驗(yàn)收組織。檢查內(nèi)容包括鋼管立柱、砂箱、分配梁、貝雷架、連接花架、橫向連接、設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，確保相關(guān)安裝數(shù)量、安裝位置標(biāo)識(shí)以及安裝度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)鋼管立柱實(shí)施準(zhǔn)確定位，將中心鋼管位置偏差維持在30mm以內(nèi)，將豎直度偏差限制在1%之內(nèi)，不能超出20mm，預(yù)防軸線偏位影響鋼管支架應(yīng)用功能。

3.3 塔柱混凝土防裂措施

(1)優(yōu)選水化熱低的配合比，摻加粉煤灰、礦粉降低水化熱。

(2)冬季施工加強(qiáng)保溫，延長拆模時(shí)間。

(3)夏季施工采取拌和水加冰、骨料降溫等措施，降低混凝土入模溫度。

(4)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，主塔節(jié)段混凝土采用環(huán)向內(nèi)外自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)。

(5)控制鋼筋混凝土保護(hù)層厚度，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。

(6)主塔施工分層要兼顧主塔結(jié)構(gòu)，混凝土分節(jié)不宜設(shè)在截面形式突變等混凝土收縮較大或溫度應(yīng)力集中的地方。

3.4 節(jié)段錯(cuò)臺(tái)控制措施

(1)塔柱節(jié)段模板包邊15cm，在新老混凝土交接面下25cm處，每根爬架主背楞下各預(yù)留一個(gè)爬錐，合模時(shí)在爬架主背楞槽鋼中間安裝螺栓與預(yù)埋爬錐連接，對(duì)接縫模板進(jìn)行壓緊，避免接縫錯(cuò)臺(tái)、漏漿。

(2)加強(qiáng)模板施工的過程管理，模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，在振搗過程派專人進(jìn)行檢查模板，防止拉桿松扣，模板外鼓、下沉現(xiàn)象的發(fā)生，如圖3所示。

圖3 模板下口加固布置圖

(3)澆筑過程中，安排專人檢查拉桿緊固情況。

4 結(jié) 語

綜上所述，在工程項(xiàng)目中全面應(yīng)用液壓爬模施工技術(shù)，可以進(jìn)一步提升工程整體建設(shè)效益，但同時(shí)也需要按照高標(biāo)準(zhǔn)要求開展工程施工以及工程監(jiān)理工作，保障工程監(jiān)理質(zhì)量，促進(jìn)整個(gè)監(jiān)理市場維持規(guī)范化的施工操作。文章以兆河特大橋塔柱工程為例，全面總結(jié)了液壓爬模施工技術(shù)和質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于提升爬模施工工藝技術(shù)水平具有一定意義。