液壓翻模高墩施工技術的應用

龍廣堃

摘要：文章針對以往橋梁高墩施工技術存在的不足，提出液壓翻模施工技術，通過分析其作業(yè)原理，結合工藝流程，提出該技術在某工程的應用方案，并以施工安全可靠性、經(jīng)濟社會效益作為評價指標進行了應用效果分析。結果顯示，該技術采用工具式拉桿支撐橋梁高墩，比較容易控制混凝土施工質(zhì)量，通過多維約束提高現(xiàn)場施工安全性，工期比較短，且兩項指標均達到了施工要求，充分體現(xiàn)了液壓翻模施工技術的應用優(yōu)勢。

關鍵詞：液壓翻模施工技術;高墩;高速公路橋梁工程

中國分類號：U443.22

0引言

高速公路橋梁工程日漸復雜，對高墩施工技術水平的要求越來越高[1]。目前，應用比較多的高墩施工技術有翻模、滑模、滑翻、爬模等，這些技術的應用，主要結合模板進行施工[2]。由于模板的配合使用，對施工操作條件要求較高，加大了作業(yè)安全風險，工程外觀質(zhì)量比較差，存在較大提升空間[3-4]。為了完善高墩施工技術，本文提出一種液壓翻模施工技術，綜合各項施工影響因素，引入智能化操控技術，以此提升高墩施工技術水平。

1液壓翻模高墩施工技術

1.1液壓翻模系統(tǒng)結構及作業(yè)功能

與以往高墩施工技術相比，本文提出的液壓翻模高墩施工技術吸取了各項施工技術優(yōu)勢，省去了預埋環(huán)節(jié)，不需要在混凝土中添加埋件。液壓翻模高墩施工技術采用工具式拉桿支撐橋梁高墩，比較容易控制混凝土施工質(zhì)量，通過多維約束，大大提高了現(xiàn)場施工安全性。另外，該技術的應用對混凝土的強度沒有過多要求，工期比較短，適合大部分公路橋梁高墩施工要求。如圖1所示為液壓翻模系統(tǒng)結構。

圖1中，液壓翻模系統(tǒng)主要由防墜系統(tǒng)、液壓升降系統(tǒng)、加強橫背楞連接件、外支架、曲臂橫梁、豎向?qū)Я?、上層模板、下層模板、操作平臺、直橫梁、加強橫背楞、橋墩組成，利用模板翻升功能性操作系統(tǒng)和翻模支架，實施工程多面翻升、單面翻升。以下為該項技術應用的主要作用：

（1）本技術操作支持上下層模板交替翻升，利用模板系統(tǒng)操控，通過調(diào)節(jié)上下層模板，實現(xiàn)交替翻升。

（2）模板拆裝操作系統(tǒng)的核心部件為伸縮臂，每一個模板配備伸縮臂數(shù)量為4個，作為提升模板和拆裝模板的構件，以傳力的方式施工[5]。另外，高墩外架的提升同樣運用伸縮臂施工，以此滿足承力要求。

（3）提升系統(tǒng)主要由下滑塊、下滑箱、導軌面上齒塊、泵站、油缸等多個部件組成，用于模板的提升或者拆裝，起到很好的支撐作用。同時，也可以作為模板提升作業(yè)的動力，根據(jù)操控需求，將力作用于外架、伸縮臂上，從而實現(xiàn)外架的提升、伸縮臂的滑動作業(yè)。

（4）外支架系統(tǒng)主要由直橫梁、曲臂橫梁、導軌、斜撐等多個部件組成，利用該系統(tǒng)承受高墩架構的重力，通過導軌傳輸此重力，使其傳輸至曲臂橫梁，最后轉(zhuǎn)入加強橫背楞[6]。

（5）防墜系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是自動防墜滑塊和傳力齒塊，主要用于阻止外架下墜，同時起到一定防滑效果，降低模板下墜的可能性。

（6）操作平臺主要由鋼筋綁扎平臺、液壓翻模裝置、裝修平臺組成，利用該平臺施工操作，能夠節(jié)省大量人力資源，而且安全性能較高。

（7）混凝土養(yǎng)護用水利用水箱進行供水。

1.2液壓翻模技術作業(yè)原理

該項技術綜合了當前多種高墩施工技術的優(yōu)勢，采用液壓翻模控制方式，提高施工技術水平[7]，不僅施工時間較短，而且具有一定安全性能保障。如圖2所示為其施工技術作業(yè)原理。

該項技術的作業(yè)原理是：利用伸縮臂液壓缸控制下層模板，下達收縮操控命令，便可以拆除下層模板，而后移動和提升模板，按照施工作業(yè)路線，將模板運送到指定位置;接下來開啟液壓提升系統(tǒng)作業(yè)模式，此處支持手動/自動控制，提升下層模板，當其上升高度超過上層板高度時，停止提升[8];按照設定的模板安裝位置，控制伸縮臂伸展距離，安裝完成后，下層模板與上層模板的高低層次更換，但是模板上下仍然相對。按照此方法，完成工程中所有模板的升降操作。

2液壓翻模高墩施工技術在某公路橋梁工程施工中的應用

2.1工程簡介

某高速公路橋梁工程位于山區(qū)，采用跨徑結構施工，跨越山溝深谷，墩高的高度不一，為35～98 m，墩柱均高45.5 m，墩柱為實心墩，橫截面尺寸為6.4 mm×2.5 m。由于該工程所處地區(qū)環(huán)境較為特殊，施工條件較差，設備難以進場，對高墩施工技術要求較高。施工期間除了要考慮施工設備運行問題，還需要綜合考慮施工安全風險、經(jīng)濟效益問題。本次研究以液壓翻模技術作為施工技術，探究該項技術的應用功效。為了體現(xiàn)研究價值，本文以翻模技術應用的經(jīng)濟社會效益作為參照，展開對比分析。

2.2技術應用

2.2.1工藝流程

按照液壓翻模技術原理，設計技術應用工藝流程如下頁圖3所示。

（1）按照綁扎、支模、澆筑的順序，分別對第1節(jié)和第2節(jié)鋼筋混凝土進行施工。其中，第1節(jié)下層支撐采用模板拼裝作業(yè)方式，而第2節(jié)的上層支撐則是通過拼裝上層單塊大模板得以實現(xiàn)。

（2）開啟外支架等一系列系統(tǒng)，將收縮裝置安裝在第1層模板上，同時綁扎下節(jié)段鋼筋，而后翻升下層模板，包括豎向和水平方向收縮、拆模、沿著水平方向延伸模板并安裝。待模板安裝完畢，開始澆筑下一段墩柱混凝土。

（3）提升外支架，包括拆除、移動、提升、安裝4項操作，完成初步冷凝。與此同時，開始綁扎下一段鋼筋。

（4）翻升下層模板，澆筑再下一段混凝土，判斷當前混凝土高度是否達到墩頂，如果達到墩頂，則拆除液壓翻模，反之，繼續(xù)提升外支架，并綁扎下一段鋼筋，反復最后一個階段的施工內(nèi)容。

2.2.2技術應用方法

模板運送到指定位置，利用混凝土澆筑，形成初凝模板。選擇斜向支撐和伸縮臂作為施工工具，使用數(shù)量分別為2個、4個，將其作用在單側(cè)模板承力。此時，調(diào)整外支架系統(tǒng)和液壓提升系統(tǒng)的位置，保持兩個系統(tǒng)之間的距離，距離不宜過大。接下來，利用曲臂橫梁承受外支架產(chǎn)生的重力，作為重力傳送裝置，將此部分力作用在伸縮臂上，由4個伸縮臂同時承受，使重力得以全部轉(zhuǎn)移，不再繼續(xù)約束曲臂梁。與此同時，利用伸縮臂液壓缸推移外支架，按照設定距離推移到指定位置，利用液壓提升系統(tǒng)，將外支架提升至相應高度。同樣，此操作步驟支持自動/手動操作，檢測外支架高度。當其達到設定高度時，下達伸縮臂液壓缸收縮作業(yè)命令，而后推動外架，在滑箱的作用下，使得外架向橋墩中心轉(zhuǎn)移。按照設定的位置，檢測到外架到達設定位置后，利用銷栓連接加強橫背楞和曲臂橫梁，而后再次轉(zhuǎn)移重力，外支架的重力由曲臂橫量承受，下層模板等待滑箱和伸縮臂的到來，下達下移部件操作命令，使得這些部件到達下層模板。接下來，同樣采用銷栓連接加強橫背楞和曲臂橫梁，再一次下達伸縮臂收縮控制命令，此時位于下層的模板將從原來位置拆除。按照這個操作步驟，完成模板的提升與拆除，直至橋墩施工結束。

2.3應用分析

2.3.1施工安全可靠性分析

目前，應用比較多的液壓爬模施工技術以預埋件作為承力點，約束對象比較單一，將施工安全保障集中在此承力點上。如果施工期間受各項因素影響，導致操作預埋件承力出現(xiàn)偏差，就會產(chǎn)生施工安全問題。因此，該項施工技術的應用存在較大的施工風險。

本文提出的液壓翻模技術，利用拉桿、模板、閉合梁共同作用，施工期間拉桿產(chǎn)生的約束力、模板和混凝土產(chǎn)生的摩擦力，共同作用在上層模板和下層模板上，彼此相互支撐，形成多維結構，加大了施工安全性能。相比之下，液壓翻模技術的應用有利于高墩施工安全性能的提升。

2.3.2施工社會經(jīng)濟效益

本次應用研究以兩個高墩施工為例，利用一套液壓翻模裝置進行施工，統(tǒng)計各項費用支出，以普通翻模技術的應用作為參照，同樣計算支出費用，對比兩種施工技術產(chǎn)生的支出費用，從而判斷本文提出的技術應用方案是否具有一定的社會經(jīng)濟效益。其中，費用支出項目主要包括機械費、材料費、人工費等。如表1所示為施工費用統(tǒng)計結果。

由表1統(tǒng)計結果可知，項目兩個高墩施工消耗混凝土1 625 m 3，共節(jié)約1 625×135.8=22.067 5萬元。由此看來，采用液壓翻模技術的應用，可以創(chuàng)造比較高的經(jīng)濟效益，擴大此項技術應用范圍，可以此創(chuàng)造更高的社會效益。

3結語

本文在以往橋梁高墩施工技術的基礎上，綜合各項技術的優(yōu)勢，引入智能化、設備化開發(fā)思想，提出液壓翻模施工技術研究。按照此項技術的作業(yè)原理，設計技術應用工藝流程。同時，以某高速公路橋梁工程為例，將液壓翻模施工技術應用至高墩施工。應用結果顯示，本施工技術不僅具有較高的施工安全可靠性，而且還可以創(chuàng)造一定的社會經(jīng)濟效益，可為同類高速公路橋梁施工提供借鑒。

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