江順大橋Z3主墩橋塔液壓爬模施工關(guān)鍵技術(shù)

尹逸云，李雨桐，鄧家贊

（中山市交通發(fā)展研究中心,廣東 中山 528400）

江順大橋Z3主墩橋塔液壓爬模施工關(guān)鍵技術(shù)

尹逸云，李雨桐，鄧家贊

（中山市交通發(fā)展研究中心,廣東 中山 528400）

以實(shí)際工程為例,對(duì)江順大橋爬模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹,然后從液壓爬模布置,液壓爬模轉(zhuǎn)換成中、上塔柱液壓爬模施工,爬升施工等幾個(gè)方面的施工技術(shù),通過(guò)對(duì)橋塔液壓爬模軌跡進(jìn)行合理的布置,在施工過(guò)程中只需要在中、下塔轉(zhuǎn)角的位置對(duì)橋塔液壓爬模進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換,有效規(guī)避了多次轉(zhuǎn)換的施工風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的施工目標(biāo),保證了施工安全。

江順大橋；Z3主墩橋塔；液壓爬模技術(shù)

1 概述

江順大橋是廣佛江快速通道當(dāng)中的一座跨西江特大橋,橫跨江門(mén)蓬江區(qū)和佛山順德區(qū),橋梁長(zhǎng)度2 290 m,主橋?yàn)樾崩瓨?全長(zhǎng)1 172 m,跨度布置為（60+176+700+176+60）m,采用雙向六車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度80 km/h。索塔是由塔柱、橫梁組成的H形結(jié)構(gòu),索塔柱身為鋼筋混凝土空心箱形截面,上塔柱高60.1 m,中塔柱高105.77 m,下塔柱高17.13 m,塔座高3 m,承臺(tái)頂至索塔頂總高度為186 m。索塔上塔柱沿著橋的方向?qū)挾冗_(dá)到6.5 m,從中塔柱到下塔柱的方向上,橋面寬度從6.5 m逐漸變成了11 m。對(duì)于索塔上塔柱與中塔柱的橫向尺寸為5 m,自下塔柱橫橋位置,寬度逐漸增加到了6 m。不管是上塔柱或者中塔柱來(lái)說(shuō),其總體結(jié)構(gòu)均為單箱單室構(gòu)造,但兩者的壁厚度卻存在較大差異,上塔柱橫橋與縱橋壁厚為1 m,中塔柱橫橋與縱橋壁厚為1.2 m。下塔柱則存在一定的特殊性,置于塔柱內(nèi)室底部9 m以上的構(gòu)造為單箱單室結(jié)構(gòu),而9 m以內(nèi)則設(shè)計(jì)成單箱雙室結(jié)構(gòu)。采取液壓爬模的方式對(duì)中塔柱內(nèi)模進(jìn)行施工,由于液壓爬模本身帶來(lái)裝修平臺(tái),這樣一方面可節(jié)省一定的時(shí)間,避免重新安裝腳手架等工作,另一方面也能為企業(yè)節(jié)省一定的成本支出,方便施工。

2 爬模系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）架體支承跨度即相鄰埋件點(diǎn)之間的間距應(yīng)控制在3.5 m以內(nèi),架體高度為13.52 m,架體寬度根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行有效調(diào)整,比如對(duì)于模板、澆筑、鋼筋綁扎平臺(tái)來(lái)說(shuō),架體寬度為1.2 m,而對(duì)于模板后移平臺(tái),架體寬度為2.7 m。作業(yè)層數(shù)與施工荷載力大小也根據(jù)不同區(qū)域有所差異,比如模板、澆筑、鋼筋綁扎平臺(tái)荷載力小于3 kN/m,而液壓操作平臺(tái)的荷載力應(yīng)小于1 kN/m等。

（2）電控液壓升降系統(tǒng)額定壓力值為25 MPa；液壓泵站流量為n×2 L/min；油缸行程為300 mm；電控液壓升降系統(tǒng)伸出速度為每分鐘300 mm,額定推力為80 kN,雙缸同步誤差應(yīng)控制在20 mm以內(nèi)。

（3）爬升機(jī)構(gòu)有三種形式:一是自動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；二是液壓升降機(jī)構(gòu)；三是自動(dòng)復(fù)位鎖定機(jī)構(gòu),在實(shí)際使用中,應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況選取恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行作業(yè),提高施工效率。

3 液壓爬模施工

3.1 液壓爬模布置原則及爬模軌跡

3.1.1 液壓爬模布置的原則

（1）根據(jù)橋塔的結(jié)構(gòu),對(duì)液壓爬模軌跡進(jìn)行科學(xué)有效的布設(shè),盡可能減小液壓爬模在高空中的轉(zhuǎn)換次數(shù),防止不安全事故的發(fā)生[1]。

（2）在進(jìn)行液壓爬模軌跡布置的過(guò)程中,要盡可能避免爬模預(yù)埋件對(duì)主體結(jié)構(gòu)等造成損害,采取有效的方式進(jìn)行施工。

（3）要確保下架體能夠承載自身的荷載力外,還應(yīng)滿足爬升時(shí)摩擦力所帶來(lái)的荷載力。每榀下架體的頂升力應(yīng)控制在100 kN。

（4）一般而言,一塊模板需配備2榀上架體,若模板寬度超過(guò)4 m的話則至少配備2榀的上架體。

（5）為了確保導(dǎo)軌能夠正常提升,應(yīng)將上、下架體置于不同的豎直線中。

（6）要注意將模板的對(duì)拉桿與上架體位置相互錯(cuò)開(kāi),這樣確保上架體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（7）對(duì)橋塔每一面的傾斜度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量后,采取科學(xué)合理的方式對(duì)液壓爬模結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算,以保證液壓爬模結(jié)構(gòu)受力均衡。

3.1.2 液壓爬模軌跡

通過(guò)對(duì)橋塔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并結(jié)合橋塔的布置原則,對(duì)液壓爬模軌跡進(jìn)行合理布置,要注意的是上橫梁與上塔柱不得同時(shí)施工,以免交叉影響。在爬模高空作業(yè)中要盡可能減少轉(zhuǎn)換次數(shù),一方面可提高施工效率,另一方面也能保障施工人員的安全[2]。橋塔液壓爬模軌跡布置如圖1所示。

圖1 液壓爬模軌跡布置圖（單位:m）

3.2 下塔柱液壓爬模布置

根據(jù)中塔柱、上塔柱對(duì)應(yīng)面的液壓爬模軌跡之間的距離布置下塔柱的液壓爬模,一個(gè)液壓爬模下架體要設(shè)置1根爬模軌道與之相匹配。下塔柱液壓爬模布置方式如下:

（1）根據(jù)施工實(shí)際所需可在3個(gè)液壓爬模下架體與上架體設(shè)置在橋塔主跨側(cè)面位置,對(duì)于橋塔邊跨側(cè)面位置可布設(shè)3個(gè)液壓爬模下架體與上架體。此外,還應(yīng)注意的是塔柱內(nèi)側(cè)的上、下架體之間的距離應(yīng)進(jìn)行有效控制,具體可參照中、上塔柱液壓爬模主跨側(cè)面與邊跨側(cè)面爬模軌道距離進(jìn)行確定。

（2）將6個(gè)液壓爬模下架體與上架體分別安裝在下塔柱的外側(cè)面,上、下架體之間的距離應(yīng)結(jié)合中、上塔柱外側(cè)面液壓爬模軌道布置距離決定,其余的上、下架體將其安裝在外側(cè)面的主跨側(cè)與邊跨側(cè)位置。

（3）對(duì)于下塔柱內(nèi)側(cè)面的施工,可采取自制小平臺(tái)翻模方式進(jìn)行,這樣可確保下橫梁與下塔柱同步施工的需求,提高施工的成效性。

（4）由于下塔柱內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的特殊性,因此不建議采取液壓爬模的方式進(jìn)行施工,經(jīng)過(guò)綜合考慮后,決定采取鋼管支架翻模方式進(jìn)行施工效果最佳,如圖2所示。

圖2 下塔柱液壓爬模平面布置示意圖

3.3 中、上塔柱液壓爬模布置

施工人員通過(guò)計(jì)算得知,中、上塔柱內(nèi)傾斜角度相同,可在中、上塔柱的各個(gè)面上布置相同數(shù)量的架體。中、上塔柱液壓爬模布置的方式如下:

（1）在中塔柱主跨側(cè)面與邊跨側(cè)面分別布置2個(gè)液壓爬模上架體與下架體,在上塔柱主跨、邊跨側(cè)面也布置2個(gè)液壓爬模上架體和下架體。

（2）將4個(gè)液壓爬模上架體與4個(gè)下架體、2個(gè)上架體安裝在大裝飾槽內(nèi),其余2個(gè)上架體與液壓爬模則分別安裝在大裝飾槽的邊跨側(cè)與主跨側(cè)部位。

（3）采取液壓爬模的方式對(duì)中、上塔柱內(nèi)腔進(jìn)行施工。將2個(gè)液壓爬模上架體與下架體安裝在中、上塔柱內(nèi)腔塔柱側(cè)面；首次液壓爬模必須在加工廠完成整體拼裝工作,在現(xiàn)場(chǎng)施工中直接進(jìn)行整體吊裝；為了提高橋塔施工效率,可在中、上塔柱內(nèi)腔的橫梁與斜拉索錨固部位設(shè)置3道隔板。

3.4 液壓爬模轉(zhuǎn)換成中、上塔柱液壓爬模施工

由于中、上塔柱特征為內(nèi)傾斜,而橋塔下塔柱為外傾斜,因此液壓爬模過(guò)程中需進(jìn)行一次中、上塔柱的轉(zhuǎn)換,為后續(xù)施工順利實(shí)施提供可靠保障。實(shí)施措施如下:

（1）在進(jìn)行中、上塔柱主跨側(cè)面與邊跨側(cè)面替換下塔柱主跨側(cè)面與邊跨側(cè)面過(guò)程中,首先必須將下塔柱主跨與邊跨側(cè)面外側(cè)的一道軌道與一個(gè)架體進(jìn)行有效拆除,其次將剩余的軌道與架體采取整體拆除的方式進(jìn)行處理完成后,將其安裝到中塔柱主跨與邊跨側(cè)面[3]。

（2）施工人員對(duì)下塔柱外側(cè)面液壓爬模轉(zhuǎn)換時(shí),一定要將下塔柱外側(cè)面主跨側(cè)與邊跨側(cè)的2個(gè)軌道與架體進(jìn)行有效拆除,其次將剩余的軌道與架體采取整體拆除的方式進(jìn)行施工后,將其安裝到中塔柱外側(cè)。

（3）由于下塔柱內(nèi)側(cè)面的特殊性,采取液壓爬模方式效果不理想,因此在進(jìn)行中塔柱內(nèi)側(cè)液壓爬模時(shí)需要在加工廠完成整體拼裝,現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行安裝。液壓爬模安裝流程簡(jiǎn)單,便于操作,可為后續(xù)橋塔施工節(jié)省一定的時(shí)間[4]。

3.5 爬升施工

（1）在進(jìn)行預(yù)埋件的安裝中,施工人員首要一步是借助螺栓將爬錐固定在模板上,這樣可確保爬錐螺紋內(nèi)干凈,混凝土不致流入其中。其次將埋件板擰至高強(qiáng)螺桿的相對(duì)一端；如在施工中埋件與鋼筋相抵觸,則應(yīng)將鋼筋移動(dòng)至恰當(dāng)?shù)奈恢?最后進(jìn)行合模作業(yè)。

（2）在提升導(dǎo)軌過(guò)程中必須將上下?lián)Q向盒內(nèi)的裝置調(diào)整為向上的方向,并將換向盒的上端與導(dǎo)軌相接觸[5]。施工人員將導(dǎo)軌提升到固定位置后應(yīng)在第一時(shí)間將一些臨時(shí)裝置撤離,以供后期使用。

（3）爬升架體時(shí)要注意需將上下?lián)Q向盒更改為向下的模式,而且換向盒的下端應(yīng)與導(dǎo)軌相接觸。施工中所使用到的設(shè)備必須由專業(yè)人員進(jìn)行操控,這樣一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能夠及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,將不安全因素的發(fā)生概率降至最低。液壓爬模的整個(gè)階段均需進(jìn)行全程監(jiān)控,確保無(wú)不良現(xiàn)象發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,江順大橋Z3主墩橋塔液壓爬模施工使用上述方法進(jìn)行施工后有效降低了爬模轉(zhuǎn)換次數(shù),只需要在中塔和下塔轉(zhuǎn)角位置進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換即可完成施工,降低了施工風(fēng)險(xiǎn),提高了施工安全性,實(shí)現(xiàn)了橋塔快速、安全的施工目標(biāo),具有一定的借鑒參考價(jià)值。

[1]尹振君,阮中革,陳寧賢.黃岡公鐵兩用長(zhǎng)江大橋橋塔施工技術(shù)及分析[J].世界橋梁,2013,41(6):20-23.

[2]蔣本俊,劉生奇.武漢二七長(zhǎng)江大橋主橋橋塔施工關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁建設(shè),2012,42(3):7-13.

[3]劉愛(ài)林,王劍峰.安慶長(zhǎng)江鐵路大橋主橋橋塔施工關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁建設(shè),2013,43(3):31-36.

[4]廖燦,張念來(lái),易繼武．矮寨特大懸索橋主纜架設(shè)關(guān)鍵技術(shù)[J].施工技術(shù),2013,42(5):5-8．

[5]張喜勝.自錨式懸索橋懸索的安裝施工技術(shù)[J].鐵道建筑,2004 (4):3-5.

U445

B

1009-7716（2017）07-0121-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.035

2017-03-08

尹逸云（1976-）,男,湖南邵東人,路橋工程師,從事路橋工程管理與交通規(guī)劃工作。