借助滑模承重體系進行高墩蓋梁施工新技術

楊七正

(中鐵十七局集團第五工程有限公司，山西太原 030032)

0 引言

隨著高速公路建設不斷向產區推進，跨越深溝、峽谷或特殊地段，高墩橋梁建設項目越來越多，近年來高墩的施工技術得到了較快的發展并日趨成熟。高墩大多設計為空心墩+墩頂實心端的結構形式，可采用翻模、爬模或滑模施工，利用塔吊或汽吊配合進行物料垂直運輸。目前，高墩蓋梁施工常用“墩頂預埋鋼棒+工字鋼”的承重方法，存在著無作業平臺穿裝、抽拔鋼棒操作難度大、安全風險高;工字鋼托梁高程控制精度低;起重設備占用時間長、工效低、成本高等問題。

為了克服蓋梁鋼棒承重法施工存在的困難，在采用滑模進行橋梁高墩施工技術的基礎上，針對高墩蓋梁施工承重和豎向物料運輸等實際問題，提出一種借助滑模承重體系進行高墩蓋梁施工的新思路，并通過力學計算和工程實例論證了該方法的可行性，作為對高墩蓋梁施工技術的一種有效補充。

1 滑模承重體系施工高墩蓋梁方案

1.1 滑模承重體系改造思路

充分利用墩身滑模設備，對提升架起重系統、吊裝門架進行改造，具體方案:增加4 臺HM-100 型爬升千斤頂(見后計算)，提高滑模承重體系的承載能力，用作蓋梁底部托梁;拆除橫橋向主門架(侵入蓋梁)，增加順橋向次門架(φ108 鋼管焊制)1 個，門架頂部兩端設定滑輪，用作主門架拆除后進行主卷揚機(JK/JM 型10 t)的吊點轉換，完成后續物料垂直運輸任務，達到替代塔吊或大噸位吊車完成物料豎向運輸任務的目的，見圖1。

1.2 滑模提升承載力檢算

通過力學計算，確定施工荷載、滑模豎向承重能力、判定施工安全性。

例如:

滑模滑升需要克服的阻力為:混凝土摩阻力、模體自重、施工荷載自重，計算如下:

1)滑升摩擦力G1=kfs=95.47 kN。

其中，k 為附加影響系數;f 為摩擦阻力，kN/m2;s 為蓋梁模板的外表面面積，m2。

圖1 借助滑模支撐進行蓋梁施工示意圖

2)模體結構自重G2=200 kN。

3)施工載荷G3=(T1+T2+T3+T4)×2×1.3=269.75 kN。

T1，T2，T3，T4分別為人員、設備、材料及工器具、吊物重荷載，并取2 倍動力載荷系數和1.3 倍不均勻系數。

4)總荷載W=G1+G2+G3=565.22 kN。

5)千斤頂的數量:選用HM-100 型千斤頂，其額定起重為100 kN，工作起重為50 kN，荷載不均勻系數C 取0.8;則n=W/C/P1=14.13 臺。

考慮到滑模的受力及平衡且滑模提升架每4 臺為一控制油路，故采用HM-100 型千斤頂16 臺，可滿足蓋梁施工時滑升需求;原墩身滑模使用12 臺，需增加千斤頂4 臺，并配套增加HY-36 型液壓控制臺1 臺。

1.3 墩頂實心端施工預留預埋

滑模施工至實心端時，橫橋向增加4 根φ48 千斤頂爬升立桿;自墩頂以下1 m 段，按1.0 m×0.5 m 預埋φ40 mm PVC 套管;將滑模提升架一次提升至與蓋梁底平齊，在滑模模板上打孔，穿設Φ25 對拉筋并緊固，完成墩身混凝土澆筑;養護6 d～7 d 后，即可進行蓋梁施工。

1.4 滑模承重體系施工蓋梁

蓋梁模板采用竹膠板場內制作、吊裝、墩頂拼裝。

在底模安裝前，鑿除墩頂混凝土浮漿使其與蓋梁設計底標高齊平;拆除主門架，暫不拆除的滑模模板與滑模提升架共同受力，作為蓋梁施工托梁。

根據蓋梁測量定位縱、橫軸線，安裝調整蓋梁倒角托梁、側模;同時，在頂部對角各預埋1 根L=50 cm φ48 鋼管，出露混凝土面2 cm～3 cm;鋼筋、混凝土通過次門架定滑輪及地面卷揚機提升;澆筑完成后，覆蓋、灑水養生6 d～7 d。

1.5 利用起吊系統完成模架拆卸

支座墊石及定位復測等工作全部完成后即可拆除模架。整個體系拆除順序如下:

1)準備工作。

先清理墩頂及各作業平臺余料及雜物;完成墊石及蓋梁模板拆除，修飾混凝土外觀缺陷;拆除裝飾架、主千斤頂及控制臺(見圖2)。

2)利用次門架組織拆除、吊運(見圖3)。

依次拆除側橫梁及實心端墩身模板、主橫梁及實心端墩身模板(次門架立柱節段暫不拆)，同步完成墩身混凝土修整。

圖2 準備拆除主門架

圖3 利用次門架垂直運輸

3)蓋梁頂部順橋向固定雙焊槽鋼、滑輪(見圖4)。

將次門架的卷揚機鋼絲引到槽鋼滑輪上，先后拆除人員上下爬梯、次門架、剩余的主橫梁及實心端墩身模板。

4)利用蓋梁頂對角滑輪組組織拆除、吊運。

在蓋梁頂對角預埋鋼管內安裝滑輪，拆除槽鋼、電焊機等小型工具;蓋梁頂作業人員通過吊籃下至地面;松脫掛籃，用卷揚機牽引使鋼絲繩從滑輪中脫離。

5)待預制梁架設時，安排人員割除滑輪及出露鋼管，并用混凝土填補孔洞。卸除人員上下爬梯及模架見圖5。

圖4 次門架與槽鋼滑輪轉換

圖5 卸除人員上下爬梯及模架

1.6 拆除注意事項

1)全過程封閉現場，杜絕非作業人員進入場區，操作人員必須配戴安全帶及安全帽;

2)由專人統一指揮，上、下聯絡暢通，且不得同時作業;

3)拆卸的滑模部件要嚴格檢查，捆綁牢固后方可下放;

4)在拆卸過程中要輕拆慢吊，防止模體與蓋梁或墩身混凝土發生碰撞，損傷混凝土;

5)其他高空作業注意事項均需遵守。

2 應用實例

神河高速公路LJ5 合同段，線路全長8.9 km，處于晉西北黃土高原區，以黃土塬區及黃土梁、黃土峁、黃土斜梁為主的地貌特征，與沖溝、丘陵、河谷并存，地形地貌復雜多變。本項目共有大橋6 座，其中40 m 以上高墩37 個，最大墩高64 m，均處于陡峭溝谷中，施工場地狹窄，起重設備無足夠旋轉空間，高墩采用滑模施工。利用滑模承重體系作為蓋梁底托梁及施工平臺，同時利用自身起吊裝置完成吊裝作業;經驗算，滑模承重體系的承載力滿足蓋梁施工要求。

與相鄰標段蓋梁鋼棒法施工相比較，我項目利用滑模承重體系施工，節約費用37×(5.05 -1.07)=147.26 萬元，縮短工期45 d。

3 結語

實踐證明，利用滑模承重體系施工高墩蓋梁是一種安全可行、經濟實用的施工新方法，與常規蓋梁施工方法相比，充分利用既有資源，簡化施工工序，取得了顯著的經濟效益;同時，降低了對施工場地、大型吊裝設備的依賴性，減少了大型設備購置(租賃)，該技術在高墩橋梁施工領域具有推廣應用價值，希望對同類工程施工起到一定的借鑒作用。

［1］GB 50113—2005，滑動模板工程技術規范［S］.

［2］JG/T 93—1999，滑模液壓提升機［S］.

［3］趙福君.蓮花山Ⅱ號大橋空心薄壁墩身滑模施工［J］.山西建筑，2003，29(4):262-263.

［4］王東平.薄壁空心橋墩滑模施工工藝及應用［J］.科技情報開發與經濟，2006(16):40-41.