液壓自爬模在南淝河斜拉橋主塔施工中的應用

中鐵建大橋工程局集團第一工程有限公司 遼寧省 116033

摘要：本文主要分析了液壓自爬模在南淝河大橋主塔施工的具體方法和具體流程，論述了施工過程中需要關注的要點，提出了安全施工的方案和具體的措施，希望能夠為今后高聳建筑物施工提供參考與借鑒。

關鍵詞：液壓自爬模；主塔；施工方法

一、前言

在液壓自爬模的施工過程中，如果沒有關注施工的具體要點，很容易導致施工出現各種問題，所以，做好液壓爬模施工工作非常有必要，必須要在施工的每一個環節都進行科學的安排。

二、工程概況

南淝河大橋全長764.5米，為獨塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，主塔采用船帆式鋼混組合式橋塔。其中主塔柱自承臺以上為112m，橋面以上塔高91m.下塔柱為增加防撞能力而采用實心斷面。從塔底至塔頂，橋塔橫向寬度自承臺向上14m范圍內從6.0漸變為4.0m，自承臺上14m至塔頂均為4.0m；主塔縱向寬自承臺至塔頂從8.0m漸變為6.0m。上塔柱空心段橫橋向壁厚1.0m，縱橋向1.2m，橋塔橫向壁厚由1.5m漸變至1.0m，順橋向自承臺頂20.5m～42.5m范圍內，橋塔壁厚由2.817m漸變至1.2m。主塔設置一道橫梁，橫梁采用箱形截面，中心梁高6.0m。

三、總體施工工藝

1、施工方法

本系統根據大橋主塔塔身施工的具體要求及相關技術條件采用兩套液壓自動爬模系統，專用于主塔塔身施工，本系統爬模標準施工節段高6m。

根據液壓爬模施工高度，以及索塔結構特點將塔柱共分21個節段施工。下塔柱1、2、3節段高度為5m、5m、4m，塔柱第4～17節段高度均為6m，18～21層高度分別為4m、3.462m、5.5m、1.038m。根據橫梁位置以及塔柱結構特征，先施工塔柱，后施工橫梁，塔梁異步施工。

外模板設計高度為6.15m，其中，把下方0.10m當新舊砼面的壓踏腳，上方處0.05m以防止砼漿水溢出后，造成砼表面以及工作平臺的污濁。液壓爬模與塔柱外模板配套進行使用。從承臺頂到塔頂，基本上總的爬升中的工作周期要19次。

2、液壓爬模工作的施工流程以及施工原理

導軌是要通過依靠著附在爬架上的液壓油缸進行提升，導軌提升到位后與上部爬架懸掛件連接，模板體系與爬架要通過頂升液壓油缸沿著導軌來進行爬升。

液壓自動爬模系統爬升工作原理有以下幾點：

⑴、在起始澆注段中，要按照設計的位置進行錨錐埋設，同時要確保位置的準確性。

⑵、在砼的強度達到規范要求強度后，進行拆模，以起始段中預埋的錨錐作為支點拼裝系統。

⑶、對模板的位置進行調整，以確保定位的精度，同時還要澆注，并且進行錨錐埋設。

⑷、拆模，操作動力裝置控制器爬升軌道，使其上部同掛在預埋錨錐上的懸掛件固接，以此固定爬升軌道。

⑸、操作的動力裝置控制器爬升爬架，以此更好的帶動系統爬升以下一節段工作。

⑹、支模，并且按上述工作流程重復工作。

3、塔柱液壓爬模施工步驟

第一步：塔柱第2節段施工時預埋爬架埋件（以后每節都需預埋爬架軌道埋件）。

第二步：塔柱第2節段模板拆除完后，安裝液壓爬模提升系統；塔柱第3節段鋼筋綁扎完后依次安裝液壓爬模的模板系統、上吊架及施工平臺，模板安裝調試好以后澆注第3節段混凝土。

第三步：塔柱第3節段混凝土澆注完后，混凝土鑿毛養護、綁扎第4節段鋼筋。

第四步：塔柱第4節段鋼筋綁扎完后（同時混凝土強度須達到10MPa以上），開始拆除第3節段模板，下吊架在第5節段完成后安裝。修補混凝土表面，處理接縫，安裝爬架軌道。一切準備就緒后頂升爬架，安裝模板，澆注第4節段混凝土。

第五步：綁扎塔柱第5節段鋼筋，爬升爬架到第3節段，澆注第5節段混凝土；以此類推施工至第21節段混凝土。

第六步：塔柱第21節段施工完后拆除爬模系統。

四、液壓爬模系統結構

1、主要性能及技術參數

本系統由大面積模板體系，爬升主體及鋼結構工作平臺構成。大面積模板體系通過鋼梁結構與爬升主體相連，液壓自動爬架設6個工作平臺。平臺之間采用固定扶梯相連，在同一平面上，平臺間連成一條貫穿的通道，為防止火災發生，在平臺面上設置防火板或鋼格柵。單個爬升裝置的承載力為150kN。

爬升裝置由油缸驅動，操作十分方便快捷，液壓頂升系統依靠多臺液壓油缸、相關的控制部件組成，方便地完成提升工作。

在塔柱施工過程中，設置在一周的爬升裝置均同步爬升，帶動大面板模板共同均勻上升。單個油缸通過控制調節器相互協調同步工作。另外，液壓油缸配備了防止油管破裂的安全裝置。

圖1 架體結構示意圖

2、系統結構及其功能

2.1、移動模板支架

⑴、主要功能

澆筑砼時安裝和支撐模板并承受部分砼側壓力；砼澆筑完畢后，通過支架上齒輪齒條帶動固定在支架上的模板整體脫模，并可讓出足夠空間，進行模板維護工作。

⑵、構造形式

由型鋼通過銷軸及螺栓連接將主要通用構件組成一個可拆裝式的三角穩定支撐體系。主要通用構件：豎圍檁、橫梁、可調撐桿及實現支架移動的齒輪齒條等。

3.2、外爬架

⑴、功能

外爬架由上平臺架體和下平臺架體兩大部分組成。

上爬架拼裝后構成模板的安裝、調整、拆除，錨錐的安裝及未澆砼段的塔肢鋼筋綁扎處理的工作平臺的支架；下平臺架體拼裝后構成爬升裝置操作，錨錐的拆除，塔肢砼表面修飾及設置電梯入口的工作平臺的支架。爬架從下到上分為共六層工作平臺：

主工作平臺下面懸掛爬升操作平臺（5號平臺）、修飾平臺（6號平臺）、支撐模板操作平臺（2、3號平臺）、鋼筋綁扎平臺（1號平臺）。

⑵、外爬架構造

上爬架是由若干基本單元構件（包括豎桿、橫梁和可調斜桿等）拼裝而成，采用螺栓和銷軸連接，整個上爬架支撐在分配梁上翼緣板設的支座上。下吊架所有部件均為拼裝構件，采用螺栓和銷軸連接，整個下平臺架體在分配梁下側位置。

3.3、液壓系統

系統由液壓動力單元、快換管路、液壓缸和電控操作系統等幾個主要部分構成。

⑴、液壓動力單元

動力站由泵組、油箱系統、閥組、壓力及流量控制系統和電器操作控制幾個模塊部分組成。泵組采用立式電機將泵沉入油箱中；液位、油溫、壓力值信號分別置于油箱系統和電氣控制箱上；采用管路集成塊將控制閥集成為一個閥組或閥站以減少配管，便于操作維護，提高系統可靠性；冷卻采用帶風扇電機的風冷卻器以提高散熱功率。

⑵、管路系統

動力單元內的管路布局基本固定，動力單元外的管路全部采用鋼絲軟管，而且各液壓缸與主油路，主油路與動力站之間均采用開閉式的快換接頭，有利于它們之間的拆卸隔離、安裝組合，各液壓缸油路上安裝有液壓鎖，確保管路在失壓時系統安全。

⑶、液壓缸同步運行及其安全自鎖保護

液壓缸采用并聯負載剛性連接的同步方法，并在運行前，三位四通電磁換向閥處于中位回油狀態，以減少啟動電流。在液壓缸承重腔油口配置有防管路破裂閥，系統工作轉換、停止或中斷時，液壓缸承重腔油口可快速封閉保壓，以保證系統的安全。

⑷、系統操作控制

系統動作操作控制是獨立的，液壓缸不運動時系統卸荷，降低功率消耗，起動時系統卸荷起動。當油箱油溫高于70℃，液位低于液位下限時控制系統停機并鳴示，當冷卻器出口溫度高于47℃，其溫控開關啟動冷卻器風扇電機運行，而當油箱油溫低于10℃時，控制系統卸荷，并由泵泵油循環加熱。各項電控操作集中于控制面板上，用按鈕操作。

五、液壓爬模安全施工措施

⑴、爬模的結構設計和附墻的結構設計必須根據現場的施工條件來驗證剛度、強度和其穩定性，確保滿足施工中爬架的最大荷載和風載，并且要保留足夠的安全系數。

⑵、模板及爬架的最高點必須設置避雷裝置，保證其與塔身結構的接地環網具有可靠的連接。

⑶、附墻結構及爬模運抵現場首先要進行試拼，并要對超載試壓進行檢驗，以此確定其中最不利荷載組合的穩定性及極限強度，確定進行施工中的模板以及爬架上的設備還有材料的重量、數量及分布。

⑷、模板、爬架施工要實行定員定崗制度。控制人員的數量和設備、材料重量。爬架上不得堆放重物及大型設備。零星材料、小型設備的放置要有規則，重量應嚴格控制，且須技術人員同意，避免爬架上超荷載或荷載分布不均衡而引起爬架傾覆及局部破壞。

⑸、必須隨時監測附墻結構支承桿的受力情況，確保附墻結構支承桿的受力可靠。

⑹、外爬架的安裝應先用塔吊將附墻架吊裝固定在原模板的對拉螺桿上，固定的爬架螺栓應經檢驗后使用，然后一節一節裝主爬架。每一組爬架組裝好后，再進行爬架與爬架之間的連接，使之橫向形成一個整體。爬架安裝完畢，立即掛上安全網。

⑺、爬架上的活動腳手架采用翻板式。其端頭靠近模板或塔身墻面，避免在爬架高度內形成“小高空”，保證操作人員安全。工作人員站在活動腳手架出處作業時，腳手架應牢固，腳手板要用鐵絲固定。

⑻、為了確保爬架在爬升過程中始終保持垂直、平衡、穩定爬升，爬架之間必須設置限位軌道和滑輪，在附墻上對接螺栓上脫離開后，立即用絲桿調整滑輪，使之與于墻面貼貼緊。

⑼、爬架爬升時，應先檢查吊裝用的繩索、吊環、卡具即每塊模板上的吊扣是否完整可靠，且應先拆除一切臨時支撐，經全面檢查后清理方可起吊。

六、結束語

總而言之，為了可以提升液壓爬模施工的效果，必須要針對施工的具體方法展開分析，同時，還應該明確施工如何科學的開展，在此基礎上，應該明確施工的各個環節應該采取的具體流程和對策，只有這樣才能夠提升施工的質量。南淝河大橋主塔采用的液壓自爬模體系進行高塔柱施工的工藝，其工藝合理，可靠、安全、操作性強，主塔實體質量經檢測各項指標均符合設計及規范要求。

參考文獻：

[1] 田輝.高大模板支架坍塌事故原因分析與對策探討[J].建筑.2009（14）：：7-79

[2] 胡文俊，林強，江海.液壓自爬模在忠縣長江大橋11號墩主塔施工中的應用[J].世界橋梁.2009（02）：48-50