淺談液壓爬模法在懸索橋主塔施工中的應用

摘 要：液壓自爬模法是現澆豎向鋼筋混凝土結構的一項施工工藝，具有技術先進可靠、自動化程度高、綜合經濟效益高等優點，在當前的橋梁建設中有著廣泛的應用，文章以某跨長江懸索橋主塔液壓爬模法施工為例，簡要闡述其在橋梁工程中的應用，以供類似項目參考。

關鍵詞：液壓爬模法；塔；施工

某大橋為三塔兩跨懸索橋結構，兩側橋塔為門型結構，由上下塔柱和上下橫梁組成。塔柱頂標高為+180.000m，塔柱底高程+8.300m。塔柱頂左右中心間距34.800m，塔柱底左右中心間距為42.734m。塔柱順橋向寬度由塔頂的8m直線變化至塔底的10m，橫橋向寬6m，整個索塔共劃分為39個節段（+8.300m～+180.000m），具體為：下塔柱實心段共6m高，起步段為3.7m，再向上2個節段均為3.5m，采用常規翻模法施工；第三個節段為3.5m，第4～39施工段均為標準段4.5m，采用液壓爬模法施工。

1 液壓爬模法施工原理

液壓爬模法施工的核心是系統的自動爬升裝置，該裝置通過液壓油頂使導軌和爬架完成交替頂升，完成爬架和模板的爬升、定位等作業，形成塔柱各節段施工工序循環，導軌和爬架不相關聯，模板隨爬架就位，并依靠爬架進行施工操作。

2 液壓爬模法組成結構

液壓爬模法組成包括爬升體系和模板，其中爬升體系包括內爬架和外爬架。外爬架為自動液壓爬架，質量約60t。外側爬架包括各層工作平臺、頂升設備、導軌及預埋件等，外爬架總高度約16m，采用鋼架構，承受爬架荷載，并通過預留爬錐錨固于已澆筑混凝土上。外爬架采用液壓頂升設備進行爬架提升，塔柱在順橋向兩側各布置3套頂升力為100kN液壓頂升設備，在橫橋向兩側各布置2套頂升力為100kN液壓頂升設備，所有頂升設備可以單獨操作，也可以同時操作。內爬架重約8t，總高度約12m，主要由工作平臺及錨固懸掛件組成。內爬架平臺大小可伸縮，以適應塔柱內腔截面尺寸的變化。內爬架的提升采用50KN手拉葫蘆，手拉葫蘆在內腔順橋向布置，每側各3只。液壓爬模結構示意圖見圖1。

圖1 液壓爬模結構示意圖

塔柱模板包括內模和外模。內模主要由21mm厚維薩板+60×40mm方木+100mm（高）幾字梁+2[14a圍檁組成。2[14a圍檁布置的層距同外模。面板采用芬蘭進口的維薩板，該面板采用特殊工藝，可有效保證混凝土澆筑的外觀質量，同時重量較輕，可有效減少整套模板系統的重量。為保證塔柱接縫位置外觀效果，內外模板的標準高度為4.8m：正常使用為4.5m；其中下部0.25m壓在已澆混凝土面上，以利于上下節段混凝土的銜接；上部0.05m高出新澆混凝土頂面以上，用來防止混凝土漿液溢出而污染已澆混凝土塔柱的外表面。

3 液壓爬模系統特點

（1）液壓爬模法采用油頂整體頂升，自動化程度較高，能有效降低工人勞動強度，施工速度快，且爬模系統自身設有施工操作平臺和物料堆放平臺，施工時不需要另行搭設，可有效減少人力和用料，因而具有較好的綜合經濟效益。

（2）爬架包含多層施工平臺，施工人員可在每個平臺上獨立進行相關作，各層互不干擾，減少每個節段的作業時間，各平臺之間除上下樓梯外全部封閉，避免高空墜物造成的施工風險，有效保證施工安全。爬模系統穩定性好，操作方便，安全性高。本身已有可靠的安全圍護，機構和零件設計時留有足夠的安全儲備，關系安全的關鍵零件配備雙套機構，液壓頂升油缸配備雙向液壓安全鎖，使施工更安全可靠。

（3）模板面板采用進口維薩板，相對于常規施工的鋼模，能有效減輕系統重量，因塔柱在高度范圍內尺寸逐漸變化，采用木模可迅速修改模板尺寸，減少工序作業時間，該面板采用特殊工藝，能減少混凝土澆筑表面缺陷，達到清水混凝土的澆筑效果。

（4）爬架主要結構構件采用螺栓和銷子連接，方便安裝、拆卸和運輸，且方便重復利用，能夠有效的降低施工成本。

（5）爬模系統中模板安裝到平臺上之后，一般不再需要塔吊吊裝，既不占用施工場地，又不占用垂直運輸設備，這種自爬體系除了大大降低塔吊的使用負荷，模板也減少了磕碰損毀的可能，在狹小的場地上進行高層建筑芯筒施工更顯其優勢。

4 液壓自爬模系統性能參數

本項目液壓爬模系統由模板、爬升系統和鋼結構工作平臺等組成。模板通過鋼架構主體與爬升主體相連。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130kN。爬升裝置通過與主平臺主梁相連的液壓油缸提升裝置，提升操作架、自爬模主平臺、上下平臺、模板等同步上升，而且提升過程中任一時刻速度相同，行程相同，其最大不同步差不大于20mm。另外，液壓油缸配備了防止油管破裂的安全裝置。

液壓爬模系統性能參數見表1。

表1 液壓爬模系統性能參數表

5 液壓爬模法施工

塔柱起始節段采用腳手支架作操作平臺進行施工。模板采用塔吊進行拆除和安裝，用對拉螺栓和內部剛支撐進行定位。預埋爬架附墻裝置，附墻裝置為錐形螺母和螺桿。塔柱內腔支架采用φ48×3.5mm鋼管腳手架施工，內腔除預留模板安拆空間外，盡量滿布，以便安全。支架根據施工需要分節段進行搭設，并附墻固定。

外爬架及模板從塔柱的第4節段安裝開始，使用至塔柱封頂結束；內爬架從第5節段開始安裝使用，當使用完第37節段后拆除。使用過程中，爬架在進行上下橫梁處塔柱內腔變截面施工時，拆除標準模板，同時將架體平臺縮小，以便于爬架通過，模板換用另外加工的模板。當變截面施工完成后，重新伸展架體平臺、安裝標準模板，進入標準節段施工。

塔柱空心段及塔壁加厚段施工：塔柱外側采用爬模施工，柱內空箱在完成第5個節段混凝土施工后，開始安裝內爬架施工。加厚段位于橫梁部位，模板施工比較復雜，主要應考慮內模的改制，橫梁預應力管道、水平筋預埋接頭及橫梁施工支架牛腿預埋件處的模板處理。預應力錨墊板埋設處的槽口模板采用鋼模，以便于錨墊板固定及準確定位，同時，為保證模板接縫嚴密不漏漿。管道與水平筋伸出處的封頭模板宜采用木模，以便于制作和安裝。與橫梁相通的人孔仍采用鋼模施工。

液壓爬模系統爬升的工作流程如下：

（1）澆筑起始節段，按照設計要求預埋爬錐，確保爬錐數量和位置準確。

（2）起始段混凝土強度滿足要求后，在起始段上拼裝爬架，安裝模板，確定預埋件安裝位置，澆筑混凝土。

（3）混凝土強度達到后拆除模板，檢查爬升系統，操作動力裝置控制器爬升爬架，帶動系統爬升至下一工作節段。

（4）安裝模板，并重復上節段工作流程。

6 爬模施工注意事項

（1）編制爬模施工安全專項方案，施工人員必須經過安全培訓并考核合格后方可上崗，上崗人員必須熟知本工種安全技術操作規程，特殊工種作業人員必須持證上崗，凡患有高血壓、心臟病、恐高癥等不適合高空作業的人員嚴禁參加塔柱施工。

（2）澆筑前檢查預埋爬錐數量和位置，確保安裝位置準確并緊貼模板。

（3）爬升前檢查油頂等爬升設備，嚴禁帶病工作，爬升由專人按操作規程操作。爬架爬升和非爬升狀態下都應掛好保險繩。

（4）爬架施工平臺上堆放荷載應小于設計荷載，不得把工具等隨意放置在平臺上，以免墜落傷人。

7 結束語

本項目采用液壓爬模法施工主塔，該系統技術先進、自動化程度較高，平均約5～6天一個節段，施工速度快，面板采用進口維薩板，結構輕巧，有利于快速修改模板尺寸且保證混凝土澆筑外觀。因系統爬升采用自帶爬升系統，基本不占用塔吊，減少了垂直起吊負荷，且避免多次起吊對模板產生的碰撞損壞，施工時無需另外搭設操作平臺及支架，爬架可重復利用，因而相對于翻模等施工工藝，可節省大量的工時與材料。實踐表明，液壓爬模法在本項目主塔施工基本實現了預定目標，總體經濟效益較高，可作為類似項目施工的參考。

參考文獻

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