液壓爬模技術在橋梁主墩施工中的應用

謝松凌

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530022)

0 引言

在橋梁的主墩施工中，目前較為常用的是液壓爬模技術，此技術對于橋梁主墩的最終施工安全及控制質量具有一定的影響。從目前國內外已有的施工技術成果來看，液壓爬模施工技術的重點部分是上、下塔柱的液壓爬模設計，塔柱的液壓爬模施工質量決定了橋梁主墩的最終施工效果。通過大量翻閱該領域施工方法和施工技術的文獻可知，液壓爬模的布置情況也對橋梁主墩的最終施工質量具有決定作用。因此，本文分別從爬模系統的架構、液壓爬模的施工方案等部分進行詳細闡述，并通過工程實例來進行論證，以期取得預期的成效。

1 爬模系統架構

一般而言，對于爬模系統的架構來說，其架體承載的跨度(相鄰埋件間距)應在3～5 m范圍內，而架體的高度應在10～15 m左右，并根據施工現場的實際條件對架體的寬度進行適當調整。例如在模板、鋼筋部分的施工方面，架體的寬度應為1～1.5 m之間，對于模板的后移平臺而言，其架體的寬度應在3 m以內，施工層數量、施工載荷能力也應分別根據施工現場的不同區域來進行差異化調整，例如模板、鋼筋部分的施工平臺載荷應<5 kN/m，而液壓施工平臺的載荷能力應在1 kN/m以內。電控液壓系統的額定壓力應在30 MPa以內，液壓站的流量、油缸行程、電控液壓系統伸出速度、額定推力以及油缸的同步誤差均應通過合理的計算來確定。值得注意的問題是，對于常規的爬升系統而言，其機構一般分為三種形式，即自動導向式、液壓升降式以及自動復位式。在具體的工程應用中，應分別結合現場施工的具體情況來選擇合適的施工方式以提高施工的質量和效率[1][2]。爬模架安裝流程如圖1所示。

圖1 爬模架安裝流程示意圖

2 液壓爬模施工方案設計

2.1 爬模軌跡

在對施工橋塔的實際結構進行仔細分析之后，可知其具體的布置原則，應對液壓爬模的軌跡進行有效分配。要注意的問題是，為有效避免交叉作業的不利影響，此過程禁止上塔柱與橫梁同時施工，且在進行高空爬模施工時應盡可能減少其轉換的頻率，這對于保證施工質量、施工效率以及施工人員的安全具有一定作用。爬模軌跡的選取及布設在橋梁主墩的施工過程中具有重要意義，屬于最為基礎性的施工工序，因此，爬模軌跡的設計應在具體的施工過程中結合施工現場的環境和地質條件來進行權衡[3][4]。

2.2 爬模布置原則

由橋塔結構可知，應在施工過程中對液壓爬模的軌跡予以充分的布設。在此過程中，應最大限度減少爬模預埋件對于總體架構所帶來的影響，采取合適的施工方法進行施工，并保證架體可完全承受自身載荷力以及爬升過程中產生的摩擦力。通常來講，各模板均應配置2組上架體，為保證導軌設施的正常升降，應將架體置于不同的位置。另外，還應注意模板的拉桿和架體位置彼此錯開，以使架體足夠穩定。對橋塔各面的傾斜度應進行精確的測量和計算，通過有效的施工方案對液壓爬模的架構進行核驗，使其受力均衡。爬模的布置原則還應充分考慮到主墩的具體位置以及各部位的綜合受力情況，并根據施工圖紙進行準確設計并施工[5][6]。

2.3 下塔柱液壓爬模設計

由上塔柱對應部位的液壓爬模軌跡間的布設來進行下塔柱液壓爬模的設計，液壓爬模的架體應具有至少1根爬模軌道。

通過對現場施工條件的分析可知，應在多個液壓爬模架體上進行與橋塔各面的設置，橋塔邊跨面的位置可布設3個液壓爬模架體，應將塔柱內側的架體間距進行嚴格控制，可依據塔柱液壓爬模的主跨面與邊跨面軌道間距進行確定。將多個液壓爬模的架體各自安裝于塔柱的外部側面，而架體間距應結合塔柱外部側面的液壓爬模軌道布設的間距來綜合考慮，其他的架體應安裝于外部側面的主跨與邊跨位置之間。下塔柱內側面的施工應使用自制的小平臺模式進行，以最大程度上保證橫梁能與下塔柱同步施工，進而提高施工的效率[7][8]。液壓爬模架拆除流程如下頁圖2所示。

圖2 液壓爬模架拆除流程示意圖

2.4 上塔柱液壓爬模設計

在經過嚴格和周密的計算后得知，上塔柱的內側傾角度數相同，因此能在上塔柱對相同數量的架體進行布設，上塔柱的液壓爬模的布置情況為：

將多個液壓爬模的架體進行安裝，且都安裝在大槽內，其余架體和液壓爬模分別安于邊跨與主跨側的位置。利用液壓爬模的方法對上塔柱的內腔進行施工，并分別將兩個液壓爬模的上、下架體安裝于上塔柱的內腔側面，在第一次進行液壓爬模時應注意必須對液壓爬模加工完后才可以進行整體的拼接工作，可以在施工現場進行吊裝，在上塔柱的內腔中橫梁與斜拉索的錨固位置搭建多道隔板，用于提高施工效率并保障施工技術人員的安全[9][10]。

在液壓爬模進行轉換的過程中，上塔柱的內腔傾斜，而對于橋塔的下塔柱而言，則為外腔傾斜，所以在液壓爬模的施工過程中，應進行一次上塔柱的轉換工作，可為后續施工過程提供安全保障[11-13]。空心墩結構尺寸如表1所示。

表1 空心墩結構尺寸表

3 工程實例研究

以廣西灌陽至鳳凰高速公路塘屋嶺特大橋為例進行工程實例部分的驗證工作。塘屋嶺特大橋全長784.08 m，橋跨組合為5×40 m+92 m+2×172 m+92 m+1×40 m，主橋為(92+2×172+92) m預應力混凝土連續剛構，公路等級為雙向四車道高速公路，設計汽車荷載為公路-Ⅰ級，設計時速100 km/h，設計洪水頻率為特大橋1/300。橋梁設計為上、下行兩座分離的獨立橋梁，橋面凈寬2×12.5 m，橋梁總寬度28 m。其主墩墩身為單肢式鋼筋混凝土空心薄壁墩，最大墩高為120 m，每片墩縱向寬10 m，橫橋向按變寬設計，頂寬7.5 m，按50∶1放坡，底寬9.61 m，采用C40混凝土。混凝土垂直輸送是高墩大跨橋施工的難點。混凝土要求采用泵送方式輸送，應采用大功率泵(避免接力泵送)以滿足施工需要；由于墩高較高，垂直運距約120 m，混凝土配合比的塌落度宜根據不同的高度進行適當調整，以確保混凝土強度符合規定要求。高墩的線形控制要求：豎直度為墩高的3/1 000且≤20 mm，斷面尺寸為±15 mm，測量控制采用高精度全站儀和激光垂準儀配合使用、相互校核。通過液壓爬模施工技術對墩柱內、外模進行施工，使用液壓爬模固有的裝修平臺在工期以及施工質量方面均能得到有效保障。

4 結語

塘屋嶺特大橋主墩液壓爬模施工采用了本文所提出的施工方法，在墩柱轉角處布設相關的轉換裝置即可達到施工要求，可有效降低爬模轉換頻率，而且在降低施工風險以及提高施工質量和安全性等方面具有重要意義。本文旨在對液壓爬模技術在橋梁主墩施工中的應用進行詳細討論，分析施工過程中需要著重注意的一些問題，促進橋墩快速、安全、穩定的施工，對于國內該領域施工技術方面的理論研究具有一定的參考意義。