高速公路橋梁薄壁空心墩爬模內模改進研究

文/陳立彥、敖順通、楊雄峰

1 前言

近年來，隨著我國高速公路的快速發展，大量的薄壁空心橋梁相繼建成。薄壁空心墩的施工已成為橋梁施工的重要基礎。隨著空心橋梁施工質量和安全性的提高，薄壁橋梁的安全性和施工進度的加快，空心橋梁的施工已成為一個重要的問題。薄壁空心橋梁常用的施工方法有爬升法、滑移法和吊裝法。

2 液壓爬模系統結構

該橋位于高墩山區。作為一種設計方法，結合山嶺大橋的施工特點，選擇了合適的楔錐式液壓自黏結回路，增大了導軌型鋼和三腳架的尺寸,提高了自黏性電路的抗風性。采用機械夾層優化混凝土配合比，保證混凝土質量，降低工程造價。為保證山區橋梁空心薄壁液壓系統的快速安全施工，對空心薄壁液壓系統在澆筑和爬升條件下的變形和穩定性進行了研究。結果表明，自粘液壓系統的整體安全性滿足規范要求。

2.1 液壓爬模的特點

液壓升降回路由四個平臺組成：L 型鑄造平臺、主平臺、液壓控制平臺和懸掛平臺，其余由主回路、水平行走裝置和液壓系統組成?；芈废到y由底板、臺面軸承、鋼檁條、支架等組成，外部聲音由液壓系統折疊，內部聲音由波浪工作平臺和平臺決定。反饋由塔式起重機提升。后葫蘆由預埋件系統組成，包括預埋件板、高強螺釘、提升錐和大部分與鉆孔連接的受力螺釘；所述水平移動裝置包括：倒車軌道和可調傾斜梯子；大型模板系統包括模板和支撐系統。懸索底座與預埋件系統及墩身連接，為爬軌及框架施工提供重點和支撐。液壓系統由液壓泵、液壓控制臺、導軌、套筒、閥門和管件組成。

2.2 液壓爬模的工藝原理

攀爬設備和導軌相互支撐，交替工作。模板安裝在框架上，由框架操作。導軌由連接到機架和懸架機架的液壓系統提升。牽引系統通過液壓系統沿導軌吊裝，完成框架、模板的吊裝位置，完成墩柱各斷面的循環施工[1]。液壓升環的特點如下:

爬升開關安裝、爬升、拆卸方便快捷，每節吊裝僅需2h，每節平均施工時間為5D。

外殼采用液壓爬升提升，內殼采用吊車提升，采用木工工字鋼與鋼檁條組合模板體系，面板采用Visa 板，自重輕，剛度大，周轉次數高，切割舒適，反射和表面清潔，有效減少混凝土表面缺陷，具有良好的外觀效果。

每個操作平臺可獨立連接鋼筋、安裝電路和裝飾墩身，不僅節省了施工時間，而且為高墩施工提供了足夠的空間。液壓爬升回路重復利用率高，組裝后不會向上墜落，節省場地，減少升降平臺數量，避免回路損壞。

3 液壓爬模施工關鍵

為保證高墩施工質量，有效減少施工時間和工程造價，從施工時間和人員投入的要求出發，對倒換法和液壓自整定法進行了比較和選擇[2]。下面的示例是一座大橋的橋墩布置示例。

3.1 模板分節高度

施工方案編制應充分考慮9m、12m 鋼筋。單罐高度應在4.5m 和6m 范圍內確定，5 號墩標準斷面垂直高度7.5m，布置高度4.65m，下包裝高度10cm，上出口5cm；6 號墩標準斷面豎向高度6m，波形高度6.15m，底填料10cm，頂填料5cm。

預埋件應在鉆孔第一部分連接后安裝，并在現場安裝支撐桿。混凝土強度達到要求（10MPa）后，安裝彈簧座、導軌、三腳架和液壓系統。完成后，安裝外部操作平臺和內部電路硬件平臺。施工結束后，對梯子開關下的懸掛平臺進行改進。

各部位混凝土澆筑完畢并達到強度要求后，將模板移到模板上，安裝預埋件系統，液壓系統吊裝導軌。導軌安裝完成后，應拆下下部預埋件，并轉動拖車。在導軌系統的基礎上，將支撐系統提升到規定的高度，閉合反饋回路，檢查測量后連接開槽螺釘，澆筑混凝土。

3.2 內模施工

內、外模板采用木桁架鋼合金模板。內模道路施工前，應在開槽螺釘上安裝波紋平臺，以便堆放和操作材料。內模和平臺的吊裝力來自塔吊。材料堆放和操作的內部電路施工后，應安裝波形平臺。吊裝內扣，吊裝波形平臺并固定在規定位置，然后吊裝內扣，進行下一節施工。

由于第一墩變截面處有2m 的固定截面和6m 的變截面孔截面，無法采用自定義內扣，不利于施工。因此，內部電路由竹錘和鋼制開關組裝而成，背面為槽鋼。竹錘易于加工，適用于不同截面和形狀的渦流。強度、剛度和完整性用于可變截面標高。兩者結合既能滿足模板要求，又便于現場施工[3]。

橫斷面施工前，應插入預埋件，焊接鋼塊、活動配電桿、固定在配電梁上的鋼管、鋪設樓板套管、固定鋼筋骨架、澆筑混凝土。配電梁、支架和接地開關應留在孔體內，不得拆除。

主體結構完成并滿足模板條件后，松開螺栓，通過調整裝置將模板向后移動，取出并吊起模板，然后再次取出三腳支架、導軌、集成系統和液壓系統。最后提起剩余支撐系統。將所有構件成組放置在地面上，并用塔吊堆放。

3.3 變截面墩身垂直度控制

6 號墩身是變截面，下墩的外形尺寸9.6m×7.5m，墩尖外形尺寸為6.5m×7.5m?？鐦騼蓚鹊拇┛左w相對于80∶1 進行線性再生。對于變截面ZPM100 梁的爬升更穩定。通過修改和增加剛度框架，避免了鋼筋的橫向變形。為保證鋼筋安裝正確，保護層厚度正確，每節模板安裝前應設置全站儀控制點，并按控制點焊接鋼筋。每個模型完成后方點應用全站儀檢查線路坐標，確保墩身類型和結構尺寸的準確性，然后必須用激光垂直度儀再次檢查穿孔體的垂直度。模板安裝后，檢查牽引桿、螺釘和金屬板之間的連接強度。模板的四個角與牽引桿連接，為保證筒體整體穩定性和強度，引入第三方監測測量裝置對墩身垂直度進行監測和復核。

3.4 變截面墩身尺寸控制

墩柱內外模均采用工字梁系統模板，面板采用21mm 厚板材，便于變截面墩身模板下料。由于6 號主體的結構可變切割尺寸隨高度變化，木工工型鋼開關易于切割。切換后，可根據結構變化將切割線調整到切換點。

由于液壓爬升回路在墩柱上占有較大的位置，容易與塔吊、施工機械及相關墻體的施工安裝發生碰撞。使用BIM 技術提前進行碰撞試驗，優化設計，重新安排起重機和升降機的位置，水平延長安裝墻的長度，垂直增加安裝墻的距離。根據BIM 設計計劃，安裝墻結構根據現有測試計算實施，以避免結構沖突。

4 液壓爬模施工環節

4.1 液壓爬模施工

受山區地形限制，場地路基狹窄，內外切換磨削面不足。液壓自走式車輛的動力是其自身的液壓提升系統。車輛支架本身是一個液壓提升系統。液壓提升系統包括液壓油缸和上下轉向殼體。轉向架可控制平臺或叉車。模板無須升降，定位要求低。液壓系統允許在音頻支架和導軌之間進行組合爬升，以實現連續爬升和高安全系數。

多孔體的第一部分應以常規方式建造。第一節澆筑完成后，拆除第一部分模板、第二部分剛性框架、鋼筋、爬架支架、上部框架、模板和主底座，并重新組裝模板和主底座；線路采用對稱拉桿加固，橋梁第二部分采用混凝土澆筑。為提高山區高速公路建設標準化水平，本工程液壓自升式系統采用9m 高（1.5m、10.5m 外防護高度）四層路基。從而保證所有鋼筋綁扎平臺的空間?，F場無須其他操作平臺。

安裝剛架第三節，加強墩及承重結構，拆除模板，用倒車裝置倒車，安裝導軌及液壓系統。打開電源和液壓閥，啟動液壓系統，吊裝上下機架，安裝下機架，連接模板，加固調整模板，澆筑三段混凝土。安裝了自粘式全液壓回路。

安裝剛性框架及四墩鋼筋，拆除模板，用反轉裝置反轉，啟動液壓系統，現場吊裝導軌，關閉液壓系統、閥門、電源。拆下彈簧和爬錐進行回收，然后打開電源和液壓閥，啟動液壓系統并將機架安裝到指定位置。第四節混凝土澆筑完成后，自粘液壓模板進入標準施工狀態。液壓自爬升回路標準件的施工流程如下：混凝土澆筑；安裝剛性框架；連接鋼筋；翻轉模板；在墻上安裝懸掛底座。將部件固定在模板上，關閉模板，然后澆筑混凝土。

4.2 施工關鍵

該項目的支柱非常高（高達98m），有許多部分?；炷劣蓛戎帽幂斔汀；炷帘霉苎乇皿w布置?；炷帘脧闹新撝乜芞LJ 5130 THB 至車輛泵。最大額定壓力18MPa，最大高壓輸送能力100m2/h，泵管直徑125mm，最大泵強度11.97MPa。為保證橋墩混凝土的質量和外觀，在橋墩兩側設置2 個卸料點和8 個卸料點。由于河流砂供應困難，加之山區的自然優勢，機械砂被用作混凝土的原材料。在工程優化和成本控制的基礎上，通過多次混凝土配合比試驗，解決了低砂率、后處理強度低的問題，改善了混凝土的制備條件。

由于山區高邊坡施工風力大，為保證水力自黏性回路的抗風能力，選擇合適的楔錐型式可以增加鋼葉片和三支架的尺寸，提高材料的強度。自粘液壓系統在8 級氣流和8 級逆風工況下的變形和穩定性滿足規范要求。

5 結語

液壓自爬模系統具有施工速度快、經濟效益好、建筑安全性高等優點。對液壓自粘回路在澆筑和爬升工況下的結構應力和穩定性分析結果表明，液壓自粘回路的安全性滿足規范要求。攀爬開關結構主要依靠下部框架的三腳架，施工時應特別注意建筑安全。目前排布特大橋6 號墩為特大型橋梁，液壓自粘回路正常，安全質量可控。