橋梁高墩整體式液壓頂升模架的施工應用

吳少偉

（中交四航局第一工程有限公司，廣東廣州 510420）

1 工程概況及方案比選

1.1 工程簡介

中山至陽春高速公路開平至陽春段TJ06 標施工段位于廣東省西南部陽春市境內，呈東西走向。本施工段線路全長10.81km，起點樁號K47+629，終點樁號K58+440。共有7 座橋梁，長度3.745km，春灣連接線7.38km，涵洞7 道，通道6 道。本施工段大石田特大橋高墩空心薄壁墩和方柱墩采用液壓頂升模架施工工藝。空心薄壁墩、方柱墩統計表見表1，表2。

表1 大石田特大橋工程概況

表2 大石田特大橋空心薄壁墩、方柱墩統計表

1.2 施工方案比選

以高墩液壓頂升模架，與高墩滑膜、高墩翻模施工進行對比分析，分析結果見表3 所示。

表3 技術方案對比分析表

通過對比分析表，可知液壓頂升模架在施工安全性、質量控制、施工進度上都有較大優勢，唯一缺點為模架體量大，制作相對滑膜和翻模成本較高。但在40m 以上的高墩施工中，就體現了其安全的優越性。因為液壓頂升模架滑升與墩身澆筑基本同步進行，普通翻模的施工工藝在模架滑升到位后，在模架的操作平臺上即可完美呈現，液壓頂升模架系統中能獨立實現翻模工藝，進一步保證了墩柱的線性尺寸；所以這一系列工藝的改進創新組合不僅加快了施工進度也保證了墩身施工的安全及質量。

其總體評價比滑膜、翻模等傳統工藝更加優越。可以實現巨大的經濟效益和社會效益，該施工技術在類似項目有著良好的推廣和應用前景。

2 施工應用介紹

2.1 工藝原理

高墩液壓頂升模架是在液壓頂升模架系統的基礎上，采用液壓頂升模架施工和翻模施工兩種工藝組合，結合了這兩種工藝的技術優勢，并且彌補了滑模和翻模施工的不足之處。其原理是:利用電腦控制提升系統，精確提升模架，提升到指定位置后，重新綁扎鋼筋、模板拆除及安裝、澆筑混凝土，接著再次進行液壓模架提升，如此交替作業，直到該空心薄壁墩施工完成。

2.2 施工工藝流程

本文以空心薄壁高墩施工為例，詳細介紹整體式液壓頂升模架在高墩施工中的應用，施工工藝流程如圖1。

圖1 空心薄壁墩整體式液壓頂升模架施工工藝流程圖

本工程液壓頂升模架設計三種規格：2.2×2.2m、7.5×3.4m、10.5×9.5m。主要用于攬根1、2 號橋、紅石山大橋、大石田特大橋。模架結構基本相同，主要區別結構尺寸、爬升桿直徑尺寸、千斤頂噸位、分節澆筑高度不同。

液壓頂升模架工作時先利用液壓千斤頂提升，模架就位再利用安裝在模架上的電動葫蘆翻升模板到位，內外模板同時翻升。先澆筑實心段并預埋爬升桿，安裝千斤頂及模架，綁扎鋼筋，安裝第一節模板澆筑第一節混凝土。混凝土強度達到5.0Mpa 以上后液壓將模架頂升2.0m，綁扎第二節鋼筋，安裝第二節模板并澆筑混凝土，完成液壓頂升模架工藝的整套模架及模板安裝。利用穿心千斤頂提升模架到位后綁扎鋼筋，利用電動葫蘆對第一節模板拆除及翻升到第二節混凝土頂部混凝土第三節墩身混凝土，再次提升桁架，綁扎第四節墩身鋼筋，拆除第二節模板翻升至第四節墩身安裝及澆筑混凝土。這樣循環滑升桁架、翻升模板，完成墩身混凝土施工。

3 系統介紹

液壓頂升模架系統主要由以下幾部分組成：液壓頂系統、模板系統、操作平臺系統、以及輔助的垂直運輸系統，見表4。

表4 液壓頂升系統組成

3.1 液壓頂升系統

本工程使用的是整體式液壓穿心千斤頂頂升裝置，其相較于原有普通穿心千斤頂，有效解決了多個千斤頂頂升不同步問題。空心薄壁墩中模架液壓頂升裝置將內外提升架通過連桿形成整體，將液壓千斤頂穿過支撐桿與高墩模架的提升架通過螺桿裝置連接，可以整體同步頂升內外模架，見圖2。

圖2 液壓穿心千斤頂

3.2 模板系統

本工程空心薄壁墩模板系統采用外拉桿式鋼模，主要由定型鋼模、背楞和拉桿組成，大石田特大橋標準節高標準節高度為2m，具體參數如表5。

表5 模板參數

為了保證模板的制作質量，墩身模板由專業生產廠家進行制作。并且在加工廠進行模板試拼，經過垂直方向和水平方向的試拼合格后，方可出廠，運至施工現場。

3.3 操作平臺系統

操作平臺系統主要由操作平臺骨架、扁擔梁、單軸小車、支撐桿、輔助工作平臺以及其下懸掛的輔助工作平臺組成。

操作平臺骨架是由采用角鋼焊接而成的矩形桁架系統構成，通過扁擔梁將操作平臺、機具、模板、施工人員等全部施工荷載通過千斤頂傳遞給所預埋的鋼管，起承重作用。縱橋向布置兩根主扁擔梁，單軸小車將主扁擔梁與橫橋向大塊模板進行連接。橫橋向布置兩根次扁擔梁，通過單軸小車與縱橋向小塊模板連接，將模板荷載傳遞給扁擔梁，可沿扁擔梁滑動，從而達到拆除模板或安裝模板的作用。大石田特大橋空心薄壁墩液壓體系采用φ76×6mm 無縫鋼管作為支承桿，整個支承桿的下端需埋在混凝土內，上端經過液壓穿心千斤頂，使千斤頂可以承受整個系統的荷載。并且可以在操作平臺下方掛置輔助施工的工作平臺，用于混凝土養護及修飾。

4 技術應用創新成果

4.1 高墩整體式液壓滑翻頂升模架的設計

本工程率先采用高墩整體式液壓滑翻頂升模架的設計，相對傳統施工設計，其具有更高的施工效率以及安全性，操作簡單方便，非常適合高墩施工。在40m 以上的高墩施工中具有非常大的優勢。

4.2 整體式液壓穿心千斤頂頂升裝置的設計

相較于原有普通穿心千斤頂，整體式液壓穿心千斤頂頂升裝置的設計解決了多個千斤頂頂升不同步問題。每個千斤頂通過提升架連接成一個整體，并在側面安裝自動頂升高度控制裝置，通過智能控制系統做到了頂升高度的同步調平；支撐桿與提升架連接的下方設置夾持器，夾持器既能優化支撐桿受力形式，又能做到頂升過程中設備出現故障時自動鎖定提升架，保證施工安全。

4.3 壓頂升模架施工技術亮點及實際運用成果

4.3.1 液壓頂升模架系統中的操作平臺采用全封閉的形式，有效地降低了高墩施工中工人在高空作業的安全風險。

4.3.2 液壓頂升模架系統中操作平臺采用電腦集成控制系統全自動滑升，并配置自動平衡系統，即紅外測距儀保證滑升同步進行，克服了傳統滑模施工中模架滑升傾斜、平移、扭轉、爬桿彎曲，從第一步有效的保證了墩柱的線性尺寸，液壓頂升模架系統中操作平臺的電腦集成控制系統實現施工的自動化與智能化。

4.3.3 液壓頂升模架由于吸取了滑模施工速度快的優點，所以在施工功效上有了顯著保證，以大石田特大橋10.5m×9.5m主墩墩身為例，一節模板2m，每一節墩身施工功效可達到2m/d，保障施工質量的同時提升了功效，達到了一天一模的施工速度。

4.3.4 在內架上方安裝操作平臺，通過受力驗算；改裝后高墩液壓滑翻頂升模架提升架共分為4 層，頂層為支撐桿接長工作平臺，第二層為主桁平臺，第三層為吊平臺，第四層為裝修平臺，模架整體連接，安全性高，便于操作，非常適合高墩施工。

4.3.5 模板采用普通鋼模加不銹鋼面板，本項目主墩墩身均采用不銹鋼模板，即普通鋼模加貼不銹鋼板，使模板面板的表層更加光滑，使澆筑后混凝土外觀整體呈鏡面狀，具有良好的外觀質量，并且不受操作人員施工操作影響，每次澆筑后的外觀質量基本保持一至，可以使澆筑的墩身外觀質量達到了一個非常理想的狀態。

5 結論

綜上所述，在橋梁的高墩施工中，整體式液壓頂升模架具有良好的使用效果，在保障質量以及進度的同時，也極大的減少了安全風險，并且具有廣泛的應用前景以及推廣意義。