某公路橋梁矩形空心墩液壓爬模施工技術(shù)要點(diǎn)分析

歐陽恩德　葉桂林

摘要 液壓爬模施工技術(shù)作為橋梁工程建設(shè)的重要技術(shù)手段，對(duì)橋梁施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度具有重要影響。基于此，文章依托貴州省黔西南州興義環(huán)城高速公路馬家溝特大橋矩形空心墩液壓爬模施工橋梁工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)矩形空心墩液壓爬模施工技術(shù)展開綜合探究，介紹了液壓爬模系統(tǒng)組成、工藝原理，通過與傳統(tǒng)翻模施工技術(shù)對(duì)比，分析了爬模施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并從墩身首節(jié)施工、空心段施工兩方面總結(jié)了液壓爬模施工技術(shù)要點(diǎn)，旨在為同行提供參考、借鑒。

關(guān)鍵詞 公路橋梁項(xiàng)目；矩形空心墩；液壓爬模；施工技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類號(hào) U445.559文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）16-0147-03

0 引言

近年以來，隨著中國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，公路橋梁施工技術(shù)和工藝愈加先進(jìn)，液壓爬模施工技術(shù)憑借其施工過程簡(jiǎn)便、安全性能高、周轉(zhuǎn)次數(shù)多、能有效節(jié)省模板材料、成本較低等諸多優(yōu)點(diǎn)，在公路橋梁工程建設(shè)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。但由于橋梁工程施工建設(shè)環(huán)境復(fù)雜，地形變化較大，此技術(shù)在地形復(fù)雜區(qū)域的超高矩形空心墩施工中仍存在諸多局限[1]。為此，該文結(jié)合貴州省黔西南州興義環(huán)城高速公路馬家溝特大橋橋梁項(xiàng)目超高矩形空心墩的液壓爬模施工實(shí)踐，系統(tǒng)分析了液壓爬模施工技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)提升液壓爬模施工技術(shù)水平，保證橋梁工程建設(shè)質(zhì)量，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

貴州省黔西南州興義環(huán)城高速公路第2合同段（路線長(zhǎng)45.799 4 km），馬家溝特大橋?yàn)檎鶚颍瑯蛄浩鹬箻短?hào)K52+472.2-K53+477.8、全長(zhǎng)1 005.6 m，中心樁號(hào)K52+955；全橋孔跨布置，上部結(jié)構(gòu)采用8×40 mT[81+150+81]鋼構(gòu)+9×40 mT；全橋梁板40 mT梁170片，預(yù)應(yīng)力混凝土（后張）40 mT T梁+（81+150+81）連續(xù)剛構(gòu)；下部構(gòu)造為兩端橋臺(tái)采用U型擴(kuò)大基礎(chǔ)重力式橋臺(tái)，第1～5號(hào)墩為樁基礎(chǔ)+雙柱圓墩、6～7號(hào)墩為承臺(tái)樁基礎(chǔ)+矩形薄壁墩、8號(hào)墩為承臺(tái)樁基礎(chǔ)+矩形空心墩、9～10號(hào)墩為承臺(tái)樁基礎(chǔ)+雙肢薄壁墩、11號(hào)墩為承臺(tái)樁基礎(chǔ)+矩形空心墩、12號(hào)墩為樁基礎(chǔ)+雙柱圓墩、13-15號(hào)墩為承臺(tái)樁基礎(chǔ)+矩形薄壁墩、16～19號(hào)墩為樁基礎(chǔ)+雙柱圓墩；墩柱類型有Φ2.0 m、Φ1.8 m圓柱墩，2.8 m×6.5 m實(shí)心方墩，8.5 m×3.0 m空心墩，其中2.8 m×6.5 m的實(shí)心方墩6#墩墩高41 m，7#墩墩高53 m，13#墩墩高36 m，14#墩墩高45 m，15#墩墩高45 m；8.5 m×3.0 m的矩形空心墩，8#墩墩高60 m，9#墩墩高76 m，10#墩墩高92 m。

該橋梁工程矩形空心墩設(shè)計(jì)高度均超過60 m，最高墩高達(dá)92 m。由于空心墩高度較大，模板周轉(zhuǎn)量較大，吊裝施工頻繁，存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)工程建設(shè)地相關(guān)政策要求，嚴(yán)禁采用落后技術(shù)，傳統(tǒng)翻模施工高度不得超過40 m，為有效提升施工質(zhì)量，確保施工安全，經(jīng)研究決定，該工程所有矩形空心墩均采用液壓爬模施工技術(shù)進(jìn)行施工。

2 爬模原理及技術(shù)對(duì)比分析

橋梁工程超高矩形空心墩施工工期較長(zhǎng)，技術(shù)要求高，施工難度大，且存在較高安全風(fēng)險(xiǎn)，為充分提高爬模施工技術(shù)水平，保證橋梁施工質(zhì)量與安全，該文系統(tǒng)分析了爬模施工原理，并對(duì)傳統(tǒng)翻模技術(shù)與爬模技術(shù)實(shí)施對(duì)比，明確爬模施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具體內(nèi)容如下：

2.1 爬模構(gòu)成及原理

液壓爬模體系主要由爬升模板、爬架、爬升系統(tǒng)等構(gòu)成，如圖1所示。其施工工藝原理如下：通過液壓裝置控制爬模系統(tǒng)進(jìn)行爬升，導(dǎo)軌與爬架交替頂升，推動(dòng)爬模體系沿結(jié)構(gòu)面逐漸上升，直至達(dá)到預(yù)埋爬錐位置，完成固定連接，后續(xù)按此步驟逐層爬升[2]。具體如圖2所示。

2.2 技術(shù)對(duì)比分析

2.2.1 傳統(tǒng)翻模

（1）傳統(tǒng)翻模施工技術(shù)存在諸多缺陷，主要體現(xiàn)在以下3方面：①模板翻轉(zhuǎn)交接部位易產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，且模板拆裝時(shí)容易造成損壞和變形問題，從而導(dǎo)致墩臺(tái)垂直度、平整度、截面尺寸產(chǎn)生偏差；②模板拆裝過程中需要大型吊裝機(jī)械輔助作業(yè)，增大施工機(jī)械成本，且施工效率較低；③高空作業(yè)量大，安全風(fēng)險(xiǎn)較高，容易產(chǎn)生安全事故[3-4]。

（2）采用鋼模板施工時(shí)，法蘭螺栓布設(shè)間距為30 cm，所需螺栓數(shù)量較多，模板安拆作業(yè)量較大，需耗費(fèi)大量人力，施工效率低，進(jìn)度緩慢。每層翻升模板數(shù)量為136塊，且需采用吊裝機(jī)械吊運(yùn)至地面進(jìn)行清理、涂刷脫模劑，然后再吊運(yùn)至作業(yè)面進(jìn)行安裝，吊裝作業(yè)量巨大。若施工高度較高時(shí)，模板吊裝作業(yè)需耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，顯著增大人力和電力消耗，增加施工成本，并且模板吊裝過程中存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)，極易引發(fā)安全事故[5]。

（3）模板與作業(yè)平臺(tái)每層均需重新拆除與安裝，翻模需作業(yè)人員12～15人，模板拆除約8～10 h，模板安裝約24～28 h，總耗時(shí)約3～4 d。模板安裝時(shí)主要以底層模板為基礎(chǔ)，對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度要求較低。施工時(shí)對(duì)環(huán)境條件要求較高，大風(fēng)、陰雨天氣禁止作業(yè)，模板數(shù)量較多，螺栓用量較大，所有模板安裝均需塔吊輔助。隨著周轉(zhuǎn)次數(shù)的增加，鋼模板變形較大，顯著增大螺栓拆卸難度。同時(shí)，因矩形空心墩造型較為獨(dú)特，主墩施工完成后，若將鋼模板用于其他墩臺(tái)施工，改裝難度較大，需耗費(fèi)大量人力、物力，且質(zhì)量難以保障[6]。

2.2.2 爬模施工

（1）液壓爬模技術(shù)有效解決了傳統(tǒng)翻模存在的技術(shù)缺陷。其優(yōu)勢(shì)如下：①橋墩施工質(zhì)量容易把控，液壓爬模采用整體式爬升，結(jié)構(gòu)垂直度、平整度等容易控制，且能有效避免模板碰撞變形，保證結(jié)構(gòu)成型效果；②爬模整體式爬升，施工速度快、效率高，拼裝完成后可反復(fù)多次爬升，且對(duì)環(huán)境要求較低，每5 d可完成一個(gè)循環(huán)；③爬模體系重量輕、拼裝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、安全性高，四周設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施，確保施工安全。

（2）爬模安拆僅需作業(yè)人員3～5人，模板拆除約1～3 h，模板安裝約8～12 h，總耗時(shí)約1～2 d。爬錐位置設(shè)置準(zhǔn)確后，模板安裝速度較快，外模與施工平臺(tái)通過軌道整體爬升，內(nèi)模采用塔吊吊裝。木模表面潔凈、平整，混凝土成型效果良好，免去表面修補(bǔ)工作，并且模板拼裝靈活，可自由切割，顯著提高施工效率。此外，爬模適用性強(qiáng)，矩形空心墩施工完畢，經(jīng)簡(jiǎn)單處理便可用于其他墩柱施工。

（3）相關(guān)施工規(guī)范規(guī)定，采用爬模施工時(shí)混凝土強(qiáng)度超過20 MPa方能實(shí)施爬升，且當(dāng)風(fēng)力超過5級(jí)時(shí)，禁止爬升。此外，爬模安裝需提前預(yù)埋爬錐，對(duì)位置要求相對(duì)嚴(yán)格[7]。

綜上所述，傳統(tǒng)翻模及液壓爬模施工技術(shù)均有其各自的優(yōu)勢(shì)與不足，綜合人員、材料、機(jī)械、安全性、經(jīng)濟(jì)性等各方面進(jìn)行對(duì)比，并結(jié)合該工程實(shí)際情況，由于橋梁主墩為矩形空心墩，且高度較大，相較于普通橋梁墩臺(tái)施工，其施工難度較大，安全風(fēng)險(xiǎn)較高，經(jīng)綜合研究決定采用爬模施工技術(shù)。

3 液壓爬模施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 墩身首節(jié)施工

（1）施工準(zhǔn)備：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，搭設(shè)施工平臺(tái)，利用吊車輔助完成外模安裝，并進(jìn)行混凝土澆筑，待強(qiáng)度滿足要求后安裝爬模體系。橋墩混凝土澆筑前，應(yīng)對(duì)橋墩與承臺(tái)結(jié)合部位實(shí)施鑿毛處理，增強(qiáng)結(jié)合效果。

（2）鋼筋綁扎：根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)墩身實(shí)施定位放線，并標(biāo)注首段高程。施工人員嚴(yán)格按照定位軸線及高程控制點(diǎn)設(shè)置鋼筋定位架。鋼筋綁扎時(shí)，先綁扎主筋并接長(zhǎng)，再將其與定位架焊接牢固，然后綁扎環(huán)向水平筋，形成整體結(jié)構(gòu)。

（3）合模：模板施工前，應(yīng)嚴(yán)格按照要求準(zhǔn)確定位出模板邊線，并采用墨斗彈出墨線，以有效控制模板位置。模板安裝完成后，采用對(duì)拉螺桿進(jìn)行加固，拼縫位置采用膠帶黏貼嚴(yán)密，防止漏漿。

（4）安裝預(yù)埋件并澆筑混凝土：墩身首節(jié)混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)提前預(yù)埋爬錐與錨筋，通過汽車泵進(jìn)行混凝土澆筑。為方便布料，在泵管最前端安裝一段塑料軟管，從而實(shí)現(xiàn)泵管自由移動(dòng)，保證布料均勻。模板拆除時(shí)，應(yīng)先拆卸加固螺栓、螺桿等設(shè)施，嚴(yán)格控制拆模力度，避免對(duì)模板、混凝土造成破壞。

（5）混凝土所必需的各種部件的安裝：墩身首節(jié)混凝土澆筑完畢，進(jìn)行下節(jié)段混凝土澆筑部件安裝。具體包括錨板、支架、爬模體系。為便于后期施工，可同時(shí)進(jìn)行液壓裝置安裝[8]。

3.2 空心段施工

上節(jié)段模板安裝前，應(yīng)先對(duì)下節(jié)段混凝土接茬部位實(shí)施鑿毛處理，以有效確保結(jié)合效果。

（1）模板安裝：待下節(jié)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后（不低于20 MPa），在預(yù)埋爬錐上方安裝錨板。錨板安裝完畢，并緊固到位后，利用塔吊輔助安裝爬升裝置及軌道。然后進(jìn)行液壓裝置安裝。

（2）吊平臺(tái)安裝：為方便爬錐拆除，在爬架下方設(shè)置下吊架，并借助下吊架完成墩體混凝土修補(bǔ)工作。同時(shí)，在電梯口安裝作業(yè)平臺(tái)。施工人員在支架上方完成平臺(tái)拼裝，并在三、四層作業(yè)平臺(tái)完成內(nèi)爬架拼裝。底板采用全封閉結(jié)構(gòu)，主要由型鋼焊接成骨架體系，通過高強(qiáng)螺栓固定，借助塔吊進(jìn)行提升，并在內(nèi)架上方設(shè)置內(nèi)模。液壓爬模系統(tǒng)組裝完成后，正式開始進(jìn)行矩形空心墩爬模施工。

4 結(jié)論

綜上所述，液壓爬模具有拼裝簡(jiǎn)便快捷、安全性能高、穩(wěn)定性較好、可多次周轉(zhuǎn)、節(jié)省模板材料投入、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路橋梁方墩施工中得到廣泛應(yīng)用。該文結(jié)合具體工程實(shí)踐，詳細(xì)分析了液壓爬模技術(shù)優(yōu)勢(shì)及施工技術(shù)要點(diǎn)。在實(shí)際施工過程中，需提前科學(xué)做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作，加強(qiáng)鋼筋安裝與定位、內(nèi)外模板安裝、預(yù)埋件安設(shè)、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)和鑿毛等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，提高墩身首節(jié)施工質(zhì)量，確保后續(xù)爬模體系的順利安裝和爬升，有效提升施工安全性和高效性，保證橋梁工程建設(shè)中的墩柱施工質(zhì)量。

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