果子溝大橋主橋墩身液壓爬模施工技術(shù)
蘇開偉

摘  要 ：簡述果子溝大橋主橋墩身液壓爬模施工工藝，并對(duì)爬架爬升、導(dǎo)軌爬升等工藝進(jìn)行重點(diǎn)闡述。
關(guān)鍵詞 ： 液壓爬�！　�導(dǎo)軌　　施工技術(shù)　　

１、工程概況
果子溝大橋鋼桁梁斜拉橋?yàn)樾陆�賽果高速公路�?biāo)志性工程，跨越天山美麗風(fēng)景區(qū)果子溝，屬國內(nèi)公路交通工程首座鋼結(jié)構(gòu)斜拉式橋梁，全長700米，縱向阻尼的減半漂浮體系，主塔為階梯形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墩身最大平面尺寸為9*6.5米，主塔高215.5米。
根據(jù)工程構(gòu)造特點(diǎn)以及施工安全質(zhì)量要求，墩身施工方案采用目前自動(dòng)化程度高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可靠的液壓爬模施工技術(shù)。
2、液壓爬模設(shè)計(jì)條件及其體系
根據(jù)施工環(huán)境、工藝要求、工程質(zhì)量及施工安全等綜合考慮，確定液壓爬模的設(shè)計(jì)條件為：①工作和爬升時(shí)的抗風(fēng)能力:20m/s；②提升荷載：130KN；③澆筑層高：3.0-4.5m；④升速度：５m/min；⑤傾斜度：15；⑥動(dòng)力裝置：液壓驅(qū)動(dòng)；⑦爬升裝置主操作平臺(tái)承載能力2.0KN/M2；主操作平臺(tái)上方的施工作業(yè)平臺(tái)承載能力3.5KN/M2；主操作平臺(tái)下方修飾及電梯入口輔助平臺(tái)承載能力1.0KN/M2。
液壓自動(dòng)爬模體系主要由模板體系和液壓爬升體系組成。模板體系主要由膠合板、木工字梁和背部鋼圍檁三部分組成。面板與木工字梁通過鐵釘或木螺絲固定，鋼圍檁與木工字梁之間通過夾具連接，三者有機(jī)固結(jié)成一整體。其結(jié)構(gòu)見示意圖１

　　　　　　　　示意圖１
外側(cè)爬架包括懸掛件及預(yù)埋件、爬升導(dǎo)軌、液壓頂升設(shè)備、2個(gè)上部施工作業(yè)平臺(tái)、1個(gè)主操作平臺(tái)、2個(gè)下部輔助作業(yè)平臺(tái)及電梯入口平臺(tái)。單層平臺(tái)凈高2.1m，主操作平臺(tái)寬3.1m，爬架總高度16.0m。主操作平臺(tái)由三角支撐架及連接型鋼組成，承受整個(gè)爬架重量及施工荷載，并通過預(yù)埋件將荷載傳遞到混凝土上。主操作平臺(tái)下面懸掛爬升操作平臺(tái)（-1號(hào)平臺(tái)）、修飾平臺(tái)（-2號(hào)平臺(tái)）、電梯入口平臺(tái)（-3號(hào)平臺(tái)），上面支撐模板施工作業(yè)平臺(tái)（+1號(hào)平臺(tái)）、鋼筋綁扎平臺(tái)（+2號(hào)平臺(tái)）。所有平臺(tái)構(gòu)件均由型鋼連接而成。
采用液壓頂升設(shè)備進(jìn)行爬架整體提升，根據(jù)爬架重量及施工荷載，在順橋向兩側(cè)各布置3套頂升力為130kN液壓頂升設(shè)備，在橫橋向兩側(cè)各布置2套頂升力為130kN液壓頂升設(shè)備， 10套頂升設(shè)備共用一個(gè)控制柜，通過操作電子控制板來實(shí)現(xiàn)爬架的正常爬升，也可通過遠(yuǎn)距離電子控制系統(tǒng)達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。
3、液壓爬模工作原理及施工流程
液壓爬模總體工作原理是導(dǎo)軌依靠附在爬架上的液壓油缸進(jìn)行提升，導(dǎo)軌提升到位后與上部爬架懸掛件連接，爬架與模板體系則通過頂升液壓油缸沿著導(dǎo)軌進(jìn)行爬升。液壓爬模施工流程見示意圖2。
3.1墩身施工工藝流程
起始段鋼筋綁扎、預(yù)埋件安裝→監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格→模板安裝、砼澆筑→監(jiān)理工程師旁站→砼養(yǎng)護(hù)→拆除模板、安裝懸掛件→組拼爬模。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工工藝流程：鋼筋綁扎、預(yù)埋件安裝→監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格→模板安裝、砼澆筑→監(jiān)理工程師旁站→砼養(yǎng)護(hù)→拆除模板、安裝懸掛件→軌道爬升→爬架爬升。
3.2塔柱起步段施工
塔柱第一節(jié)段至第二節(jié)段為起步段，澆筑高度均為4.5m。塔座砼采用承臺(tái)模板施工。塔柱第一至第二段利用液壓爬模模板進(jìn)行澆筑，環(huán)繞塔柱安裝液壓爬模的爬架，形成封閉的操作平臺(tái)。
承臺(tái)施工完成后，測(cè)量組在承臺(tái)頂面放出塔座邊線，將邊線以內(nèi)的承臺(tái)表面浮漿鑿除，直至露出粗骨料，施工塔座。塔樁勁型骨架在塔座施工時(shí)預(yù)埋。鋼筋綁扎好之后要將所有應(yīng)該埋設(shè)的預(yù)埋件埋設(shè)好。塔座砼澆筑完成后，利用液壓爬模面板施工塔柱第一到二節(jié)段。具體流程見起始段澆筑流程示意圖２

液壓爬模施工流程見示意圖２
3.3液壓爬模安裝
液壓爬模安裝在墩身首節(jié)（砼強(qiáng)度達(dá)到20ＭＰa）、第2節(jié)澆筑完成后分步進(jìn)行。安裝主要分３部分進(jìn)行，第1部分在墩身起始段第1節(jié)砼強(qiáng)度達(dá)到要求后安裝承重架及爬模模板支架，安裝順序依次是錨板，錨靴，承重架，爬模模板支架，上爬架和內(nèi)、外模板。用塔吊作輔助機(jī)具，移動(dòng)模板松開第1節(jié)砼后通過高強(qiáng)連接螺栓將錨板安裝在預(yù)埋的錨錐上，再將預(yù)先拼好的爬架系統(tǒng)通過錨靴掛在錨板上，最后采用塔吊吊裝模板，手拉葫蘆調(diào)位，手拉葫蘆懸掛于勁性骨架上，模板臨時(shí)固定在勁性骨架上，塔柱四面模板就位后，用對(duì)拉螺桿固定，澆筑第2節(jié)段砼；第2部分在第2節(jié)段砼強(qiáng)度達(dá)到20Mpa以上，先拆除對(duì)拉螺栓，通過塔吊和勁性骨架上的手拉葫蘆脫開模板至砼表面約15cm，然后安裝爬升裝置、軌道、步進(jìn)裝置、爬頭及下支撐并進(jìn)行調(diào)整，最后進(jìn)行液壓控制系統(tǒng)的安裝及調(diào)試等；第3部分是在第2部分完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)試合格進(jìn)行爬升到合適高度后安裝上部工作平臺(tái)、下部砼修飾作用的吊架平臺(tái)及電梯入口平臺(tái)，整個(gè)上部工作平臺(tái)及下吊架均為拼裝構(gòu)件，采用螺栓連接，通過現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)的支架進(jìn)行拼裝。內(nèi)爬架及內(nèi)模板采用滿堂腳手支架配合工作面吊架施工。
3.４液壓爬模試驗(yàn)
液壓爬模試驗(yàn)?zāi)康脑谟趯?duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行彈性變形和非彈性變形的消除，是確保系統(tǒng)正常工作的安全性措施。爬模系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)最大荷載為400KN,單面設(shè)計(jì)最大荷載為100KN，單面預(yù)埋的錨錐最小抗剪強(qiáng)度為250KN，富余系數(shù)為2.5倍。試驗(yàn)過程按單面最大荷載100KN的1.3倍安全系數(shù)即130KN進(jìn)行逐面逐層壓載，系統(tǒng)安裝完成后在選好的平臺(tái)上堆載130KN砂袋，堆載過程中監(jiān)控單位、監(jiān)理單位進(jìn)行應(yīng)力變化觀察、記錄、分析，直至堆載完成并穩(wěn)壓30min。　
3.５標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段液壓爬模工作流程
起步段砼施工完畢并確定其強(qiáng)度達(dá)到20Pma以上，同時(shí)爬模系統(tǒng)測(cè)試完成，即進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段（4.5米一節(jié)）爬模施工，施工流程為：導(dǎo)軌爬升→爬架及模板爬升→墩身勁性骨架、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道埋設(shè)并綁扎→監(jiān)理工程師驗(yàn)收→模板安裝定位→監(jiān)理工程師驗(yàn)收→砼澆筑、養(yǎng)護(hù)→監(jiān)理工程師驗(yàn)收。
3.5.1導(dǎo)軌爬升
上節(jié)段砼強(qiáng)度達(dá)到20MPa以上，并檢查爬升設(shè)備，確認(rèn)符合要求后方可正式爬升，爬升主要工藝流程為：①上部爬升懸掛件（錨板、錨靴等）安裝完成，限位銷固定住錨靴；②清潔爬升導(dǎo)軌，導(dǎo)軌表面涂上潤滑油，液壓油缸上、下頂升彈簧裝置方向一致向上；③經(jīng)確認(rèn)爬升條件具備后，打開液壓油缸的進(jìn)油閥門、啟動(dòng)液壓控制柜，開始導(dǎo)軌的爬升，爬升0.5m（約3步）后拆除導(dǎo)軌頂部楔形插銷，當(dāng)液壓油缸完成一個(gè)行程的頂升后，經(jīng)確認(rèn)其上、下頂升裝置到位后，再開始下一個(gè)行程的頂升，直到所有導(dǎo)軌同時(shí)爬至距錨靴下邊緣10cm左右；④關(guān)閉所有液壓油缸雙向球閥；⑤逐個(gè)打開液壓油缸雙向球閥，逐根導(dǎo)軌對(duì)準(zhǔn)錨靴，并爬至楔形插孔；⑥從右往左插上爬升導(dǎo)軌頂部楔形插銷，以確保插銷鎖定裝置到位。下降導(dǎo)軌使頂部楔形插銷與懸掛件完全接觸；⑦將步進(jìn)裝置上爬箱的擺桿打向下方，并閉液壓油缸雙向環(huán)閥；⑧將導(dǎo)軌撐腳撐在砼面上；⑨重復(fù)⑤至⑧步，完成所有導(dǎo)軌頂伸，關(guān)閉所有油缸進(jìn)油閥門、關(guān)閉控制柜、切斷電源。
3.５.2爬架架體及模板的爬升
導(dǎo)軌爬升到設(shè)計(jì)預(yù)定位置并固定，清理爬架上荷載，爬升主要工藝流程為：①改變液壓油缸上下頂升彈簧裝置狀態(tài)，使其一致向下；②解除爬架與塔柱的連接件，使其與混凝土面保持10cm左右間距；③完成前一節(jié)段混凝土面螺栓孔修補(bǔ)；④經(jīng)確認(rèn)爬架爬升條件具備后，打開液壓油缸的進(jìn)油閥門，同時(shí)啟動(dòng)液壓控制柜；⑤拔去安全插銷，開始爬架的爬升，此時(shí)由專業(yè)監(jiān)控人員現(xiàn)場(chǎng)全程監(jiān)控，隨時(shí)報(bào)告一切不正常現(xiàn)象；⑥當(dāng)爬架爬升兩個(gè)行程后，拔除懸掛插銷；⑦爬架頂升到位后，及時(shí)插上懸掛插銷及安全插銷，使其下支撐撐在混凝土面上；⑧關(guān)閉油缸進(jìn)油閥門、關(guān)閉控制柜、切斷電源。
４、模板的安裝、固定
安裝前的準(zhǔn)備工作：清理施工縫、檢查鋼筋保護(hù)墊塊和預(yù)埋件、清理模板表面及涂刷脫模劑。下塔柱及起步段模板采用塔吊安裝，手拉葫蘆調(diào)位，手拉葫蘆懸掛于勁性骨架上。模板臨時(shí)固定在勁性骨架上，塔柱四面模板就位后，在測(cè)量工程師精確測(cè)量下定位，相對(duì)面的模板用對(duì)拉螺桿固定。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段液壓爬模利用其本身的懸掛系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)模板的就位，就位后在測(cè)量工程師精確測(cè)量下定位固定，相鄰模板用通長螺桿固定，內(nèi)外模板用對(duì)拉螺桿固定。
５、結(jié)論
　　本項(xiàng)目在承包人的精心組織、嚴(yán)謹(jǐn)施工、科學(xué)管理，以及監(jiān)理單位、監(jiān)控單位的通力合作和熱情服務(wù)，已于2010年10月底順利實(shí)現(xiàn)全橋貫通“安全無事故，質(zhì)量零缺陷”的管理目標(biāo)。

參考資料：〈〈鐵路橋涵鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范〉〉（中國鐵道部出版）
　　　　　　〈〈材料力學(xué)〉〉（高等教育出版社出版　浙江大學(xué)劉鴻文主編）
<<公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范>>JTG D62-2004(人民交通出版社 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

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