淺談液壓自爬模在鋼管混凝土疊合柱施工中的應用

摘 要：該文結合臘八斤特大橋10#主墩鋼管混凝土疊合柱采用液壓自爬模施工的工程實例，介紹了液壓自爬模施工的工藝流程、施工中應注意的問題及相關經驗，期望給類似工程提供參考。

關鍵詞：鋼管混凝土疊合柱 液壓自爬模 高墩 應用

中圖分類號：TU974 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-02

1 工程概況

臘八斤特大橋是四川省雅安市經石棉至瀘沽高速公路上的一座高墩大跨連續剛構橋。該橋主橋跨徑布置為105 m+2×200 m+105 m，引橋為40 m簡支T梁橋。9#、10#、11#主墩、8#、12#交界墩以及部分引橋墩均為鋼管混凝土疊合柱結構。其中10#主墩高達182.64 m。主墩疊合柱墩頂橫橋向6.8 m，順橋向10 m，橫橋向等寬，順橋向按70：1放坡；鋼管混凝土疊合柱柱外包層鋼筋混凝土厚度為20 cm，腹板厚為50厘米的鋼筋混凝土，鋼管混凝土格構柱為4根Φ1320mm鋼管、鋼管柱間用型鋼連接，管內灌注C80混凝土。同時，沿墩高每隔12 m設置一道100 cm厚水平加勁預應力鋼筋混凝土隔板。該文以10#主墩為例具體介紹液壓自爬模在鋼管混凝土疊合柱墩身施工中的應用。

2 施工方案選擇

鑒于該墩結構形式特別以及墩身高度達182.64 m，加之墩身位于高邊坡下，施工場地狹窄，同時鋼結構（鋼管、橫撐、斜撐等）吊裝時構件數量較多，垂直吊裝僅限一臺塔吊，故塔吊吊次十分緊張，因此采用液壓自爬模可以很好地解決塔吊吊次這個問題。同時從工期、安全、質量以及經濟角度考慮，墩身施工采用液壓自爬模無疑也是非常明智的選擇。

3 液壓自爬模的設計

3.1 液壓自爬模系統構成

液壓自爬模（見圖3）體系共包括預埋件系統、模板系統、液壓提升系統、操作支架系統四部分組成。（1）預埋件系統。主要由埋件板、高強螺桿、受力螺栓、爬錐等組成。（2）模板系統。主要由定型組合大木（鋼）模板、角模、鋼背楞及對拉螺栓、螺母、鑄鋼墊片等組成。（3）液壓提升系統。主要由動力單元、液壓油缸、配電柜等組成。（4）操作支架系統。主要由主平臺、中間平臺（液壓系統操作）、吊平臺、后移裝置、導軌、主背楞、外架欄桿、立桿、斜撐、安全網等

組成。

3.2 液壓自爬模設計要點

經對設計圖紙的仔細研究，疊合柱墩身具有以下幾個特點：（1）順橋向按70：1放坡，順橋向墩底至墩頂由15.2 m漸變至10 m；（2）墩身結構比較復雜，四角設有鋼管混凝土柱；（3）沿墩高每隔12 m設置一道100 cm厚隔板，隔板凸出腹板61 cm，給施工帶來很大難度。（4）墩身高度大，上端風荷載比較大。鑒于以上特點，必須在設計時有重點地解決這些問題。為此在設計時做到以下幾點：①順橋向考慮到長度達十幾 m，分成兩榀設置。腹板部分采用進口WISA板（厚度21 mm），一來解決澆筑模數多模板耐久性問題，二來解決逐層收坡裁切問題（鋼模裁切浪費大而且操作難度大，影響混凝土外觀質量）；②墩身四角鋼管柱外包混凝土模板采用鋼模板連接在腹板模板上，異形采用鋼模可以保證耐久性和剛度問題，而且加工方便；圓柱角模從中間分成兩塊，分別與縱橫向模板連接，同步爬升。③橫隔板凸出腹板61 cm，為保證逾越隔板順利爬升，設置附墻架加附墻座形成過隔板體系，附墻架高度為61 cm（見圖2）。④考慮收坡要求，爬模還必須滿足小角度的斜爬。在充分研究設計圖紙后，每個標準階段12 m高分三次澆筑，分別為3.73 m、3.63 m、4.64 m（包括橫隔板）。同時根據對墩身截面形狀及混凝土的施工工藝的要求全面分析計算，對模板方案、整體施工工藝反復比較，并進行力學驗算，保證設計的安全性、經濟性、合理性。

4 液壓自爬模實施

液壓自爬模實施流程：混凝土澆筑完后→拆模后移→安裝附墻裝置→導軌爬升→爬升架體→綁扎鋼筋→模板清理裁切、刷脫模劑→埋件固定→合模→混凝土澆筑。（1）預埋件安裝，將爬錐用受力螺栓固定在模板上，爬錐孔內抹黃油后擰緊高強螺桿，保證混凝土不能流進爬錐螺紋內。埋件板擰在高強螺桿的另一端。錐面向模板，和爬錐成反方向。（2）預埋件如和鋼筋有沖突時，將鋼筋適當移位處理后進行合模。（3）提升導軌，將上下換向盒內的換向裝置調整為同時向上。換向裝置上端頂住導軌。（4）爬升架體時上下換向盒同時調整為向下，下端頂住導軌（爬升或提導軌時液壓控制臺安排專人操作，每榀架子設專人看管是否同步，發現不同步，及時調液壓閥門控制）。（5）導軌提升就位后拆除下層的附墻裝置及爬錐，周轉使用。注：附墻裝置及爬錐共3套，2套壓在導軌下，1套周轉。

5 爬模施工控制

5.1 防偏與糾偏

該墩高達182.64 m，結構復雜，對主體工程垂直度要求高，施工中以防偏為主，糾偏為輔。

5.1.1 防偏措施

（1）支撐桿的間距按模板的單位重量均勻布置，使每個三角架承重的荷載基本相同，均衡的同步爬升。嚴格控制支撐桿上限位卡標高統一，每500 mm找平一次，當爬到設計標高時再進行終調平，始終保持模板處在同一水平面上。（2）平臺上的荷載包括設備、材料、人員等應均勻分布，鋼筋、支撐桿放置在靠近三角架的橫梁上對稱放置，綁扎用水平筋放置在提升架立柱內側，保持整個系統均衡上升，防止偏載。（3）保持油泵及高壓油管的及時保養，并定期對油泵進行強制性更換保養，保證每個油泵都能正常工作。（4）澆筑砼時要對稱分層澆筑，澆筑順序從中間向兩端或相反，防止整層模板因側壓力不同而產生整體偏移。5、鋼管外包模板，由于內外模面積不相同，砼產生的側壓力也不盡相同，該處模板將向外脹出，因此在澆砼前應預先用手拉葫蘆在模板上口向內側傾斜約10～20 mm，確保澆完砼后墻體的正確位置。

5.1.2 糾偏方法

對于整體偏移，糾偏采用手拉葫蘆和鋼絲繩借助鋼管調節；對于局部的偏差可通過調節主背愣斜撐調節絲杠進行模板截面和垂直度調節，直至正確為止。對于整體偏移應事先分析、弄清產生的原因，有針對性的糾偏。

5.2 其他方面

（1）為了確保模板的長期周轉使用，在切割和鉆孔后必須采用含丙烯酸成分的油漆進行封邊。要求分別封邊兩次，確保模板邊緣充分吸收油漆。同時在首次拼裝時高度重視模板拼裝質量，避免后期施工過程中受到影響，得不償失。（2）拆模時，必須防止模板的損傷。特別注意模板的四邊和四角，不要直接撬傷模板。（3）在清潔后發現模板表面損傷的部位，不論是表層木質結構損傷還是覆膜損傷，都必須立即進行修補。這樣可以確保模板長期周轉使用，同時還能獲得好的澆筑效果。（4）預埋件系統及其關鍵，在施工中要嚴格按照設計要求正確規范地進行預埋。保證爬軌的線形以及受力安全。（5）操作平臺上必須滿鋪跳板，綁好防護欄桿及踢腳板，尤其是平臺與墩身之間的縫隙，支架爬升前必須拆除，爬升后馬上恢復。同時應定期和不定期對爬模裝置進行檢查，檢查各連接件，特別是以下所列部位要重點檢查和加固：是否按設計規定對螺栓連接件配用了彈簧墊圈；在重要的螺栓連接件上加用了雙螺母緊固沒有；跳板是否按規定壓上鋼筋并將它們穿上鋼絲捆綁起來，成為一體；后移裝置與主梁之間是否已經插上了銷子和銷子發卡；后移裝置后部是否已經用頂托頂緊；相鄰榀爬模架間是否牢固拉結等。

6 結語

經過一年多的施工，10#主墩液壓自爬模順利完成了全部46次的爬升作業，未發生一起安全事故。如今該條高速也順利于2012年4月28日通車。根據實踐過程來看，采用液壓自爬模施工，節約了人工，提高了施工效率，而且施工安全可靠，混凝土表面光潔度高。更可喜的是液壓自爬模板在同類結構中可以重復利用。液壓自爬模施工取得了理想的經濟社會效益，非常值得推廣。

參考文獻

[1]雅瀘高速項目經理部.臘八斤特大橋主墩施工方案設計[S].2008.

[2]洪志民.淺談建筑鋼管混凝土疊合柱施工工藝[J].科學之友，2011-03-25.