液壓爬模在沅江西大橋索塔施工中的應(yīng)用

李 博

(武漢科技大學(xué)城市學(xué)院，湖北 武漢 430063)

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液壓爬模在沅江西大橋索塔施工中的應(yīng)用

李 博

(武漢科技大學(xué)城市學(xué)院，湖北 武漢 430063)

介紹了常德沅江西大橋索塔施工中爬模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，利用SAP2000軟件，對(duì)爬模系統(tǒng)進(jìn)行了建模計(jì)算，分析了液壓爬模系統(tǒng)在該工程施工中的安全性，指出和傳統(tǒng)施工方法相比，液壓爬模系統(tǒng)具有操作方便、安全性高、提升速度快、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)[1]。

液壓爬模，索塔施工，液壓油缸，安全措施

0 引言

現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)中，超過(guò)百米高的橋墩和索塔已經(jīng)越來(lái)越多，這也對(duì)橋梁的施工技術(shù)及安全措施提出了更高的要求。本文對(duì)液壓爬模系統(tǒng)在沅江西大橋索塔施工中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地介紹。

1 工程概況

常德沅江西特大橋?yàn)?32 m+264 m+132 m三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔雙索面漂浮體系斜拉橋，主梁全長(zhǎng)528 m，邊、中跨比0.5∶1，中心線(xiàn)處梁高3.2 m，全寬32 m。

沅江西大橋23號(hào)索塔總高108 m，24號(hào)索塔總高110 m，索塔呈曲線(xiàn)花瓶造型。由于液壓爬模設(shè)計(jì)模板高度為4.65 m，考慮到施工時(shí)模板下包100 mm和上挑50 mm，故混凝土的分層澆筑高度為4.5 m。

2 液壓自爬模設(shè)計(jì)

根據(jù)索塔結(jié)構(gòu)，考慮到施工過(guò)程的安全便利、經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)保證施工工期，考慮采用液壓自爬模體系作為索塔施工的模板及支架體系[2]。

索塔模板部分包括：主塔上中下塔柱外模和內(nèi)模。此工程中液壓爬模采用的是北京卓良模板公司生產(chǎn)的ZPM-100爬模體系。爬模的動(dòng)力來(lái)源是自帶的液壓系統(tǒng)，此系統(tǒng)中的換向盒可控制導(dǎo)軌爬升或架體爬升，通過(guò)模板架體與導(dǎo)軌間的互爬，達(dá)到模板及架體穩(wěn)步向上爬升的目的。

由于空間有限，為便于施工，下塔柱僅在塔柱順橋向外側(cè)面布置4榀爬架系統(tǒng)，相互間距為1.4 m。經(jīng)過(guò)反復(fù)地計(jì)算與修改，中塔柱爬架間距最終設(shè)計(jì)為順橋向外側(cè)面(仰爬)布置三榀爬架，兩兩相互間距為2.1 m，而內(nèi)側(cè)面(俯爬)布置兩榀爬架，相互間距為3.3 m。中塔柱交匯以后，拆除塔柱內(nèi)側(cè)的6個(gè)架體，外側(cè)架體繼續(xù)往上塔柱爬升。

3 架體受力分析

3.1 上架體受力模型的簡(jiǎn)化與建立(以23號(hào)塔為例)

根據(jù)實(shí)際施工情況，分析可知，23號(hào)主塔下塔柱仰面架體在合模澆筑工況下受力情況最為不利。根據(jù)23號(hào)主塔下塔柱仰面架體的實(shí)際尺寸，利用SAP2000對(duì)上架體進(jìn)行建模計(jì)算。根據(jù)上架體各桿件尺寸和材料性質(zhì)建好模型，在建好的模型上分別施加恒載和活載。之后運(yùn)行分析，并進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢查，可知各桿件受力均滿(mǎn)足使用要求。

3.2 上架體模型及運(yùn)行結(jié)果分析

上架體模型見(jiàn)圖1，SAP2000中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢查見(jiàn)圖2。

SAP2000功能“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢查”中，紅色表示超限，各桿件均無(wú)紅色，滿(mǎn)足使用要求。

3.3 下架體受力分析及驗(yàn)算

將軟件運(yùn)行得出的上架體的支座反力換算后，作為外力施加到下架體，驗(yàn)算下架體以及埋件掛座的受力情況。和上架體一樣，對(duì)下架體建立模型，施加荷載并運(yùn)行分析。同樣進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢查，可知各桿件受力均滿(mǎn)足使用要求。

根據(jù)SAP2000得出的支座反力，得出單個(gè)架體埋件爬錐處的拔力為196.37 kN,小于埋件的拔力設(shè)計(jì)值400 kN;剪力為260.77 kN,小于埋件的剪力設(shè)計(jì)值350 kN,架體埋件均滿(mǎn)足要求。

3.4 計(jì)算總結(jié)

此外，對(duì)架體埋件的各個(gè)組成部分埋件板、高強(qiáng)螺桿、受力螺栓和爬錐，以及承重插銷(xiāo)、承重三角架斜撐和其他主要受力部件分別進(jìn)行內(nèi)力、穩(wěn)定性及變形的驗(yàn)算[3]，可知各部件均滿(mǎn)足使用要求。

整個(gè)液壓爬架系統(tǒng)整體及各個(gè)部件在澆筑混凝土狀態(tài)下結(jié)構(gòu)最為不利，通過(guò)以上計(jì)算應(yīng)力及變形均能滿(mǎn)足使用要求，故架體受力滿(mǎn)足使用要求。

4 結(jié)語(yǔ)

橋塔施工是控制全橋工期的關(guān)鍵工程，也是施工和技術(shù)的難點(diǎn)。液壓自爬模已成功應(yīng)用于湖南沅江西大橋主塔施工中，該施工技術(shù)改進(jìn)了傳統(tǒng)的翻模、滑模等施工方法，具有結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、施工程序簡(jiǎn)煉、提升速度快、倒用方便、經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)[4]。

經(jīng)過(guò)架體結(jié)構(gòu)的受力分析計(jì)算可知，該ZPM-100液壓爬模系統(tǒng)能夠完全滿(mǎn)足施工中安全使用的要求。工程完工后，只需要更改外模面板，此液壓系統(tǒng)的其余部分均可重復(fù)使用，因而此系統(tǒng)還大大降低了施工成本。

液壓爬模系統(tǒng)在湖南沅江西大橋索塔施工中的應(yīng)用，可為國(guó)內(nèi)同類(lèi)型橋梁的施工提供一些借鑒。

[1] 胡文俊,林 強(qiáng),江 海.液壓自爬模在忠縣長(zhǎng)江大橋11號(hào)墩主塔施工中的應(yīng)用[J].世界橋梁，2009(2)：170-171.

[2] 鐘 鳴.液壓爬模系統(tǒng)在金塘大橋橋塔施工中的應(yīng)用[J].橋梁檢測(cè)與加固，2009(2)：88-90.

[3] JGJ 195—2010，液壓爬升模板工程技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 蔣本俊.武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋斜拉橋主塔施工技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2008(4)：206-207.

On application of hydraulic climbing form in cable tower construction of Ruanjiangxi Bridge

Li Bo

(CityCollege,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430063,China)

The paper introduces the design methods for the climbing form in the cable tower system of Ruanjiangxi Bridge in Changde, adopts SAP2000 software to undertake the model establishment calculation of the climbing form system, analyzes the safety of the hydraulic climbing form in the construction of the project, and points out the hydraulic climbing form is featured with high safety, fast promotion and better economic benefits compared with traditional construction schemes.

hydraulic climbing form, cable tower construction, hydraulic oil cylinder, safety measures

1009-6825(2017)14-0178-02

2017-03-08

李 博(1986- )，男，助教

U445

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