墩身液壓爬模施工技術(shù)在阿墨江特大橋基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

姚紅光 （中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司，河北 唐山 064000）

1 工程概況

阿墨江特大橋跨徑布置為2×32m+（112m+216m+112m）+3×32m，主墩(3#、4#)采用高支座，承臺(tái)底高程全部設(shè)為720.375m，承臺(tái)選擇建造為圓端式承臺(tái)，圓弧半徑為11m，直線部分為28.9m，承臺(tái)厚度為6m。主墩樁基礎(chǔ)為直徑2.5m的鉆孔澆筑樁，側(cè)樁中心線至承臺(tái)端部2m遠(yuǎn)。高墩選用液壓爬模技藝開(kāi)始建造。

2 液壓爬模工作原理

液壓爬模利用對(duì)導(dǎo)軌和爬架的輪流頂升實(shí)現(xiàn)自爬模的頂升，在爬模架、導(dǎo)軌可實(shí)現(xiàn)相互移動(dòng)、爬模架運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)相對(duì)固定的導(dǎo)軌與爬模架全部支立于橋墩預(yù)埋件上。爬升機(jī)件是液壓爬模的重要構(gòu)件，以配備爬升棘爪和H型導(dǎo)軌、爬升箱和液壓缸為主要組成零件，利用爬升箱上部的結(jié)合軸和爬模架垂直主軸承架連接成完整機(jī)體。爬升箱配備有自動(dòng)導(dǎo)向棘爪與聯(lián)動(dòng)導(dǎo)向輪。當(dāng)導(dǎo)軌或架體上升時(shí)油泵發(fā)動(dòng)，因油缸縮動(dòng)，上下爬升箱的棘爪和導(dǎo)輪自行轉(zhuǎn)動(dòng)，沿H形導(dǎo)軌表層的導(dǎo)向板進(jìn)行自行導(dǎo)向、改變方位、自行復(fù)位和自行鎖固，架體或?qū)к壨ㄟ^(guò)伸縮油缸實(shí)現(xiàn)架體上升。

爬模爬升形式取決于液壓爬升系統(tǒng)的輔助動(dòng)力，液壓爬升系統(tǒng)的重要部件為液壓缸與爬升箱，爬升箱便于支配導(dǎo)軌或提升架體，利用液壓爬升系統(tǒng)可以使模板架體和導(dǎo)軌直接形成互爬模式，液壓自爬模系數(shù)穩(wěn)定上升，輕便作業(yè)，爬升迅速，安全指標(biāo)高，建造期間不需要多余起重裝置[1]。

3 施工技術(shù)及質(zhì)量控制

3.1 墩身首節(jié)施工

墩身首節(jié)高程4.6m建造為實(shí)心段。墩身首節(jié)的主要用途是為裝設(shè)攀爬模板制造適宜的建造因素。

①支架搭設(shè)。首節(jié)墩身施工支架選用Ф48×3.5mm鋼管兩排腳手架，立桿的垂直距離為2m，水平距離為1m，內(nèi)部架與結(jié)構(gòu)間隔1m，立桿步距離1.5m。重要作用是短期加固延伸鋼筋和起始部分模板，為模板的支撐、拆卸和攀爬安裝搭建方便的作業(yè)區(qū)域。

②鋼筋。橋墩垂直主鋼筋預(yù)定尺寸選用9m，上下主鋼筋垂直接合點(diǎn)選擇機(jī)械連接方式，連接次數(shù)是同一截面鋼筋總數(shù)的50%。水平和圓形鋼筋選擇單面搭接焊連，搭接長(zhǎng)10d（d為鋼筋直徑）。捆扎鋼筋時(shí)，先將內(nèi)、外主鋼筋延伸后進(jìn)行連接，延伸時(shí)將內(nèi)外主筋依同一方向同步接長(zhǎng)。主鋼筋加長(zhǎng)后將環(huán)向水平鋼筋捆綁在一起，形成鋼筋骨架一體化。

③模板。首節(jié)外模板選擇自爬模外組合模板。在裝設(shè)首節(jié)模板前選用鋁合金條作為斜尺，在橋墩輪廓線上安裝水泥砂漿帶，預(yù)防出現(xiàn)砂漿滲漏情況。在模板下方用木板將其整平。模板外支撐通過(guò)在承臺(tái)表面層埋設(shè)預(yù)埋件用型鋼進(jìn)行支撐。圖1為第一段橋墩的模板支撐示意圖。

圖1 首節(jié)墩身模板支撐示意圖

④預(yù)埋件。將內(nèi)模支撐的錨錐和自爬模上升設(shè)備的錨錐嵌入首節(jié)混凝土中。錨錐組件有傘頭、內(nèi)連桿、錐形接頭、高強(qiáng)螺栓等，錨錐是自爬模系統(tǒng)總體的主要承重構(gòu)件。用堵頭螺栓將錨錐與外部復(fù)合模板相互加固在一起，并在關(guān)模后注入混凝土?xí)r將其嵌入混凝土中。脫模時(shí)拆除對(duì)拉螺桿和堵頭螺栓，將模板拉離混凝土表面，并裝設(shè)連接螺栓。

3.2 液壓爬模組裝施工

①三腳架。備好兩塊300mm×2440mm的木板，參照爬錐的中間距放置在平面上。確保兩軸線完全處于平行狀態(tài)，軸線與板的角度為90°，兩對(duì)角線偏差在2mm內(nèi)。三腳架倒放在木板的軸上，并裝設(shè)后移橫梁和設(shè)備，使三腳架的中到中距離和首次灌澆時(shí)爬錐的中到中距離相等，兩個(gè)三腳架之間的對(duì)角線偏差在2mm內(nèi)。

②平臺(tái)板。保證平臺(tái)平坦且堅(jiān)固，在與部件沖突位置開(kāi)孔，以此保證架體使用。此外，重新調(diào)整兩個(gè)三腳架的中到中間距，以確定首次灌澆時(shí)爬錐的中到中間距是否與其間距相同。

③吊裝三腳架。吊起組裝好的框架，平穩(wěn)地掛于第一次澆筑時(shí)預(yù)埋好的受力螺栓（掛座體）上，加插安全銷。

④拼桁架、安裝操作平臺(tái)。將三根木梁置于模板下，再將桁架、斜柱、平臺(tái)桿與模板連接，密切關(guān)注背楞調(diào)整器和模板背楞支撐情形。裝設(shè)背楞波紋管固定件時(shí)，使用鋼管固定件將平臺(tái)立柱連合固定，并增加斜拉鋼管。保證平臺(tái)平整、堅(jiān)固，與構(gòu)件沖突的地方要打孔，以保證架體使用。

⑤起吊模板和桁架。吊起組裝好的模板，并將其裝到三腳架的后移動(dòng)設(shè)備上。使用斜撐調(diào)整角度，修正模板狀態(tài)。

3.3 爬架安裝

①首節(jié)混凝土澆筑后的安裝。首段混凝土澆筑完成后，爬模安裝組件是第二段混凝土澆筑的重要組件，裝設(shè)次序依次為錨板、錨靴、承力架、活動(dòng)模板支架、爬升架以及里面和里外模板[2]。選擇塔式起重機(jī)為協(xié)助工具，將第一段混凝土內(nèi)外模板拆除并吊起。當(dāng)拆除后的混凝土強(qiáng)度達(dá)到20MP時(shí)，利用螺栓將錨板與埋設(shè)錨錐相連，懸掛在錨靴上，并裝設(shè)單個(gè)承重框架，隨后將主梁放置在承重架上，并安裝活動(dòng)模板支架、爬坡架和分配梁，鋪架木面板最后成為平臺(tái)。貼合裝設(shè)內(nèi)外模板并將其調(diào)整到最佳狀態(tài)，將下一段需要的錨錐預(yù)先嵌入固定在內(nèi)、外模板上，澆筑第二段混凝土。其內(nèi)模板由預(yù)設(shè)嵌入的內(nèi)錨錐支撐。

②第二節(jié)段施工。封閉第二段模板前，參照鋼筋混凝土施工規(guī)范將各段之間的建造連接縫進(jìn)行刨毛。利用調(diào)節(jié)爬架活動(dòng)板支架使模板調(diào)整至所需狀態(tài)后，在合模前將模板底部密封，預(yù)防滲漏現(xiàn)象，即在內(nèi)外側(cè)壁上貼海綿條后再合模夾緊。其余按一般常規(guī)方法由上至下進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑方法與首節(jié)空心段澆筑相同。

③墩身第二節(jié)段混凝土澆筑后的安裝。待第二段混凝土符合脫模要求強(qiáng)度后，卸去對(duì)拉螺栓和錐塞堵頭螺栓，利用活動(dòng)模板支撐齒輪和齒條支架進(jìn)行脫模，模板至混凝土表面存在一定空間。第二段混凝土強(qiáng)度超過(guò)20MPa后，通過(guò)預(yù)埋錨錐將錨固靴附著在錨板上。隨后按順序裝設(shè)調(diào)整攀爬設(shè)備、軌道、下支撐。

3.4 墩身正常節(jié)段施工

①爬架爬升。在攀爬架自行攀爬之前必須先在軌道上爬行。軌道爬升過(guò)程如下：確定混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)→裝設(shè)上錨板和錨靴→調(diào)節(jié)前進(jìn)設(shè)備，保持?jǐn)[桿恒定向上→開(kāi)啟液壓缸加油閥門控制柜→打開(kāi)液壓控制柜→卸下頂面楔形塊→爬升軌道→加入楔形塊→閉合液壓缸上的進(jìn)油閥，閉合液壓控制柜，關(guān)閉電源→裝設(shè)下支架。

軌道爬升完需要運(yùn)行爬升架，按照前面的步驟操作爬升架進(jìn)行爬升。

②鋼筋。裝設(shè)鋼筋時(shí)實(shí)行兩步掌控，第一步是將主鋼筋的節(jié)點(diǎn)和主鋼筋與箍筋的間隔距離控制在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，同時(shí)監(jiān)測(cè)鋼筋使用量，以防丟失鋼筋；第二步，在完成模板安裝定位后，二次檢查和調(diào)整內(nèi)外兩側(cè)鋼筋之間的距離和保護(hù)層的厚度。鋼筋在施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制后，由起重機(jī)或塔式起重機(jī)運(yùn)送到墩體進(jìn)行捆綁。

3.5 墩身混凝土澆筑及養(yǎng)生

對(duì)于墩身的混凝土注入，選用吊車或塔吊配料斗、串桶注入，若不能達(dá)到吊車或塔吊架設(shè)施工要求，則選用高壓混凝土泵泵送混凝土。如果混凝土澆筑高度超過(guò)2m，應(yīng)選擇串筒下料，預(yù)防分離。振動(dòng)選用插入式振動(dòng)器進(jìn)行，插入點(diǎn)交錯(cuò)排列。插入點(diǎn)之間的距離在作用半徑的1.5倍內(nèi)為最佳，應(yīng)按特定方向依次振動(dòng)，不應(yīng)隨機(jī)振動(dòng)。

3.6 墩系梁及中橫隔板施工

模板上升到墩架梁和橫隔板點(diǎn)，中斷施工，拆卸內(nèi)模，搭建墩系梁和中橫隔板選擇牛腿支架，選用焊接牛腿支架，在其中施工完成的混凝土中埋設(shè)1cm厚鋼板，1cm鋼板焊接牛腿（支架采用I28a鋼制造工藝），單個(gè)雙薄壁墩分配梁5道，牛腿10個(gè)，空心墩每80cm距離分布分配梁，桁架支腿和外模板埋設(shè)的鋼板焊連，裝飾桁架梁的分配梁材料選用木材，模板組裝采用竹膠板，平接縫緊密，涂抹脫模劑粘結(jié)加固鋼筋，后進(jìn)行檢驗(yàn)，裝設(shè)外模板、圍帶、模板加固架，澆筑混凝土，保證硬化強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3.7 墩頂實(shí)心段施工

橋墩的頂部堅(jiān)固部分選擇提前嵌入牛腿托架的方法進(jìn)行，橋墩建造過(guò)程中，在橋墩?qǐng)?jiān)硬部位下方2m、2.6m處橋墩內(nèi)依次埋設(shè)0.5m×0.5m×0.01m的鋼板，用以焊接牛腿托架。牛腿托架橫向、斜向采用I28工字鋼，托架上鋪設(shè)I25a工字鋼作為縱梁。隨后將底模放置到上面，底模鋪設(shè)完成后裝設(shè)實(shí)心段鋼筋，灌澆首層混凝土，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的75%后，進(jìn)行頂部余下實(shí)心部分的澆筑。后澆筑墩身混凝土重量依靠已經(jīng)澆筑1m高段形成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐及原有底模支撐，養(yǎng)護(hù)后先澆段和后澆段形成一體。

4 結(jié)語(yǔ)

作為高空作業(yè)的新型建造模板方式液壓爬模，在現(xiàn)代是一種比較合適的高橋墩建造模板，特點(diǎn)有建造循環(huán)時(shí)間短，人工損耗少等，參照此項(xiàng)目，將高橋墩體建設(shè)項(xiàng)目中爬模建造工藝進(jìn)行研究剖析，以期為相關(guān)項(xiàng)目提供參考借鑒。