探討液壓爬模在兆河特大橋塔柱施工中的應用及總結

宋治明

(安徽虹橋交通建設監理有限公司，安徽 合肥 230000)

液壓爬模系統主要依附于工程結構當中，會隨著結構持續施工呈現出逐層提升的特征，也是一種模板工程體系，具有良好的安全性，能夠實現標準化施工。全面應用于橋墩、大型柱、橋塔等鋼筋砼現澆工程當中，通過在具體工程實踐中不斷總結積累相關施工經驗，為后續工程施工打好基礎。

1 工程概況

兆河特大橋為獨塔單索面斜拉橋，設計長度為2 187m，主橋(150+80)m，主跨為150m鋼箱梁，邊跨為預應力砼箱梁，下接承臺及群樁基礎。矩形獨柱斷面砼橋塔，塔高102.5m，塔尖為錐形鋼結構。

2 液壓爬模在兆河特大橋塔柱工程中的施工方案分析

2.1 主塔施工方案

結合兆河特大橋塔柱工程實際施工需求以及工程結構形式，對應主塔施工可以按照下列工藝實施：第一是塔柱選擇液壓爬模技術施工，對應標準節段相關施工高度在4.5m左右。第二是塔梁聯合段以及邊跨現澆箱梁可以分別施工。第三是內模倒角模板可以選擇鋼模施工，剩余部分選擇木模施工，并在下節段合理預埋相關構件充當基礎受力支撐，上方設置分配梁、底模。

2.2 主塔爬模施工工藝

對主塔實施砼澆筑中，根據垂直高度實施水平分層，塔柱整體分成22個節段，對應標準段高度為4.5m。按照液壓爬模施工需求和工藝特征，下塔柱分成六個節段，首節是4.6m，2到4節的段長是4.5m，5節段長度是3.3m，6節段長度是3.57m。上塔柱可以分成16節，首節長度為4.6m，8到13節長度是4.5m，13到22節段屬于錨索區，對應長度是3.4m、3m、3.74m、 3.8m、4.06m、4.5m、4.5m、4.5m、3.9m(圖1)。

圖1 主塔階段分布圖

勁性骨架整體加工制作中，針對主塔右側專門加工區實施分節段分榀加工，整節段吊裝塔吊，借助角鋼對上下節段實施整體連接。勁性骨架初期安裝中，初步定為對骨架頂層進行測量放線角點，隨后在角鋼內側對同型號短角鋼進行貼焊，充當骨架底口的定位基準，塔吊骨架節段，將底口角點和限位短角鋼緊貼，利用吊垂球措施對整體安裝斜率實施合理控制，定位控制骨架上口。全站儀對勁性骨架四角上口對應三維坐標進行復測，確定位置達到標準后，固定焊接骨架。在鋼筋安裝中，按照主筋、箍筋、拉筋以及防裂網鋼筋的順序進行有序安裝，塔柱鋼筋則是通過塔吊直接提升到工作平臺實施安裝。各層箍筋按照從內到外、從上到下的順序進行綁扎，鋼筋綁扎對應截面鋼筋接頭數量應該控制在斷面鋼筋總量50%以下，鋼筋鄰近接頭間隔超出35d。塔柱外部砼保護層中設置防裂鋼筋網，貼近外層鋼筋設置一層鋼筋網[4]。

塔柱模板安裝中，選擇液壓爬模體系，由模板、預埋件、支架、液壓四個系統構成。內模選擇自主設計的鋼木組合模板，合理設置井筒支持平臺。模板采用木梁膠合板體系，包括吊鉤、連接爪、槽鋼背楞、木工字梁、進口膠合板等部分構成。對應模板高度是4.65m。按照施工圖紙對模板體系進行拼裝。液壓爬架分為上部和下部。下部框架是爬模系統的承重結構。上部框架可為模板和加固工程提供基本工作面，并將下部框架連接至相應的機構。與爬升系統相對應的液壓自動爬升系統包括操作平臺、液壓爬升裝置、導軌、錨固裝置等，液壓頂升系統屬于液壓自動爬升模的基本電源。液壓頂升系統包括上下開關箱和液壓缸。開關箱能有效控制升降架和升降導軌。液壓系統可促進導軌與模板架之間的相互爬升形式，促進液壓沿爬升模板穩定上升(圖2)。

圖2 架體外防護示意

對于低于9節的節段選擇汽車泵實施澆注，超出9節的選擇砼拖泵直接泵送入?！，F場砼可采用鏈條筒在澆筑位置澆筑。鏈筒主要采用薄鋼板軋制，根據要求的高度分段縮短或延長。砼振搗時，應快速插入振搗器，緩慢拉出振搗器。桿頭不得接觸預埋件、模板和鋼筋?？刂普駝影舻男谐涕g距，并將其限制在相應作用半徑的1.5倍左右。等砼澆筑后，在交界面砼強度超出2.5MPa條件下，可以直接利用人工方式對砼表層松軟層以及水泥砂漿實施全面鑿除，鑿毛中對模板保留2cm內，優化接縫外觀。結束鑿毛后通過空壓機對砼實施徹底清理。

2.3 BFQ塔梁結合施工

塔梁現澆段采用鋼管貝雷支架施工，立柱采用630*10mm鋼管，橫梁雙拼Ⅰ56工字鋼，縱梁321貝雷組，分配梁為Ⅰ22工字鋼。施工內容包括設置支架、支架預壓、底模安裝、預埋件安裝、鋼筋加工、芯模安裝制作、砼澆筑、養護管理。支架施工鋼管立柱安裝中，對于貝雷架下方選擇Φ630*10mm無縫鋼管充當支撐立柱，在承臺頂層預埋立柱底板和鋼板連接，鋼管立柱主要安裝流程如下：首先是徹底清理承臺頂層預埋鋼板，并在頂面對鋼管中心點實施測量放樣，堅持以該點為核心刻畫鋼管樁外圓弧部位。根據梁底標高以及鋼板頂部標高，減去砂箱、貝雷架、工字鋼和方木高度以及模板厚度，對鋼管長度進行計算。鋼管毛坯按設計長度找平壓碎；其次，通過履帶起吊鋼管，根據設計位置進行準備，通過電焊徹底固定焊牢鋼板和鋼管。貝雷架安裝中，率先根據設計片數拼裝貝雷片，分組連接，隨后通過50t履帶吊順利安裝定位貝雷架。芯模安裝中，通過地面加工定型，并在橫梁、腹板以及底板結束鋼筋綁扎后將內模板通過吊車運輸至橋面進行人工安裝。在方木中通過竹釘來固定竹膠板制作的內模板。提高模板接縫密實度，避免縫隙和錯臺超出2mm。內模板率先從箱梁下倒角實施拼裝，至箱梁頂板和腹板位置，設置內模支撐盤扣支架，隨后對頂板底模進行拼裝，左幅箱室對應工作口應該遠離電梯安裝區域[5]。

3 兆河特大橋塔柱工程中液壓爬模施工質量控制策略

3.1 施工測量和監控

施工測量重點為保證塔柱各部位幾何尺寸、傾斜度、高程以及平面位置滿足具體設計和規范要求。塔柱施工中的測量難點包括日照、溫差以及風振等狀況，提升塔柱測量控制精確度。對應控制定位包括爬模預埋件、鋼錨梁、索導管、塔柱模板、鋼筋定位、勁性骨架定位等。由于橋梁控制網點與主塔控制點之間的距離為200m～400m，塔柱的施工測量和控制應在布置工作點進行。可直接進行施工測量和控制。隨著塔高的增加，在必要的條件下，可根據所附二次導線，通過一次控制網在主塔周圍密集布置基礎設施。

塔柱相關施工測量重點為基于日照、溫差以及風振條件下，進一步提升塔柱測量精度，具體控制定位包括鋼筋定位、勁性骨架、爬模預埋件、鋼錨梁及塔柱模板定位等?，F場放樣之前，根據圖紙，計算出各節段的軸線點、輪廓點的施測數據，現場采用三維坐標法進行測量，首先對勁性骨架進行定位測量，并測出勁性骨架的軸線點及輪廓點的空間坐標，以此為參照進行鋼筋綁扎及模板安裝，待模板安裝完成后，對模板進行檢查驗收。同時，每節段砼澆注完成后，對空間位置進行觀測，以便為后續施工提供數據。為了克服氣溫及日照等外界條件對放樣點位的影響，測量作業應選擇在氣溫相對穩定、塔柱受日照影響較小的時間段進行，同時塔吊等機械處于停用狀態， 防止發生干擾。據此一般測量時間可安排在早晨8點和下午6點左右。

3.2 塔梁結合段搭設支架

檢測支架材料，未達標不得進場。組織專業施工隊伍搭設支架，按照具體方案嚴格執行，施工中質量督查部門做好基礎巡查工作，施工后由相關負責人和管理者進行驗收組織。檢查內容包括鋼管立柱、砂箱、分配梁、貝雷架、連接花架、橫向連接、設置沉降觀測點，確保相關安裝數量、安裝位置標識以及安裝度符合標準要求。針對鋼管立柱實施準確定位，將中心鋼管位置偏差維持在30mm以內，將豎直度偏差限制在1%之內，不能超出20mm，預防軸線偏位影響鋼管支架應用功能。

3.3 塔柱混凝土防裂措施

(1)優選水化熱低的配合比，摻加粉煤灰、礦粉降低水化熱。

(2)冬季施工加強保溫，延長拆模時間。

(3)夏季施工采取拌和水加冰、骨料降溫等措施，降低混凝土入模溫度。

(4)加強混凝土的養護，主塔節段混凝土采用環向內外自動噴淋養護。

(5)控制鋼筋混凝土保護層厚度，嚴格按設計要求進行控制。

(6)主塔施工分層要兼顧主塔結構，混凝土分節不宜設在截面形式突變等混凝土收縮較大或溫度應力集中的地方。

3.4 節段錯臺控制措施

(1)塔柱節段模板包邊15cm，在新老混凝土交接面下25cm處，每根爬架主背楞下各預留一個爬錐，合模時在爬架主背楞槽鋼中間安裝螺栓與預埋爬錐連接，對接縫模板進行壓緊，避免接縫錯臺、漏漿。

(2)加強模板施工的過程管理，模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩定性，在振搗過程派專人進行檢查模板，防止拉桿松扣，模板外鼓、下沉現象的發生，如圖3所示。

圖3 模板下口加固布置圖

(3)澆筑過程中，安排專人檢查拉桿緊固情況。

4 結 語

綜上所述，在工程項目中全面應用液壓爬模施工技術，可以進一步提升工程整體建設效益，但同時也需要按照高標準要求開展工程施工以及工程監理工作，保障工程監理質量，促進整個監理市場維持規范化的施工操作。文章以兆河特大橋塔柱工程為例，全面總結了液壓爬模施工技術和質量管理經驗，對于提升爬模施工工藝技術水平具有一定意義。