斜拉橋主塔爬模爬架施工技術

摘要 石家莊學府路跨太平河橋梁主橋是160 m+140 m獨塔鋼箱梁空間索面斜拉橋，主塔采用爬模爬架施工技術，以此工程為例，圍繞主塔的施工進行研究，主要探討了液壓爬模系統的構造和施工過程兩大方面的內容，最終取得了良好的施工效果，通過實踐證明了爬模爬架施工技術的優越性和可行性。

關鍵詞 橋梁施工；斜拉橋；液壓爬模；主塔施工

中圖分類號 U445文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）02-0117-03

0 引言

隨著我國公路建設的迅速發展，公路方面的施工技術也日益成熟。液壓爬模施工技術具有操作簡單、自動爬升、外觀質量好、施工效率高等優點，在很多大中型橋梁工程施工中得到了廣泛應用[1]。因此，該文結合實際工程，探討液壓爬摸技術在斜拉橋主塔施工中的應用，以此證明該技術的可行性和優越性。

1 工程概況

石家莊學府路跨太平河橋梁工程長570 m，其中主橋長300 m，寬46 m，為160 m+140 m獨塔鋼箱梁空間索面斜拉橋，橋下凈空3 m。

主塔總體：索塔設計為異形索塔，人字形橫橋，從下至上分為塔座、下、中、上塔柱與塔冠5個部分。橋塔承臺以上高度為102.749 m，其中，塔冠及上、中、下塔柱高度分別為5.295 m、45.551 m、28.439 m、21.461 m，塔座高2.01 m。索塔露出橋面87.98 m，高跨比為0.639，塔底左右塔柱中心間距47.795 m。塔冠縱橋、橫橋向長、向寬分別為6.78 m、5.95 m；兩個塔柱由塔高54.8 m處的位置向下分叉而成，橫橋向寬均為4.28 m，橋塔結構中心線在離塔座頂部11.98 m處發生漸變，漸變的曲率半徑大小為399.98 m，塔座頂部往下11.98 m均為直線，塔底縱、橫向分別為8.5 m、7.5 m。

2 液壓爬模系統構造

2.1 液壓爬模系統組成

液壓爬模系統由液壓動力裝置、模板、預埋件、附墻裝置、導軌以及支架等6部分組成[2]。

該項目液壓自爬模架體系的外模操作平臺分為5部分，具體如圖1所示。

上架體頂面布置鋼筋綁扎平臺①，此平臺的主要作用是提供綁扎鋼筋的場地；模板操作平臺②位于上架體中間部位，其主要作用是提供裝配與卸除對拉螺桿的相關施工場地；主操作平臺③位于上架體底部，是進行合模、退模的操作平臺，其承擔著上下架體連接與固定的作用；液壓操作平臺④位于主操作平臺下方，在此平臺上可以進行施工必要的液壓操作，同時可實時監測液壓設備的運行狀態；吊平臺（修飾平臺）⑤則是負責進行施工人員的運輸工作，爬架爬升至預定位置后，施工人員通過此平臺上升或下降，實施預埋爬錐的拆除和爬錐空洞的修補工作。

2.2 模板配置

模板體系包括橫向背楞、H20木工字梁、專用連接件、進口維薩模板4部分[3]。木工字梁（也稱豎肋）的兩端安裝有吊鉤，連接面板與豎肋時用到自攻螺絲，其能夠通過連接爪與雙槽鋼背楞（也稱橫肋）拼接。對于不同的模板需要進行連接時，通常采用芯帶，在此基礎上，額外增加芯帶插銷可以更好地避免模板間的相對位移，提升連接穩定性。模板可選擇裝卸式木梁直模板，利用這種模板可以更為方便地進行現場模板拼裝，其拼裝的整體也更具有靈活性。

（1）下塔柱模板的配置。同時澆筑主塔下塔柱、塔座和橋墩，并根據現場工況分3次澆筑。1次澆筑塔座部分，塔座之上部分進行2次澆筑，厚度分別為4.2 m和4 m。支墩處配置1塊圓弧模板，塔柱外模配置5塊模板，內模側面采用中塔柱內模。共有M1、M2、M3、M4四種塔柱模板，ZDM1、ZDM2、YHM1三種墩柱模板，并對M4模板背楞進行分段處理。

未安裝液壓爬模裝置時，由于橋塔向內傾斜，故橋塔施工1～5段時，加以輔助支撐。支撐分2段設計，橋塔1節段和2節段與橋墩一起施工，此時僅需支撐橋墩外側的塔部分。橋塔3～5節段施工時需支撐橋塔橫橋向內側面。

（2）中塔柱模板的配置。中塔柱外模由下塔柱模板大部分裁剪改裝倒用。

（3）上塔柱模板的配置。上塔柱塔身模板由中塔柱模板改裝倒用。合龍段部位側面模板采用支墩模板以及塔柱順橋向仰面模板倒用，內側模板利用膠合板。塔柱內筒因鋼錨箱安裝，此處模板需現場加工。合龍段側模采用M4以及ZDM2拼裝，并隨著截面收縮進行裁剪。

3 液壓爬模施工技術

3.1 模板拼裝

（1）拼裝平臺。設計的自攻螺絲安裝在模板正面，故平臺的高度宜處于200～400 mm之間，平臺利用工字鋼或者槽鋼組裝而成，需滿足穩固、安全的要求。

（2）槽鋼橫肋安裝。參照設計圖紙間距，標記出橫肋定位線，并測量對角線長度，使得任意兩條橫肋組成的長方形對角線相等。

（3）安裝木工字梁豎肋。將2根木工字梁分別裝配至橫肋兩側相同距離，利用連接爪固定。2根木工字梁相同端用細線連接，利用此細線作為基準線，固定其余木工字梁。在安裝吊鉤時，使用連接爪連接其兩側，兩邊的連接爪使之固定于木梁內側，并按照交錯分布的形式完成余下的連接爪安裝。隨后安裝吊鉤，安裝時需要確保木梁腹板指接縫與最近的吊鉤孔距離超過1.5 m，此外木梁還需被吊鉤與鋼板夾緊，而鋼板的大小應與木梁盡可能相等，孔位應對齊，最后螺栓固定。

（4）面板鋪設。共計有4塊面板，將其依次鋪裝后，利用測量儀器進行面板的測量，計算出需要的孔位。第1塊面板應在四角引孔，并在孔內釘入鋼釘來實現定位，鋼釘應保持合理的釘入深度，在此基礎上依靠自攻螺絲固定，使之擁有較高的穩定性且避免損壞面板。第2塊面板鋪裝時，需考慮其與第1塊面板的接縫是否對齊，盡可能保持較小的縫隙，并在縫隙中填入玻璃膠。第3塊與第4塊面板也按照第2塊的方式進行鋪裝，全部鋪裝完畢之后擦拭4塊面板的表面，并檢查是否有不平整的區域，若有則需要用原子灰進行補平操作。木梁長度小于面板時，可在端頭增加木方，這樣能夠使模板頂部剛性提高，較好地保護了模板背面，也可以使面板和木梁貼合更為緊密，避免不必要的偏移。

（5）打對拉螺桿孔。參考設計圖進行開孔器安裝，利用墨斗彈線標記出對應孔位，偏差＜2 mm。電鉆垂直于模板進行開孔，最后還需進行刷漆處理，以確保孔內壁和孔沿良好的防水性，避免出現滲水膨脹事故。

（6）堆放模板。用記號筆標記已組裝的模板，避免模板過多和混用。堆放模板的場地應平坦、堅實，周圍環境干燥、通風。模板下方用2～3塊木方墊起，通常堆5～6層模板。用帆布遮蓋，避免模板受到雨淋和暴曬。

（7）陽角處模板。利用斜拉桿進行連接，角部成企口形式，為了防止模板角部出現脹開、漏漿現象，則應將角部設計為企口，斜拉桿的受力方向應為45 °，如圖2所示。

（8）模板裁剪。塔柱截面變化時，模板需根據塔柱線形由上一節段模板進行裁剪改裝[4]。上節段塔柱混凝土澆筑完成，拆除模板后，拆除內、外模板，用塔吊吊運至模板加工場地進行裁剪，并重新按模板拼裝方式調試。按照規范要求驗收后，再吊運安裝至液壓自爬模架上進行上一節段施工。

（9）面板修復。退模后，用軟刷帶水清洗模板。若發現模板存在小孔洞，用對應尺寸的圓木堵上，再刮圓子灰。若出現大面積損壞，應把面板吊到地面重新組裝，如圖3所示。

3.2 塔柱分層及爬升軌跡

根據主塔結構圖，主塔除塔冠外分成24個節段。縱橋向仰爬面布置3榀爬模機位，俯爬面2榀爬模機位，間距2.6 m；橫橋向兩個面，每面布置2榀爬模機位，間距1.8 m。塔柱順橋向俯爬面計劃第4節澆筑完成后安裝架體，仰爬面計劃第3節澆筑完成后安裝架體。合龍段側面架體采用仰爬面架體進行改制，每面采用2榀架體，完成16節澆筑后安裝，爬至第18節，可對19層合模，上平臺可作為20層施工平臺。21層可采用塔柱和橫橋向爬架作為平臺使用。

3.3 液壓爬模安裝與爬升

液壓自爬模架組拼，上、下架體間通過銷軸連接。組拼流程：安裝下架體三腳架—安裝主操作平臺，平臺跳板鋪裝（鋼材選型為199.98 mm×199.98 mm H形鋼）—后移裝置裝配—上架體裝配與鋪裝跳板和槽鋼橫梁—模板裝配—澆筑合模—退模操作，導軌裝配，架體爬升—吊平臺裝配—合模澆筑。

利用液壓油箱可以較好地進行自爬模的頂升，其原理主要是利用導軌與爬模架的相互運動交替頂升來實現自爬模的頂升。爬升前，導軌和模架處于相對靜止狀態，并都支撐在埋件支座上方。退模后，在爬錐上依次安裝埋件支座、掛座體和受力螺栓，調節上下換向盒舌體完成導軌頂升。當導軌頂升至埋件支座時，將露出的爬錐以及埋件支座進行移除。解除爬模架的拉結，使爬模架頂升，此時的導軌是靜止的，然后啟動油缸并調節上下換向盒舌體，使導軌和爬模架依次附墻，依靠墻壁保持相對靜止來提升對方，最終爬模架爬升至爬錐上指定位置。

需要注意的是，在液壓爬模安裝前，應先對基礎進行檢查和驗收，確保基礎混凝土的強度、平整度和垂直度均符合設計要求。按照設計圖紙和廠家提供的組裝說明書，將液壓爬模的各個部件進行組裝，包括模板、支撐系統、液壓系統、控制系統等。在混凝土結構上安裝軌道，軌道應與液壓爬模的承重結構相連，以確保爬升過程中的穩定性。將承重架與軌道連接，承重架應能夠承受液壓爬模的重量和施工過程中的荷載。在液壓爬模安裝完成后，進行試運行，檢查液壓系統、電氣系統、控制系統等是否正常。在混凝土澆筑前，操作液壓爬模上升至設計位置。上升過程中，應控制液壓爬模的上升速度，確保安全穩定。在液壓爬模內進行混凝土澆筑，澆筑過程中應嚴格按照施工方案進行，確保混凝土的質量和均勻性。混凝土澆筑后，進行養護，確保混凝土的強度發展。在混凝土強度達到規定要求后，操作液壓爬模下降，以便進行下一層的施工。

3.4 液壓爬模拆除

（1）若混凝土強度＞15 MPa，即可進行拆卸工序（包括陽角斜拉桿與對拉螺桿）。將后移安全銷取出，使模板后移0～598 mm，移動完成后再將其插回，最后將模板的主背楞連接器拆卸，并用塔吊將其吊至施工區域。

（2）上平臺應在塔吊作用下吊升至施工位置，若吊裝時塔吊承受力超出其最大承受力，可拆除并分批次吊裝平臺中的花紋鋼板和槽鋼。

（3）導軌被抽出后，為了避免發生不必要的形變，應將其放置在較為水平的區域。

（4）若實際吊裝時，塔吊承受力大于吊平臺與三腳架平臺重量之和，則可以將兩平臺一次性吊起；承受力小于兩平臺重量之和則須分多次吊起，首先應拆除單榀爬模下架體與其他爬架連接的平臺梁和木方板，依次吊裝此榀爬模下架體與爬模，按照這種方式再將剩下的架體依次吊裝。

（5）對埋件掛座系統進行拆卸時應使用專業吊裝工具。

4 結語

由于主塔在斜拉橋的受力平衡中起到了非常重要的作用，要求其具有高強度并兼顧耐久性，從而對主塔的施工提出了較高的要求。在國內斜拉橋主塔施工中，液壓爬模是一項比較先進的技術，不僅對工期有保障，而且有利于保證施工人員的安全。該文通過石家莊學府路跨太平河橋梁工程的實踐，論證了該技術的可行性，可在今后其他類似工程中應用。

參考文獻

[1]劉義才. 斜拉橋主塔液壓爬模施工技術研究[J]. 四川建材， 2018（7）： 117-118.

[2]尹本文， 謝瑾榮， 程曄. 東平水道斜拉橋主塔液壓爬模靜強度及局部穩定性[J]. 工程建設與設計， 2013（1）： 128-132.

[3]劉翔， 劉佩斯. 跨穗鹽路斜拉橋主塔施工技術[J]. 價值工程， 2017（14）： 92-95.

[4]劉貴龍. 350 km/h高速鐵路矮塔斜拉橋主塔液壓爬模施工技術[J]. 價值工程， 2022（16）： 102-104.

收稿日期：2023-10-25

作者簡介：唐宇（1994—），男，本科，助理工程師，從事公路及市政工程施工技術、管理方面的工作。