許林軍XU Lin-jun

（中鐵二十五局集團(tuán)第二工程有限公司，南京 210046）

1 項(xiàng)目概況

重慶合川至四川安岳（重慶段）高速公路洞坡嶺大橋橋梁中心里程為K37+178，孔跨為4×40m。橋梁2號(hào)墩墩高64.7m，左右幅墩身均采用雙肢薄壁墩（1.8×8.5m），雙肢間的凈距為4.4m。雙肢薄壁墩具有壁薄、高墩等特點(diǎn)，施工技術(shù)難度大，定位精度要求高，施工投入大，是本項(xiàng)目施工所面臨的重難點(diǎn)。

2 模板方案選擇

對(duì)于該類型的雙肢薄壁高墩施工常用的工法有滑模、翻模和爬模。本項(xiàng)目邀請(qǐng)技術(shù)專家對(duì)上述3種類型的工法進(jìn)行適用性綜合評(píng)估，評(píng)估的重點(diǎn)為技術(shù)可行、施工安全、質(zhì)量保證、工期保證及施工造價(jià)等方面。然后結(jié)合本項(xiàng)目施工團(tuán)隊(duì)的施工經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)儲(chǔ)備、管理經(jīng)驗(yàn)和模板技術(shù)的最新發(fā)展與進(jìn)步情況，最后得出采用液壓自爬升模板系統(tǒng)的結(jié)論，本項(xiàng)目根據(jù)具體情況，對(duì)液壓爬模結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化，其基本參數(shù)如下。

①架體系統(tǒng)。

架體橫梁支承跨度：2.35m（埋件支座的橫向間距）；

外架體主體高度：約10.2m；

外架體寬度：外側(cè)中間主平臺(tái)2.0m，內(nèi)側(cè)中間主平臺(tái)因受橋墩雙肢間凈空所限，其寬度設(shè)為1.35m，上操作平臺(tái)1.0m，下操作平臺(tái)1.0m。

②液壓自爬模系統(tǒng)。

額定工作壓力：7MPa；油缸行程：30mm；伸出速度：380mm/min；頂升油缸額定推力：100kN；串聯(lián)雙油缸不同步差：≤20mm。

③爬升機(jī)構(gòu)。

爬升機(jī)構(gòu)有自動(dòng)導(dǎo)向、液壓升降、自動(dòng)復(fù)位的鎖定機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)架體與導(dǎo)軌互爬的功能。

3 液壓自爬升模板系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)要求

3.1 模板設(shè)計(jì)

通常爬模面板采用竹膠板，豎背肋為50×100木枋，橫肋為2[12槽鋼等，雖制作簡(jiǎn)便，但質(zhì)量受施工人員影響大。本項(xiàng)目使用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)維薩板（厚度18mm）作面板。豎肋為木工字梁（型號(hào)H20），采用地板釘將維薩板固定在木工字梁上。木工字梁外側(cè)為橫肋雙[14槽鋼]，使用連接爪將木工字梁與豎肋連接。相鄰模板間橫肋設(shè)芯帶聯(lián)接，用特制芯帶銷插使模板連接成安全、穩(wěn)固的承載整體。陽(yáng)角設(shè)置拉桿45度斜拉連接，可有效確保陽(yáng)角不脹模、不漏漿。模板高度為4.65m，一次澆筑的墩身節(jié)段高4.5m；墩身長(zhǎng)邊配備2塊尺寸為4.25m×4.65m的模板（如圖1所示），短邊采用整塊尺寸為1.8m×4.65m的模板。

圖1模板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

3.2 液壓自爬模系統(tǒng)設(shè)計(jì)

模板的液壓自爬系統(tǒng)主要由錨固機(jī)構(gòu)、爬升導(dǎo)軌、液壓爬升機(jī)構(gòu)及施工平臺(tái)等四部分構(gòu)成，如圖2所示。

圖2模板液壓自爬系統(tǒng)構(gòu)造示意圖

3.3 錨固機(jī)構(gòu)

錨固機(jī)構(gòu)將架體安全錨固在橋梁墩身上。其由埋件板、高強(qiáng)螺桿（D20）、爬錐（M30/D20）、承力螺栓和埋件支座等構(gòu)成。

①埋件板、螺桿。

為了確保錨固機(jī)構(gòu)具有足夠的承力能力，且外形尺寸小，以降低埋件安裝位置與墩身鋼筋位置的干擾程度，采用抗拉強(qiáng)度大的高強(qiáng)螺桿。

通過承載驗(yàn)算以確定高強(qiáng)螺桿的直徑、長(zhǎng)度，埋件板尺寸，拉桿長(zhǎng)度等。

②爬錐及安裝螺栓。

爬錐為采用高強(qiáng)度鋼材制作的錐形螺帽。在合模后，澆筑混凝土之前，將錨固機(jī)構(gòu)的預(yù)埋件（如圖3所示）按設(shè)計(jì)位置預(yù)埋。

圖3錨固機(jī)構(gòu)預(yù)埋件實(shí)物圖

③承力螺栓。

承力螺栓將爬模系統(tǒng)的所有荷載傳至已完成澆筑的墩身上。其材質(zhì)需經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理。并采用超聲波探傷，確保螺栓無(wú)裂紋或其它影響安全使用的缺陷后方可使用。

④埋件支座。

埋件支座為關(guān)鍵傳力構(gòu)件，其承受爬模所有荷載并通過承力螺栓傳至墩身。對(duì)其抗拉、抗剪及抗彎性能要求高。本項(xiàng)目使用了某性能優(yōu)越的專利產(chǎn)品，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，以確保安全。

埋件支座是多次周轉(zhuǎn)使用，施工時(shí)及時(shí)拆除。

⑤錨固機(jī)構(gòu)安裝技術(shù)要點(diǎn)。

高強(qiáng)螺桿與埋件板在端面的交合部采取焊接固定，以防止在施工期間受墩身砼澆筑振搗等外力作用而出現(xiàn)埋件板與螺桿松脫現(xiàn)象，避免出現(xiàn)承力不足的安全隱患。

在高強(qiáng)螺桿擰入爬錐的節(jié)段上涂抹黃油，以避免砼澆筑時(shí)砼漿滲入間隙處，出現(xiàn)難以拆卸爬錐的問題。

爬錐為周轉(zhuǎn)使用，預(yù)埋前采用單面膠紙將其與砼接觸的表面包裹好，使爬錐與砼隔離，以確保爬錐能夠拆卸。

安裝方法：將錨固機(jī)構(gòu)的預(yù)埋件置于模板內(nèi)的設(shè)計(jì)位置，從模板外將安裝螺栓擰入爬錐，并擰緊即可。

3.4 導(dǎo)軌

導(dǎo)軌采用1組梯檔（梯檔間距30cm）與2[18槽鋼組焊而成。是爬模系統(tǒng)架體豎直爬升的軌道。

3.5 液壓爬升系統(tǒng)組成

爬升機(jī)構(gòu)由液壓泵、油缸、上下?lián)Q向盒4個(gè)部分構(gòu)成。以完成澆筑的墩身（砼強(qiáng)度超過20MPa）作為承載體。利用千斤頂和上下?lián)Q向盒（在液壓油缸上下各設(shè)1個(gè)）棘爪方向的變換，達(dá)到爬升導(dǎo)軌和爬升架體的功能轉(zhuǎn)換，無(wú)需外部起重設(shè)備而能自爬。本項(xiàng)目擇優(yōu)采用了蘇州拓恒建筑科技有限公司研制的TSC80液壓爬升系統(tǒng)（如圖4所示）。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，爬升速度快且平穩(wěn)，模板定位精確。

圖4液壓泵和油缸安裝示意圖

3.6 爬模操作平臺(tái)

爬模外側(cè)設(shè)置施工所需的各類操作平臺(tái)。平臺(tái)采用型鋼制作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需通過承載驗(yàn)算。嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)置安全防護(hù)措施。

4 墩身砼澆筑順序

①第1節(jié)段砼澆筑。

在制作平臺(tái)上進(jìn)行模板的加工和制作，按設(shè)計(jì)圖紙對(duì)制作的模板進(jìn)行尺寸及外觀檢查合格后，在墩位處支模并加固。按圖紙要求進(jìn)行爬模埋件的安裝后，進(jìn)行墩身第1節(jié)段砼澆筑，澆筑高度為4.5m。

埋件的安裝質(zhì)量影響到后續(xù)爬模的安全及正常使用。預(yù)埋的爬錐等埋件需處于同一水平面內(nèi)。埋件處的墩身加設(shè)環(huán)狀筋及鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)，安裝好的埋件由專人負(fù)責(zé)質(zhì)量檢查，并簽認(rèn)確認(rèn)，以確保埋件無(wú)誤。埋件預(yù)埋入墩身的長(zhǎng)度需超過43cm，并按要求涂黃油及爬錐包裹保護(hù)。加強(qiáng)埋件周邊砼的振搗密實(shí)，確保埋件嵌緊牢固，在安裝承力螺桿及支座前，檢查預(yù)埋爬錐的狀況，如有變形及其它影響使用的缺陷，進(jìn)行報(bào)廢處理，并采取有效的補(bǔ)救措施。

②安裝節(jié)段及第2節(jié)段砼澆筑。

第1節(jié)段的砼強(qiáng)度滿足要求（10MPa）后，進(jìn)行模板的拆除及安裝埋件支座等附墻構(gòu)件，附墻構(gòu)件的安裝以銷孔為基線，須處于同一水平面上。確保同一機(jī)位的附墻構(gòu)件處于同軸線上。兩機(jī)位的附墻構(gòu)件安裝的相對(duì)中心誤差不得超過2mm。附墻構(gòu)件安裝完成并檢查無(wú)誤后，安裝架體。因第1段墩身高度僅為4.5m，僅能組裝主平臺(tái)與次平臺(tái)。在起重設(shè)備吊裝能力允許的情況下，架體盡量在地面上組裝成整體，確保安裝質(zhì)量的同時(shí)減少高空作業(yè)。在中間主平臺(tái)上將模板按安裝次序擺放，隨后安裝模板后移機(jī)構(gòu)，相鄰機(jī)位間加設(shè)系桿，以確保相對(duì)位置。按圖示位置正確安裝后移機(jī)構(gòu)后，平穩(wěn)吊起模板并就位，與架體聯(lián)接固定。啟動(dòng)模板后移裝置進(jìn)行試運(yùn)行，以檢測(cè)機(jī)構(gòu)各組成部分是否平穩(wěn)、順暢的運(yùn)行。隨后進(jìn)行第2節(jié)段墩身爬錐等埋件的安裝及合模，模板及埋件經(jīng)校正及加固后，澆筑墩身第2節(jié)高4.5m砼。

③第1次爬升及第3節(jié)段砼澆筑。

第2節(jié)段的砼強(qiáng)度滿足要求（10MPa）后，拆模并后移50cm～60cm，用插銷鎖緊模板后移機(jī)構(gòu)，以防自行滑動(dòng)。

安裝墩身第2節(jié)段的附墻構(gòu)件。清理、修整模板表面、涂刷脫模劑。將模板前移至距墩身砼面約20cm，鎖緊移模機(jī)構(gòu)。砼強(qiáng)度達(dá)20MPa后，實(shí)施第1次爬升。爬升到標(biāo)高后，插入方銷，固定架體。安裝第3節(jié)段的預(yù)埋件，隨后合模，進(jìn)行第3節(jié)段砼澆筑，爬模安裝、提升及墩身第1、2、3節(jié)段砼澆筑流程如圖5所示。

圖5爬模安裝及提升流程圖

④安裝吊平臺(tái)及進(jìn)入正常爬升循環(huán)。

第1次爬升到位后進(jìn)行吊平臺(tái)的拼裝。至此，完成所有架體的拼裝，進(jìn)入正常爬升循環(huán)。正常爬升流程為：完成1節(jié)4.5m墩身砼澆筑→拆模后移→綁扎下節(jié)墩身鋼筋→附墻構(gòu)件安設(shè)→導(dǎo)軌爬升→架體提升→清理、修整模板，表面涂脫模劑→將預(yù)埋件安裝在模板表面→合?！丈眄艥仓Ｅ滥Ｅ郎h(huán)流程如圖6所示。

5 液壓爬模的施工操作要點(diǎn)

5.1 導(dǎo)軌爬升

①導(dǎo)軌提升需確認(rèn)墩身砼強(qiáng)度超過20MPa。進(jìn)行導(dǎo)軌爬升前，安裝上方附墻構(gòu)件，并核對(duì)是否與設(shè)計(jì)位置一致，如安裝位置有偏差，調(diào)整至合格位置；附墻構(gòu)件裝設(shè)完畢后，由技術(shù)人員檢查安裝情況；導(dǎo)軌用干凈棉紗擦抹后在表面涂抹潤(rùn)滑油；由專人操作液壓泵，且現(xiàn)場(chǎng)設(shè)爬升總指揮進(jìn)行統(tǒng)一指揮及協(xié)調(diào)；爬升指揮長(zhǎng)及平臺(tái)上的操作人員各配1臺(tái)對(duì)講機(jī)，采用專用頻道進(jìn)行通訊。②確認(rèn)達(dá)到爬升條件后，開啟油泵進(jìn)油閥門，通過控制柜啟動(dòng)油泵，卸下承重銷及導(dǎo)軌頂端的安全銷，開始爬升導(dǎo)軌。③由指揮長(zhǎng)發(fā)出指令，所有機(jī)位同時(shí)開始爬升。完成1個(gè)行程的爬升后，操作人員用對(duì)講機(jī)通訊，確認(rèn)上下?lián)Q向盒都到位后，方同步開始下1行程的爬升。④當(dāng)爬升接近上部埋件支座時(shí)，暫停爬升，檢查埋件支座的導(dǎo)軌槽是否與導(dǎo)軌對(duì)齊，如存在偏差，則調(diào)整下部的支撐腳進(jìn)行對(duì)位。⑤導(dǎo)軌爬升到標(biāo)高后，從右往左將楔形插銷插入導(dǎo)軌頂部，降落導(dǎo)軌，使楔形插銷完全支撐在埋件支座上。⑥關(guān)閉油泵進(jìn)油閥，關(guān)閉電源，完成導(dǎo)軌一個(gè)循環(huán)的爬升。將下層埋件支座、預(yù)埋爬錐拆除周轉(zhuǎn)使用，修補(bǔ)墩身的螺栓孔。

圖6爬模爬升循環(huán)流程示意圖

5.2 架體爬升

①架體爬升前將架體上的非必要重物（鋼筋、電焊機(jī)、氧氣瓶、乙炔瓶等）清理干凈；抬起導(dǎo)軌底部支撐腳，將支撐腳旋出，直至抵緊墩身砼面；收回承重架下的支撐腳；檢查電纜是否有足夠盈余長(zhǎng)度；確認(rèn)架體長(zhǎng)邊與短邊的所有聯(lián)接是否解除，檢查安全繩是否按要求套牢。

②架體爬升的通訊、指揮、流程與導(dǎo)軌爬升相同，架體爬升到要求高度后，及時(shí)將承重插銷及安全插銷插入。隨后，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的施工。

6 結(jié)束語(yǔ)

液壓自爬模板施工具有墩身砼表面質(zhì)量好，墩身垂直度易調(diào)整及糾正，線型控制質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)。且爬模逐節(jié)循環(huán)施工墩身期間，不需其它外部起重機(jī)械，節(jié)約機(jī)械使用費(fèi)；無(wú)搭設(shè)腳手架、支模及拆模等工序，節(jié)約腳手架材料、降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。高墩爬模施工在質(zhì)量、工期及效益等方面均取得了良好的效果。爬模在常用的幾種高墩施工模板體系中是標(biāo)準(zhǔn)化程度最高的一種，同時(shí)自動(dòng)化程度較高、施工速度較快。且爬模采用信息化、智能化等新技術(shù)持續(xù)改進(jìn)的潛能更是其它工法無(wú)法比擬的，故信息化、智能化液壓自爬模板系統(tǒng)是橋梁高墩、高層建筑施工的未來(lái)發(fā)展方向。