高墩液压自升平台翻模施工的应用与分析

2010-04-13闫建飞

科技传播 2010年22期

关键词：翻模高墩薄壁

郭杨，闫建飞

1.葛洲坝集团第五工程有限公司，湖北宜昌 443002

2.中国建筑股份有限公司西北分公司，陕西西安 710065

1 应用背景

沪蓉西高速公路某项目地处鄂西南褶皱山区腹地，地形复杂，工期紧、难度大。该项目2座特大桥，墩高在44m～67m的等截面空心薄壁墩有32个，墩高在79m～162m的前后肢变截面空心薄壁高墩有6个。

其中，八字岭特大桥左幅3#、9#、18#～22#墩均为墩高近60m的空心薄壁高墩，位置处于滑坡体下方、八字岭沟谷北岸陡坡“V”型冲沟坡面上，受地形条件限制，对空心薄壁高墩的混凝土施工、材料运输只能采取非常规的施工方法。项目部技术部门经过研究后，决定在左幅3#空心薄壁墩试点采用脚手架排架搭设进行施工，在左幅9#空心薄壁墩试点采用液压自升平台翻模施工，然后进行两种施工方案的实施效果对比。

2 施工方案对比

在计划实施初期，我们对左幅3#空心薄壁墩混凝土施工、材料运输仍然采用脚手架排架搭设施工的方法，按照最快的传统施工方式，即普通翻模施工方法（暂不考虑整个过程脚手架搭设时间），墩身钢筋运输安装、模板安装、混凝土浇筑、养生等作为一个循环周期，墩身高度按60m、每仓混凝土按4.5m一模，单个循环周期按最快5天计算，则墩身需要浇筑14仓混凝土（即翻模14次），工期70天（不考虑下雨等其它因素），加上完成盖梁施工15天，自由时间5天，共计工期90天，工期吃紧。左幅3#空心薄壁墩刚好按计划工期90天完成。

左幅9#空心薄壁墩采用液压自升平台翻模施工方法后，上述情况得到根本性转变：该墩墩身高度也为60m，每仓混凝土实际浇筑2.25m一节，但单个循环周期为2天/一节（如果工人技术熟练完全可以达到1天/一节，自升平台的整体提升周期一般控制在混凝土初凝后6小时～8小时之间），虽然翻模次数达到了28次，但工期仅为56天（节省工期70-56=14天），而且根本不需要脚手架搭设的时间；施工中有安全操作平台，既安全稳定、施工又方便；可以省掉14天的全部人工、机械、材料运输费用以及脚手架拆除费用，产生直接经济效益（扣除实施成本后）2.5万余元。

3 建议实施内容

借鉴左幅9#墩墩身采用液压自升平台翻模施工的经验，建议如下：

其一，先对滑坡体第五～三级边坡作刷坡处理并进行防护，待左幅18#～22#墩桩基开挖、浇筑完毕后再对余下第一、二级边坡进行刷坡及防护；

其二，在第一、二级边坡刷坡完毕立即组织左幅18#～22#墩墩身及盖梁施工。对左幅19#、22#两最高空心薄壁墩墩身率先采用液压自升平台翻模施工，然后周转至其它高墩循环使用。

4 具体实施过程

4.1 液压翻模结构设计

4.1.1 工作原理

利用顶杆将工作平台支撑于达一定强度的墩身混凝土上，以液压千斤顶作动力提升工作平台，达到一定高度后平台上悬挂吊架，施工人员在吊架上进行模板拆卸、提升、安装、绑扎钢筋等作业。混凝土的灌注、捣固、吊架内移等作业则在工作平台上进行。内外模板各设3层，当第3层模板混凝土浇注完毕后，提升工作平台，拆卸并用倒链提升第一层模板至第3层上，安装、校正后，浇筑混凝土，依此周而复始，直至完成整个墩身的施工。

八字岭特大桥主桥高墩均采用液压自升平台翻模施工，此法综合滑模和普通翻模施工的优点，既保证施工速度，又确保混凝土外观质量。在施工中增加了抗风措施，具有施工速度快、劳动强度低、工艺先进、具有较强抗风能力等特点。采用全站仪进行中线控制测量。

4.1.2 结构组成

液压自升平台翻模系统由液压提升设备、工作平台、内外吊架、顶杆和套管、模板系统、抗风柱等组成。

1）液压提升设备

由40～50个GYD60型单作用穿心式千斤顶，YKT-56 型液压控制台，高压输油管及分油阀等组成，是工作平台提升、调平纠偏的动力设备。

2）工作平台

由槽钢组成的纵梁和横梁栓接而成，千斤顶固定于纵梁提供动力，上铺木板，四周设围栏挂安全网，是安放机具，堆放材料，混凝土浇注，施工人员作业的主要场地。

3）内外吊架

由吊杆、步板和围栏等组成，安装固定在平台纵横梁上，随工作平台上升同步提升，是施工人员拆、立模板的场所。为保证安全，内外吊架挂设安全网，外吊架的外侧焊制栏杆。

4）顶杆和套管

顶杆采用Φ48mm×Φ3.5mm钢管，长1.5m～2.5m，两端加工成内外丝扣形式，便于续接，是供千斤顶爬升和支撑工作平台的重要部件。套管采用Φ60mm钢管，长2.4m～2.6m，安装在平台纵梁下缘，随平台提升而上升，埋于混凝土内约60cm～80cm，在初凝后的混凝土内形成孔洞，以阻止顶杆与混凝土粘接，便于顶杆抽换倒用，同时起加强顶杆和平台的稳定作用。

5）模板系统

由外模和内模两部分组成，内模采用组合模板，外模采用4mm厚钢板定制加工的大块组合模板。模板之间用螺栓连结，内外模板间用圆钢作拉筋并加内支撑，外用双槽钢围带箍紧，使之成为整体。模板拆装翻升由人工借助倒链滑车完成。

6）抗风柱

设置在桥墩4个方向之间，采用槽钢组焊的门形结构，用螺栓固定在已灌筑完混凝土的模板和混凝土上，每套模板共4套，分内外抗风柱，通过固定在平台横纵梁上的导向轮控制平台的滑升方向，抵抗平台的水平力。抗风柱随模板的翻升而翻升。

液压翻模施工过程

液压翻模施工过程见以下工艺流程图：

图1 液压翻模自升平台组装流程图

图2 液压翻模循环施工工艺流程图

5 实施效果

结果显示，各空心薄壁高墩采用液压自升平台翻模施工正常，实际效果良好，平均每墩节省钢管租赁费用93%以上，节省人工、设备投入费用2.5万余元，同时节约了一节模板，节省了工期15天～20天，为上部结构的施工创造了有利条件。

最终结果：八字岭特大桥左幅9#、18#～22#墩共6个空心薄壁高墩，采用液压自升平台翻模施工后，节省工期50天，直接经济成本节省了15万元。全线其余特大桥共31个空心薄壁高墩，在进行推广应用之后，墩身施工比原计划整体提前了3个月，综合节省资金100万元以上。高墩工程施工质量受到沪蓉西高速公路各级领导和设计监理单位的一致好评。

6 经济（社会）效益分析

液压自升平台翻模施工，最主要的优点是又“快”又“省”，施工安全、方便，适用面广，对高墩、不良地形环境特别适用。由于节省的模板可以用于其它部位的施工，提高了模板的周转利用率；由于其操作的安全、便捷性以及能节省钢管脚手架的特点，在深壑陡谷等不良地形条件下完全可以应用，能够流水化作业，最终节省了工期；由于节省了工期，实际上间接地节约了人工、机械、材料运输费用以及脚手架拆除费用。

液压自升平台翻模施工不足之处，就是前期控制设备、液压设备以及自升平台型钢连接、拼装投入较大（崭新成套设备及自升平台材料投入约万余元），后期墩身施工完毕作托架预埋、自升平台拆除时间较长（约4天），对操作人员的技术要求较高。其实，设备的周转利用大大降低了实际的投入成本，故建议在空心薄壁高墩施工中进行推广。