液压爬模在桥梁主墩索塔施工中的运用研究

何飞宾

(贵州科达公路工程咨询监理有限公司)

液压爬模在桥梁主墩索塔施工中的运用研究

何飞宾

(贵州科达公路工程咨询监理有限公司)

随着科学技术的发展，桥梁施工技术日益进步。近几年，液压爬模施工技术在桥梁主墩索塔施工中得到了广泛的应用，其优势显著，适用于墩身高、体积大的桥梁工程，因此该技术逐渐替代了脚手架搭设操作平台的施工模式。结合具体工程介绍了液压爬模在桥梁主墩索塔施工中的运用。

液压爬模;桥梁主墩;索塔施工;技术

1 工程概况

杭瑞高速公路北盘江大桥3#主塔基础采用群桩基础，每塔布置24根φ280 cm的钻孔灌注桩，均为嵌岩桩。本桥索塔共设上、下二道横梁，下横梁梁高8.0 m，宽9.8 m，壁厚1.0 m。上横梁梁高7.0 m，宽6.3 m，壁厚1.0 m。斜拉索锚固于上塔柱内，1～3号斜拉索锚固于锚块上，其余均采用钢锚梁锚固。塔柱横桥向外侧塔壁沿中线设置通风管，上下横梁底板设置通风管(兼具排水孔作用)，通风管采用φ160× 6.2 mm的PVC管，间距5 m布置。

2 液压爬模系统概述

2.1 爬升装置

爬升装置由锚锥、锚板、锚靴、爬头、轨道及其下撑脚、步进装置、承重架及下支撑等部件组成。在塔肢节段施工时支撑整个系统，并承受系统自重及待浇节段混凝土的侧压力等施工荷载。在一个节段浇筑完成后自动爬升，带动整个系统爬升至下一个待浇节段位置。如此一个循环到下一个循环，完成塔肢的施工。

2.2 移动模板支架

移动模板支架的主要功能是在浇筑混凝土的时候安装和支撑模板，这样这些构件就可以承担部分的混凝土压力。在混凝土浇筑结束之后，需要利用支架上齿轮齿条带动固定在支架上模板整体脱模，此外，需要预留足够的空间以支持模板的后期维护施工。

2.3 外爬架

外爬架由上爬架和下吊架两大部分组成，爬架从下到上共分六层工作平台。

2.4 内爬架

内爬架共有四层工作平台，用于内模板安装、调整、拆除，预埋件的安装及修复已浇混凝土节段。

2.5 动力装置与管路系统

系统由液压动力站、快换管路、液压缸和电控及其操作系统等构成。

3 塔柱液压爬模施工方案

3.1 下塔柱水平拉杆设计与施工

(1)拉杆设计。

①施工过程中，主要荷载组合工况下塔柱各截面拉应力不超过1 MPa;②水平拉杆拆除后，成塔线形和弯矩与设计基本一致。

(2)拉杆设计原则。

下塔柱根部混凝土截面应力的作用是控制水平拉杆，在下塔柱和悬臂施工过程中，根据混凝土自重、施工荷载以及风荷载的影响下设计水平拉杆距离。需要注意的是，此时的塔柱不产生拉应力的最大悬臂高度需要满足相关施工要求。

(3)拉杆布置及顶撑力。

水平拉杆安装后即施加主动拉力。水平拉杆具体布置在塔柱施工过程中进行专项设计。

(4)水平拉杆安装。

下塔柱混凝土施工过程中，在对应位置预埋45 mmPVC管道并安装锚板。混凝土施工完成后，安装精轧螺纹钢锚固进行连接。

(5)水平拉杆水平顶推力施加。

借助液压千斤顶在水平拉杆的一端施加一定的推动力，再对精轧螺纹钢进行锚固连接。水平拉杆施加力的同时也要对观测塔柱的变形情况进行实时观察，在推动力达到一定程度时，即可停止，再进行锚固、回油以及卸落。

(6)水平拉杆拆除。

水平拉杆在下横梁施工完成后进行拆除，采用卷扬机配合进行拆除作业。水平拉杆拆除顺序:先放松水平拉力→退锚→拆除水平拉杆→拆除支座、锚板→管道压浆处理。

3.2 中塔柱水平横撑设计与施工

(1)水平横撑设计。

随着塔柱高度的增加，塔柱产生的水平内倾位移和内倾力就会越大。为了消除因为中下塔柱向内倾斜而产生额外的水平分力，同时达到相关设计要求，需要在中下塔柱施工的同一时间搭设水平横撑。

(2)水平横撑安装。

为了保证水平横撑安装点方向一致，可以吊装整根的水平横撑。塔柱水平横撑安装在正式施工之前，两塔肢内侧需要先按照相关施工需求和安全要求搭建施工平台，然后在施工通道以及横撑之间架设通道，使其连接起来。

每道横撑2根钢管安装后，安装水平平联、栏杆。

(3)水平横撑拆除。

水平横撑拆除采用塔吊配以卷扬机拆除作业的方案。水平横撑拆除顺序，先拆水平平联、栏杆，后拆水平钢管。

3.3 横梁施工

(1)支架施工。

支架系统按设计图进行加工，采用砂箱或卸荷块进行卸荷。钢管立柱采用法兰连接，进行预组拼，并按要求编号，支架系统采用塔吊依次吊安。

(2)钢筋及波纹管施工。

横梁钢筋施工与塔柱相同。横梁与塔柱相连钢筋用墩粗直螺纹连接。

横梁预应力管道采用塑料波纹管。波纹管由定位钢筋定位、固定。波纹管间及波纹

(3)横梁模板施工。

横梁模板分底板底模、外侧模、顶板底模、内侧模、压脚模、隔墙模。内侧模、隔墙模及顶板底模由组合钢模组拼。外侧模、底板底模采用大块定型钢模板。

横梁模板由塔吊逐块吊安，安装顺序为先底板底模，再侧模，后顶板底模。底模安装前，根据结构计算及经验设置横梁底板预拱度。

横梁外侧模板固定及支撑于横梁施工平台，由对拉螺杆与内侧模固定，横梁内模用型钢或脚手管相互支撑。顶板底模由满堂脚手支架支撑。

(4)混凝土施工。

混凝土浇筑和养护工艺同塔柱施工。浇筑顺序:先底板后腹板，再顶板。腹墙及隔墙混凝土须均匀分层浇筑，以防翻浆;当混凝土强度达设计强度85%、弹模达到80%，方可进行预应力钢绞线张拉;在混凝土浇筑完成后，严格控制由于塔柱混凝土与支撑钢管温度差异引起的对已浇筑横梁产生的附加荷载。

(5)横梁预应力施工。

钢绞线用砂轮切割机分批下料，运输至现场，人工穿束。横梁预应力张拉采用大吨位千斤顶整束张拉，张拉严格按设计及规范要求进行。

张拉结束进行管道压浆。压浆完毕后浇筑封锚混凝土，混凝土标号与塔柱混凝土相同。

(6)横梁支架与底模的卸落及拆除。

预应力施工完成后采用砂箱卸落。然后采用塔吊自上而下逐渐拆除底模与支架。

3.4 上塔柱钢锚梁施工

(1)钢锚梁吊具。

为防止吊装过程中钢锚梁变形，钢锚梁吊装采用专用吊具进行。吊具总重约1 000 kg。

(2)钢锚梁预拼装。

钢锚梁拟现场预拼装在现场设置台座，按不少于连续2个节段进行预拼，预拼完成后按反序进行拆除，其中位于台座底部的锚梁将用于现场安装，顶上的一节锚梁用于后续预拼的底节，以满足连续匹配的目的。

3.5 索塔锚固区预应力施工

(1)预应力筋的制作。

预应力筋按设计长度进行下料。预应力筋制作时应采用砂轮切割机，不得使用电弧切割。

(2)预应力施工。

预应力张拉机具提前准备由计量局进行配套标定，同时设专人保管使用，定期检验维护，预应力所用锚具应保持干净，不得有杂物及油污，并符合相应的设计，规范要求。张拉按设计要求进行。张拉完成后，进行孔道压浆并封锚，为提高孔道压浆密实度，可在水泥浆中加入一定的膨胀剂，并使用真空吸浆。

3.6 索塔钢筋施工

(1)钢筋接头。

钢筋采用等强度墩粗直螺纹连接技术，接头为标准型，先在后场对钢筋墩粗、套丝，并在一端丝头上拧上套筒，然后运到前场逐根接高拧紧，为保护钢筋丝口及套筒内螺纹，在加工好的主筋丝头上及套筒端头分别套上塑料保护帽。

(2)钢筋制作、运输。

塔柱钢筋加工制作在后场钢筋加工车间进行，由于塔柱钢筋尺寸种类较多，因此，每节段钢筋加工完成后，按照钢筋的型号与种类分类堆放并编号。加工好的半成品钢筋在后场装车运至施工现场。

(3)钢筋绑扎、固定。

主筋安装接长施工就是直螺纹钢筋的安装和连接，在劲性骨架安装在预定位置之后，可以借助劲性骨架进行固定。主筋的具体连接方法如下:利用全站仪对已经完成接长的劲性骨架的塔柱纵、横轴线进行测量，钢筋施工人员需要依据塔柱的纵、横轴线在劲性骨架上预留出钢筋安装的位置线，然后利用塔吊将主筋和下节的主筋进行对接，再使用管钳旋转套筒将两根钢筋连接起来。

4 结束语

综上所述，爬模是当前高桥墩施工较为理想的模架，它将工作平台、支架、模板、提升设备都集为一体，功能多种多样，节省了大量的施工材料和人力成本，提高了工程的经济效益。

［1］ 王波华.浅谈液压爬模在索塔施工上的应用［J］.城市道桥与防洪，2010，(9):23－24.

［2］ 李达，屈仆，周超.三水河特大桥主桥墩液压爬模施工［J］.筑路机械与施工机械化PKU，2014，31(5):49－50.

［3］ 袁小聪，赵聪明，裴剑铃等.苏拉马都跨海大桥索塔液压爬升架模板设计与施工［J］.公路，2011，(3);11－12.

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1008－3383(2015)10－0110－02

2015－01－04

何飞宾(1973－)，女，贵州遵义人，工程师，主要从事工程监理工作。