江顺大桥Z3主墩桥塔液压爬模施工关键技术

尹逸云，李雨桐，邓家赞

（中山市交通发展研究中心,广东 中山 528400）

江顺大桥Z3主墩桥塔液压爬模施工关键技术

尹逸云，李雨桐，邓家赞

（中山市交通发展研究中心,广东 中山 528400）

以实际工程为例,对江顺大桥爬模系统的设计进行了介绍,然后从液压爬模布置,液压爬模转换成中、上塔柱液压爬模施工,爬升施工等几个方面的施工技术,通过对桥塔液压爬模轨迹进行合理的布置,在施工过程中只需要在中、下塔转角的位置对桥塔液压爬模进行一次转换,有效规避了多次转换的施工风险,实现了预期的施工目标,保证了施工安全。

江顺大桥；Z3主墩桥塔；液压爬模技术

1 概述

江顺大桥是广佛江快速通道当中的一座跨西江特大桥,横跨江门蓬江区和佛山顺德区,桥梁长度2 290 m,主桥为斜拉桥,全长1 172 m,跨度布置为（60+176+700+176+60）m,采用双向六车道一级公路标准,设计速度80 km/h。索塔是由塔柱、横梁组成的H形结构,索塔柱身为钢筋混凝土空心箱形截面,上塔柱高60.1 m,中塔柱高105.77 m,下塔柱高17.13 m,塔座高3 m,承台顶至索塔顶总高度为186 m。索塔上塔柱沿着桥的方向宽度达到6.5 m,从中塔柱到下塔柱的方向上,桥面宽度从6.5 m逐渐变成了11 m。对于索塔上塔柱与中塔柱的横向尺寸为5 m,自下塔柱横桥位置,宽度逐渐增加到了6 m。不管是上塔柱或者中塔柱来说,其总体结构均为单箱单室构造,但两者的壁厚度却存在较大差异,上塔柱横桥与纵桥壁厚为1 m,中塔柱横桥与纵桥壁厚为1.2 m。下塔柱则存在一定的特殊性,置于塔柱内室底部9 m以上的构造为单箱单室结构,而9 m以内则设计成单箱双室结构。采取液压爬模的方式对中塔柱内模进行施工,由于液压爬模本身带来装修平台,这样一方面可节省一定的时间,避免重新安装脚手架等工作,另一方面也能为企业节省一定的成本支出,方便施工。

2 爬模系统设计

（1）架体支承跨度即相邻埋件点之间的间距应控制在3.5 m以内,架体高度为13.52 m,架体宽度根据实际需求进行有效调整,比如对于模板、浇筑、钢筋绑扎平台来说,架体宽度为1.2 m,而对于模板后移平台,架体宽度为2.7 m。作业层数与施工荷载力大小也根据不同区域有所差异,比如模板、浇筑、钢筋绑扎平台荷载力小于3 kN/m,而液压操作平台的荷载力应小于1 kN/m等。

（2）电控液压升降系统额定压力值为25 MPa；液压泵站流量为n×2 L/min；油缸行程为300 mm；电控液压升降系统伸出速度为每分钟300 mm,额定推力为80 kN,双缸同步误差应控制在20 mm以内。

（3）爬升机构有三种形式:一是自动导向机构；二是液压升降机构；三是自动复位锁定机构,在实际使用中,应结合现场情况选取恰当的方式进行作业,提高施工效率。

3 液压爬模施工

3.1 液压爬模布置原则及爬模轨迹

3.1.1 液压爬模布置的原则

（1）根据桥塔的结构,对液压爬模轨迹进行科学有效的布设,尽可能减小液压爬模在高空中的转换次数,防止不安全事故的发生[1]。

（2）在进行液压爬模轨迹布置的过程中,要尽可能避免爬模预埋件对主体结构等造成损害,采取有效的方式进行施工。

（3）要确保下架体能够承载自身的荷载力外,还应满足爬升时摩擦力所带来的荷载力。每榀下架体的顶升力应控制在100 kN。

（4）一般而言,一块模板需配备2榀上架体,若模板宽度超过4 m的话则至少配备2榀的上架体。

（5）为了确保导轨能够正常提升,应将上、下架体置于不同的竖直线中。

（6）要注意将模板的对拉杆与上架体位置相互错开,这样确保上架体处于稳定状态。

（7）对桥塔每一面的倾斜度进行准确测量后,采取科学合理的方式对液压爬模结构进行验算,以保证液压爬模结构受力均衡。

3.1.2 液压爬模轨迹

通过对桥塔的结构进行分析,并结合桥塔的布置原则,对液压爬模轨迹进行合理布置,要注意的是上横梁与上塔柱不得同时施工,以免交叉影响。在爬模高空作业中要尽可能减少转换次数,一方面可提高施工效率,另一方面也能保障施工人员的安全[2]。桥塔液压爬模轨迹布置如图1所示。

图1 液压爬模轨迹布置图（单位:m）

3.2 下塔柱液压爬模布置

根据中塔柱、上塔柱对应面的液压爬模轨迹之间的距离布置下塔柱的液压爬模,一个液压爬模下架体要设置1根爬模轨道与之相匹配。下塔柱液压爬模布置方式如下:

（1）根据施工实际所需可在3个液压爬模下架体与上架体设置在桥塔主跨侧面位置,对于桥塔边跨侧面位置可布设3个液压爬模下架体与上架体。此外,还应注意的是塔柱内侧的上、下架体之间的距离应进行有效控制,具体可参照中、上塔柱液压爬模主跨侧面与边跨侧面爬模轨道距离进行确定。

（2）将6个液压爬模下架体与上架体分别安装在下塔柱的外侧面,上、下架体之间的距离应结合中、上塔柱外侧面液压爬模轨道布置距离决定,其余的上、下架体将其安装在外侧面的主跨侧与边跨侧位置。

（3）对于下塔柱内侧面的施工,可采取自制小平台翻模方式进行,这样可确保下横梁与下塔柱同步施工的需求,提高施工的成效性。

（4）由于下塔柱内腔结构的特殊性,因此不建议采取液压爬模的方式进行施工,经过综合考虑后,决定采取钢管支架翻模方式进行施工效果最佳,如图2所示。

图2 下塔柱液压爬模平面布置示意图

3.3 中、上塔柱液压爬模布置

施工人员通过计算得知,中、上塔柱内倾斜角度相同,可在中、上塔柱的各个面上布置相同数量的架体。中、上塔柱液压爬模布置的方式如下:

（1）在中塔柱主跨侧面与边跨侧面分别布置2个液压爬模上架体与下架体,在上塔柱主跨、边跨侧面也布置2个液压爬模上架体和下架体。

（2）将4个液压爬模上架体与4个下架体、2个上架体安装在大装饰槽内,其余2个上架体与液压爬模则分别安装在大装饰槽的边跨侧与主跨侧部位。

（3）采取液压爬模的方式对中、上塔柱内腔进行施工。将2个液压爬模上架体与下架体安装在中、上塔柱内腔塔柱侧面；首次液压爬模必须在加工厂完成整体拼装工作,在现场施工中直接进行整体吊装；为了提高桥塔施工效率,可在中、上塔柱内腔的横梁与斜拉索锚固部位设置3道隔板。

3.4 液压爬模转换成中、上塔柱液压爬模施工

由于中、上塔柱特征为内倾斜,而桥塔下塔柱为外倾斜,因此液压爬模过程中需进行一次中、上塔柱的转换,为后续施工顺利实施提供可靠保障。实施措施如下:

（1）在进行中、上塔柱主跨侧面与边跨侧面替换下塔柱主跨侧面与边跨侧面过程中,首先必须将下塔柱主跨与边跨侧面外侧的一道轨道与一个架体进行有效拆除,其次将剩余的轨道与架体采取整体拆除的方式进行处理完成后,将其安装到中塔柱主跨与边跨侧面[3]。

（2）施工人员对下塔柱外侧面液压爬模转换时,一定要将下塔柱外侧面主跨侧与边跨侧的2个轨道与架体进行有效拆除,其次将剩余的轨道与架体采取整体拆除的方式进行施工后,将其安装到中塔柱外侧。

（3）由于下塔柱内侧面的特殊性,采取液压爬模方式效果不理想,因此在进行中塔柱内侧液压爬模时需要在加工厂完成整体拼装,现场直接进行安装。液压爬模安装流程简单,便于操作,可为后续桥塔施工节省一定的时间[4]。

3.5 爬升施工

（1）在进行预埋件的安装中,施工人员首要一步是借助螺栓将爬锥固定在模板上,这样可确保爬锥螺纹内干净,混凝土不致流入其中。其次将埋件板拧至高强螺杆的相对一端；如在施工中埋件与钢筋相抵触,则应将钢筋移动至恰当的位置,最后进行合模作业。

（2）在提升导轨过程中必须将上下换向盒内的装置调整为向上的方向,并将换向盒的上端与导轨相接触[5]。施工人员将导轨提升到固定位置后应在第一时间将一些临时装置撤离,以供后期使用。

（3）爬升架体时要注意需将上下换向盒更改为向下的模式,而且换向盒的下端应与导轨相接触。施工中所使用到的设备必须由专业人员进行操控,这样一旦发现问题能够及时进行调整,将不安全因素的发生概率降至最低。液压爬模的整个阶段均需进行全程监控,确保无不良现象发生。

4 结语

综上所述,江顺大桥Z3主墩桥塔液压爬模施工使用上述方法进行施工后有效降低了爬模转换次数,只需要在中塔和下塔转角位置进行一次转换即可完成施工,降低了施工风险,提高了施工安全性,实现了桥塔快速、安全的施工目标,具有一定的借鉴参考价值。

[1]尹振君,阮中革,陈宁贤.黄冈公铁两用长江大桥桥塔施工技术及分析[J].世界桥梁,2013,41(6):20-23.

[2]蒋本俊,刘生奇.武汉二七长江大桥主桥桥塔施工关键技术[J].桥梁建设,2012,42(3):7-13.

[3]刘爱林,王剑峰.安庆长江铁路大桥主桥桥塔施工关键技术[J].桥梁建设,2013,43(3):31-36.

[4]廖灿,张念来,易继武．矮寨特大悬索桥主缆架设关键技术[J].施工技术,2013,42(5):5-8．

[5]张喜胜.自锚式悬索桥悬索的安装施工技术[J].铁道建筑,2004 (4):3-5.

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1009-7716（2017）07-0121-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.035

2017-03-08

尹逸云（1976-）,男,湖南邵东人,路桥工程师,从事路桥工程管理与交通规划工作。