桥梁高墩整体式液压顶升模架的施工应用

吴少伟

（中交四航局第一工程有限公司，广东广州 510420）

1 工程概况及方案比选

1.1 工程简介

中山至阳春高速公路开平至阳春段TJ06 标施工段位于广东省西南部阳春市境内，呈东西走向。本施工段线路全长10.81km，起点桩号K47+629，终点桩号K58+440。共有7 座桥梁，长度3.745km，春湾连接线7.38km，涵洞7 道，通道6 道。本施工段大石田特大桥高墩空心薄壁墩和方柱墩采用液压顶升模架施工工艺。空心薄壁墩、方柱墩统计表见表1，表2。

表1 大石田特大桥工程概况

表2 大石田特大桥空心薄壁墩、方柱墩统计表

1.2 施工方案比选

以高墩液压顶升模架，与高墩滑膜、高墩翻模施工进行对比分析，分析结果见表3 所示。

表3 技术方案对比分析表

通过对比分析表，可知液压顶升模架在施工安全性、质量控制、施工进度上都有较大优势，唯一缺点为模架体量大，制作相对滑膜和翻模成本较高。但在40m 以上的高墩施工中，就体现了其安全的优越性。因为液压顶升模架滑升与墩身浇筑基本同步进行，普通翻模的施工工艺在模架滑升到位后，在模架的操作平台上即可完美呈现，液压顶升模架系统中能独立实现翻模工艺，进一步保证了墩柱的线性尺寸；所以这一系列工艺的改进创新组合不仅加快了施工进度也保证了墩身施工的安全及质量。

其总体评价比滑膜、翻模等传统工艺更加优越。可以实现巨大的经济效益和社会效益，该施工技术在类似项目有着良好的推广和应用前景。

2 施工应用介绍

2.1 工艺原理

高墩液压顶升模架是在液压顶升模架系统的基础上，采用液压顶升模架施工和翻模施工两种工艺组合，结合了这两种工艺的技术优势，并且弥补了滑模和翻模施工的不足之处。其原理是:利用电脑控制提升系统，精确提升模架，提升到指定位置后，重新绑扎钢筋、模板拆除及安装、浇筑混凝土，接着再次进行液压模架提升，如此交替作业，直到该空心薄壁墩施工完成。

2.2 施工工艺流程

本文以空心薄壁高墩施工为例，详细介绍整体式液压顶升模架在高墩施工中的应用，施工工艺流程如图1。

图1 空心薄壁墩整体式液压顶升模架施工工艺流程图

本工程液压顶升模架设计三种规格：2.2×2.2m、7.5×3.4m、10.5×9.5m。主要用于揽根1、2 号桥、红石山大桥、大石田特大桥。模架结构基本相同，主要区别结构尺寸、爬升杆直径尺寸、千斤顶吨位、分节浇筑高度不同。

液压顶升模架工作时先利用液压千斤顶提升，模架就位再利用安装在模架上的电动葫芦翻升模板到位，内外模板同时翻升。先浇筑实心段并预埋爬升杆，安装千斤顶及模架，绑扎钢筋，安装第一节模板浇筑第一节混凝土。混凝土强度达到5.0Mpa 以上后液压将模架顶升2.0m，绑扎第二节钢筋，安装第二节模板并浇筑混凝土，完成液压顶升模架工艺的整套模架及模板安装。利用穿心千斤顶提升模架到位后绑扎钢筋，利用电动葫芦对第一节模板拆除及翻升到第二节混凝土顶部混凝土第三节墩身混凝土，再次提升桁架，绑扎第四节墩身钢筋，拆除第二节模板翻升至第四节墩身安装及浇筑混凝土。这样循环滑升桁架、翻升模板，完成墩身混凝土施工。

3 系统介绍

液压顶升模架系统主要由以下几部分组成：液压顶系统、模板系统、操作平台系统、以及辅助的垂直运输系统，见表4。

表4 液压顶升系统组成

3.1 液压顶升系统

本工程使用的是整体式液压穿心千斤顶顶升装置，其相较于原有普通穿心千斤顶，有效解决了多个千斤顶顶升不同步问题。空心薄壁墩中模架液压顶升装置将内外提升架通过连杆形成整体，将液压千斤顶穿过支撑杆与高墩模架的提升架通过螺杆装置连接，可以整体同步顶升内外模架，见图2。

图2 液压穿心千斤顶

3.2 模板系统

本工程空心薄壁墩模板系统采用外拉杆式钢模，主要由定型钢模、背楞和拉杆组成，大石田特大桥标准节高标准节高度为2m，具体参数如表5。

表5 模板参数

为了保证模板的制作质量，墩身模板由专业生产厂家进行制作。并且在加工厂进行模板试拼，经过垂直方向和水平方向的试拼合格后，方可出厂，运至施工现场。

3.3 操作平台系统

操作平台系统主要由操作平台骨架、扁担梁、单轴小车、支撑杆、辅助工作平台以及其下悬挂的辅助工作平台组成。

操作平台骨架是由采用角钢焊接而成的矩形桁架系统构成，通过扁担梁将操作平台、机具、模板、施工人员等全部施工荷载通过千斤顶传递给所预埋的钢管，起承重作用。纵桥向布置两根主扁担梁，单轴小车将主扁担梁与横桥向大块模板进行连接。横桥向布置两根次扁担梁，通过单轴小车与纵桥向小块模板连接，将模板荷载传递给扁担梁，可沿扁担梁滑动，从而达到拆除模板或安装模板的作用。大石田特大桥空心薄壁墩液压体系采用φ76×6mm 无缝钢管作为支承杆，整个支承杆的下端需埋在混凝土内，上端经过液压穿心千斤顶，使千斤顶可以承受整个系统的荷载。并且可以在操作平台下方挂置辅助施工的工作平台，用于混凝土养护及修饰。

4 技术应用创新成果

4.1 高墩整体式液压滑翻顶升模架的设计

本工程率先采用高墩整体式液压滑翻顶升模架的设计，相对传统施工设计，其具有更高的施工效率以及安全性，操作简单方便，非常适合高墩施工。在40m 以上的高墩施工中具有非常大的优势。

4.2 整体式液压穿心千斤顶顶升装置的设计

相较于原有普通穿心千斤顶，整体式液压穿心千斤顶顶升装置的设计解决了多个千斤顶顶升不同步问题。每个千斤顶通过提升架连接成一个整体，并在侧面安装自动顶升高度控制装置，通过智能控制系统做到了顶升高度的同步调平；支撑杆与提升架连接的下方设置夹持器，夹持器既能优化支撑杆受力形式，又能做到顶升过程中设备出现故障时自动锁定提升架，保证施工安全。

4.3 压顶升模架施工技术亮点及实际运用成果

4.3.1 液压顶升模架系统中的操作平台采用全封闭的形式，有效地降低了高墩施工中工人在高空作业的安全风险。

4.3.2 液压顶升模架系统中操作平台采用电脑集成控制系统全自动滑升，并配置自动平衡系统，即红外测距仪保证滑升同步进行，克服了传统滑模施工中模架滑升倾斜、平移、扭转、爬杆弯曲，从第一步有效的保证了墩柱的线性尺寸，液压顶升模架系统中操作平台的电脑集成控制系统实现施工的自动化与智能化。

4.3.3 液压顶升模架由于吸取了滑模施工速度快的优点，所以在施工功效上有了显著保证，以大石田特大桥10.5m×9.5m主墩墩身为例，一节模板2m，每一节墩身施工功效可达到2m/d，保障施工质量的同时提升了功效，达到了一天一模的施工速度。

4.3.4 在内架上方安装操作平台，通过受力验算；改装后高墩液压滑翻顶升模架提升架共分为4 层，顶层为支撑杆接长工作平台，第二层为主桁平台，第三层为吊平台，第四层为装修平台，模架整体连接，安全性高，便于操作，非常适合高墩施工。

4.3.5 模板采用普通钢模加不锈钢面板，本项目主墩墩身均采用不锈钢模板，即普通钢模加贴不锈钢板，使模板面板的表层更加光滑，使浇筑后混凝土外观整体呈镜面状，具有良好的外观质量，并且不受操作人员施工操作影响，每次浇筑后的外观质量基本保持一至，可以使浇筑的墩身外观质量达到了一个非常理想的状态。

5 结论

综上所述，在桥梁的高墩施工中，整体式液压顶升模架具有良好的使用效果，在保障质量以及进度的同时，也极大的减少了安全风险，并且具有广泛的应用前景以及推广意义。