350km/h 高速铁路矮塔斜拉桥主塔液压爬模施工技术

刘贵龙 LIU Gui-long

（中铁十四局集团设计咨询研究院，济南 250014；山东省人民防空建筑设计院有限责任公司，济南 250014）

1 工程概况

六律邕江特大桥位于广西南宁市青秀区境内，主桥中心里程DK17+160，长度620m，为跨越邕江而设，主桥为（41+109+320+109+41）m 双塔双索面钢-混凝土矮塔斜拉桥，大小里程侧接简支梁。（图1）

图1 六律邕江特大桥立面图

桥塔横向布置为花瓶型钢筋混凝土结构，上塔高85.5m（垫石底起算），下塔高28m（17# 墩）和29.5m（18#墩），17#主塔总高度为113.5m，18#主塔总高度为115m。塔柱及连接横梁均采用矩形截面。上塔柱正常截面尺寸为8×3m（顺×横），底截面尺寸为8×4.408m（顺×横）；下塔柱顶截面尺寸为8×26.215m（顺×横），底截面尺寸为9×18m（顺×横）；塔柱连接横梁截面尺寸为4.5×3m（顺×高）。上塔柱索梁锚固区下方设置上横梁。主塔上横梁为预应力混凝土结构。花瓶型主塔采用液压爬模施工。

2 液压爬模系统

液压爬模采用湖北卓良公司生产的LG-100 型自爬模设备，主要由模板系统、埋件系统、架体系统、液压系统组成。架体支承跨度≤4.5m（相邻埋件点之间距离）；架体高度15.5m；架体宽度模板平台1.3m，主平台2.5m，液压操作平台2.5m，吊平台1.8m。

①模板系统：由外模、H20 木工字梁、横向背楞和专用连接件组成。外模采用21mm 厚面板，面板裁切后用防水漆涂刷，防止吸水变形。塔柱异型模板采用正面打钉的方式将面板与H20 木工字梁（竖肋）连接，连接钉为φ5×60纤维板钉，旋纤维板钉时，先钻φ4 导向孔再旋入纤维板钉。塔柱矩形模板采用反面打钉的方式将面板与H20 木工字梁（竖肋）连接，连接钉为φ4×20 自攻钉，先通过角码将面板与H20 木工字梁固定再旋入自攻钉。H20 木工字梁与横向背楞（双拼槽钢）采用连接爪连接，并在竖肋上两侧对称设置两个吊钩便于模板吊装。

②埋件系统：包括埋件板、高强螺杆、爬锥、受力螺栓和埋件支座等。其中由埋件板、高强螺杆及爬锥组成的预埋件总成在施工时按照爬轨位置进行埋设。

③液压爬升系统包括：液压泵、油缸、上、下换向盒四部分。

④架体系统由上架体和下架体组成。下架体作为爬模系统中的承重结构，是爬模的主要受力部件，施工过程中的上架体上的所有施工荷载以及下架体自重和相关施工荷载均由下架体承担。上架体主要用来为施工中的钢筋作业及模板作业提供作业面，通过相应机构与下架体相连。（图2）

图2 液压爬模体结构与动力系统图

3 液压爬模面板选用及主塔节段划分

LG-100 型液压爬模模板最大可拼装高度为6.36m，结合塔柱高度，将主塔划分为21 个节段，下塔柱5 个节段，上塔柱16 个节段。其中最长节段6.23m，最短节段3.48m。

下塔柱首节外模共配置12 块模板，最大块模板尺寸约为6.36×5.5m，重量约2.0 吨。大模板之间拼缝均采用芯带连接设计，保证浇筑时缝隙紧固而不出现漏浆，涨模等现象。随着每层爬升，角部模板不变。两块模板之间采用芯带连接，用芯带销固定，从而保证模板的整体性，使模板受力更加合理、可靠。

3.1 倒角模板处理

模板加工前应充分考虑塔柱凹槽、倒角、造型等特殊位置的处理，下塔柱四角为半径20cm 的圆弧倒角，中、上塔柱四角为5×5cm 的斜倒角。

半径20cm 的圆弧倒角采用定型钢模进行处理，定型钢模尺寸如图3 所示，圆弧段钢板厚5mm，两侧连接固定钢板厚6mm，每个1.05m 间距设置加强肋板，加强肋板处采用连接件与模板钢背楞固定。

图3 圆弧倒角处模板处理示意图

5×5cm 的斜倒角可在模板合龙时采用图4 所示的端头模板进行填充处理，也在模板加工时可采用三角木块进行固定处理。

图4 斜倒角处模板示意图

3.2 流水槽模板处理

横桥向塔柱流水槽为内梯形，拼装模板时先固定流水槽两侧面板，然后在流水槽位置通过角码与φ4×20 自攻钉固定流水槽工字撑（间距30cm），最后按图5 所示位置关系拼装流水槽面板，通过正面打钉的方式将面板与流水槽工字撑连接。

图5 流水槽模板实物图

3.3 造型模板处理

下塔柱横桥向两侧设置有1m 深倒梯形凹槽造型，凹槽顶宽17.78m，距离下塔柱顶面6m，凹槽底宽12.676m 距离，下塔柱底面9m。凹槽造型处模板采用定型钢模板，沿凹槽边缘分成8 类定型钢模见图6 中的阴影部分，凹槽中间平面部分采用A、B、C 三种矩形模板，尺寸分别为4×2m、5×4m、5.5×5m。凹槽模板采用对拉杆及背楞间的螺栓连接固定。

图6 下塔凹槽造型位置模板配置图

图8 主塔第二节模板安装示意图

3.4 变截面处模板处理

主塔截面随高度变化：下塔顺桥向宽度随着爬升高度提升而变窄，下塔横桥向宽度随高度的上升而变宽；中塔下部有15.517m 高内侧直线段；中横梁上部塔柱截面沿高度不再改变。

针对塔柱变截面模板配置问题进行如下优化：结合主塔截面变化规律，在变截面位置进行模板分块设计，共设计WM-01、WM-01F、WM-02、WM-02F、WM-03、WM-04、WM-05、WM-05F、WM-06、WM-06F 十套液压爬模模板类型。对于下塔凹槽造型上方利用承台模板加工矩形模板配合液压爬模完成下塔柱最后一节段施工。在变截面处分别搭配组装，随着爬升高度的增加，需对模板进行裁剪。

4 液压爬模爬架布置

下塔柱顺桥面布置3 榀爬模下架体、4榀上架体，横桥面布置7 榀下架体、10 榀上架体。上塔柱顺桥面布置3 榀爬模下架体、4榀上架体，横桥面布置2 榀下架体、2 榀上架体。

5 主塔施工施工

5.1 下塔柱施工

下塔第一节无法安装液压爬模轨道与架体，采用对拉筋的方式固定面板支模浇筑混凝土。顺桥向面板采用WM-01、WM-02、WM-03、WM-01F、WM-02F 进行拼接，横桥向面板采用WM-05、WM-06 拼接，圆弧倒角位置采用定型钢模，如图7 所示。

图7 主塔第一节模板安装示意图

主塔第二节施工时，作业高度受限只安装液压爬模液压系统平台及模板平台，凹槽下缘采用1#、2#定型钢模。顺桥向面板采用WM -01、WM -02、WM -03、WM -04、WM -01F、WM-02F 进行拼接，横桥向面板采用WM-05、WM-06 拼接，圆弧倒角位置采用定型钢模。从第三节开始便可安装导轨实现爬模施工。

5.2 上塔主施工

施工完成第6 节段后，利用塔吊提升爬架至第7 节段位置，施工7-11 节段塔主→安装上塔柱倾斜段第一道临时对撑→12～14节段液压爬模施工→安装上塔柱倾斜段第二道临时对撑→15～16 节段液压爬模施工→安装上塔柱倾斜段第三道临时对撑→17 节段液压爬模施工→主塔横梁施工→临时对撑拆除→剩余节段液压爬模施工。

6 小结

花瓶型矮塔斜拉桥在国内高速铁路应用较少，本文在传统液压爬模施工技术基础上加以创新。设计新型倒角钢膜及凹槽定型钢膜，解决了传统爬模对凹槽造型及截面倒角处理难的问题，确保工期进度。并结合主塔变截面特性设计统一面板尺寸，避免反复替换面板造成材料浪费。希望通过此文为后续花瓶型矮塔斜拉桥建设提供借鉴。