斜拉桥主塔爬模爬架施工技术

摘要 石家庄学府路跨太平河桥梁主桥是160 m+140 m独塔钢箱梁空间索面斜拉桥，主塔采用爬模爬架施工技术，以此工程为例，围绕主塔的施工进行研究，主要探讨了液压爬模系统的构造和施工过程两大方面的内容，最终取得了良好的施工效果，通过实践证明了爬模爬架施工技术的优越性和可行性。

关键词 桥梁施工；斜拉桥；液压爬模；主塔施工

中图分类号 U445文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）02-0117-03

0 引言

随着我国公路建设的迅速发展，公路方面的施工技术也日益成熟。液压爬模施工技术具有操作简单、自动爬升、外观质量好、施工效率高等优点，在很多大中型桥梁工程施工中得到了广泛应用[1]。因此，该文结合实际工程，探讨液压爬摸技术在斜拉桥主塔施工中的应用，以此证明该技术的可行性和优越性。

1 工程概况

石家庄学府路跨太平河桥梁工程长570 m，其中主桥长300 m，宽46 m，為160 m+140 m独塔钢箱梁空间索面斜拉桥，桥下净空3 m。

主塔总体：索塔设计为异形索塔，人字形横桥，从下至上分为塔座、下、中、上塔柱与塔冠5个部分。桥塔承台以上高度为102.749 m，其中，塔冠及上、中、下塔柱高度分别为5.295 m、45.551 m、28.439 m、21.461 m，塔座高2.01 m。索塔露出桥面87.98 m，高跨比为0.639，塔底左右塔柱中心间距47.795 m。塔冠纵桥、横桥向长、向宽分别为6.78 m、5.95 m；两个塔柱由塔高54.8 m处的位置向下分叉而成，横桥向宽均为4.28 m，桥塔结构中心线在离塔座顶部11.98 m处发生渐变，渐变的曲率半径大小为399.98 m，塔座顶部往下11.98 m均为直线，塔底纵、横向分别为8.5 m、7.5 m。

2 液压爬模系统构造

2.1 液压爬模系统组成

液压爬模系统由液压动力装置、模板、预埋件、附墙装置、导轨以及支架等6部分组成[2]。

该项目液压自爬模架体系的外模操作平台分为5部分，具体如图1所示。

上架体顶面布置钢筋绑扎平台①，此平台的主要作用是提供绑扎钢筋的场地；模板操作平台②位于上架体中间部位，其主要作用是提供装配与卸除对拉螺杆的相关施工场地；主操作平台③位于上架体底部，是进行合模、退模的操作平台，其承担着上下架体连接与固定的作用；液压操作平台④位于主操作平台下方，在此平台上可以进行施工必要的液压操作，同时可实时监测液压设备的运行状态；吊平台（修饰平台）⑤则是负责进行施工人员的运输工作，爬架爬升至预定位置后，施工人员通过此平台上升或下降，实施预埋爬锥的拆除和爬锥空洞的修补工作。

2.2 模板配置

模板体系包括横向背楞、H20木工字梁、专用连接件、进口维萨模板4部分[3]。木工字梁（也称竖肋）的两端安装有吊钩，连接面板与竖肋时用到自攻螺丝，其能够通过连接爪与双槽钢背楞（也称横肋）拼接。对于不同的模板需要进行连接时，通常采用芯带，在此基础上，额外增加芯带插销可以更好地避免模板间的相对位移，提升连接稳定性。模板可选择装卸式木梁直模板，利用这种模板可以更为方便地进行现场模板拼装，其拼装的整体也更具有灵活性。

（1）下塔柱模板的配置。同时浇筑主塔下塔柱、塔座和桥墩，并根据现场工况分3次浇筑。1次浇筑塔座部分，塔座之上部分进行2次浇筑，厚度分别为4.2 m和4 m。支墩处配置1块圆弧模板，塔柱外模配置5块模板，内模侧面采用中塔柱内模。共有M1、M2、M3、M4四种塔柱模板，ZDM1、ZDM2、YHM1三种墩柱模板，并对M4模板背楞进行分段处理。

未安装液压爬模装置时，由于桥塔向内倾斜，故桥塔施工1～5段时，加以辅助支撑。支撑分2段设计，桥塔1节段和2节段与桥墩一起施工，此时仅需支撑桥墩外侧的塔部分。桥塔3～5节段施工时需支撑桥塔横桥向内侧面。

（2）中塔柱模板的配置。中塔柱外模由下塔柱模板大部分裁剪改装倒用。

（3）上塔柱模板的配置。上塔柱塔身模板由中塔柱模板改装倒用。合龙段部位侧面模板采用支墩模板以及塔柱顺桥向仰面模板倒用，内侧模板利用胶合板。塔柱内筒因钢锚箱安装，此处模板需现场加工。合龙段侧模采用M4以及ZDM2拼装，并随着截面收缩进行裁剪。

3 液压爬模施工技术

3.1 模板拼装

（1）拼装平台。设计的自攻螺丝安装在模板正面，故平台的高度宜处于200～400 mm之间，平台利用工字钢或者槽钢组装而成，需满足稳固、安全的要求。

（2）槽钢横肋安装。参照设计图纸间距，标记出横肋定位线，并测量对角线长度，使得任意两条横肋组成的长方形对角线相等。

（3）安装木工字梁竖肋。将2根木工字梁分别装配至横肋两侧相同距离，利用连接爪固定。2根木工字梁相同端用细线连接，利用此细线作为基准线，固定其余木工字梁。在安装吊钩时，使用连接爪连接其两侧，两边的连接爪使之固定于木梁内侧，并按照交错分布的形式完成余下的连接爪安装。随后安装吊钩，安装时需要确保木梁腹板指接缝与最近的吊钩孔距离超过1.5 m，此外木梁还需被吊钩与钢板夹紧，而钢板的大小应与木梁尽可能相等，孔位应对齐，最后螺栓固定。

（4）面板铺设。共计有4块面板，将其依次铺装后，利用测量仪器进行面板的测量，计算出需要的孔位。第1块面板应在四角引孔，并在孔内钉入钢钉来实现定位，钢钉应保持合理的钉入深度，在此基础上依靠自攻螺丝固定，使之拥有较高的稳定性且避免损坏面板。第2块面板铺装时，需考虑其与第1块面板的接缝是否对齐，尽可能保持较小的缝隙，并在缝隙中填入玻璃胶。第3块与第4块面板也按照第2块的方式进行铺装，全部铺装完毕之后擦拭4块面板的表面，并检查是否有不平整的区域，若有则需要用原子灰进行补平操作。木梁长度小于面板时，可在端头增加木方，这样能够使模板顶部刚性提高，较好地保护了模板背面，也可以使面板和木梁贴合更为紧密，避免不必要的偏移。

（5）打对拉螺杆孔。参考设计图进行开孔器安装，利用墨斗弹线标记出对应孔位，偏差＜2 mm。电钻垂直于模板进行开孔，最后还需进行刷漆处理，以确保孔内壁和孔沿良好的防水性，避免出现渗水膨胀事故。

（6）堆放模板。用记号笔标记已组装的模板，避免模板过多和混用。堆放模板的场地应平坦、坚实，周围环境干燥、通风。模板下方用2～3块木方垫起，通常堆5～6层模板。用帆布遮盖，避免模板受到雨淋和暴晒。

（7）阳角处模板。利用斜拉杆进行连接，角部成企口形式，为了防止模板角部出现胀开、漏浆现象，则应将角部设计为企口，斜拉杆的受力方向应为45 °，如图2所示。

（8）模板裁剪。塔柱截面变化时，模板需根据塔柱线形由上一节段模板进行裁剪改装[4]。上节段塔柱混凝土浇筑完成，拆除模板后，拆除内、外模板，用塔吊吊运至模板加工场地进行裁剪，并重新按模板拼装方式调试。按照规范要求验收后，再吊运安装至液压自爬模架上进行上一节段施工。

（9）面板修復。退模后，用软刷带水清洗模板。若发现模板存在小孔洞，用对应尺寸的圆木堵上，再刮圆子灰。若出现大面积损坏，应把面板吊到地面重新组装，如图3所示。

3.2 塔柱分层及爬升轨迹

根据主塔结构图，主塔除塔冠外分成24个节段。纵桥向仰爬面布置3榀爬模机位，俯爬面2榀爬模机位，间距2.6 m；横桥向两个面，每面布置2榀爬模机位，间距1.8 m。塔柱顺桥向俯爬面计划第4节浇筑完成后安装架体，仰爬面计划第3节浇筑完成后安装架体。合龙段侧面架体采用仰爬面架体进行改制，每面采用2榀架体，完成16节浇筑后安装，爬至第18节，可对19层合模，上平台可作为20层施工平台。21层可采用塔柱和横桥向爬架作为平台使用。

3.3 液压爬模安装与爬升

液压自爬模架组拼，上、下架体间通过销轴连接。组拼流程：安装下架体三脚架—安装主操作平台，平台跳板铺装（钢材选型为199.98 mm×199.98 mm H形钢）—后移装置装配—上架体装配与铺装跳板和槽钢横梁—模板装配—浇筑合模—退模操作，导轨装配，架体爬升—吊平台装配—合模浇筑。

利用液压油箱可以较好地进行自爬模的顶升，其原理主要是利用导轨与爬模架的相互运动交替顶升来实现自爬模的顶升。爬升前，导轨和模架处于相对静止状态，并都支撑在埋件支座上方。退模后，在爬锥上依次安装埋件支座、挂座体和受力螺栓，调节上下换向盒舌体完成导轨顶升。当导轨顶升至埋件支座时，将露出的爬锥以及埋件支座进行移除。解除爬模架的拉结，使爬模架顶升，此时的导轨是静止的，然后启动油缸并调节上下换向盒舌体，使导轨和爬模架依次附墙，依靠墙壁保持相对静止来提升对方，最终爬模架爬升至爬锥上指定位置。

需要注意的是，在液压爬模安装前，应先对基础进行检查和验收，确保基础混凝土的强度、平整度和垂直度均符合设计要求。按照设计图纸和厂家提供的组装说明书，将液压爬模的各个部件进行组装，包括模板、支撑系统、液压系统、控制系统等。在混凝土结构上安装轨道，轨道应与液压爬模的承重结构相连，以确保爬升过程中的稳定性。将承重架与轨道连接，承重架应能够承受液压爬模的重量和施工过程中的荷载。在液压爬模安装完成后，进行试运行，检查液压系统、电气系统、控制系统等是否正常。在混凝土浇筑前，操作液压爬模上升至设计位置。上升过程中，应控制液压爬模的上升速度，确保安全稳定。在液压爬模内进行混凝土浇筑，浇筑过程中应严格按照施工方案进行，确保混凝土的质量和均匀性。混凝土浇筑后，进行养护，确保混凝土的强度发展。在混凝土强度达到规定要求后，操作液压爬模下降，以便进行下一层的施工。

3.4 液压爬模拆除

（1）若混凝土强度＞15 MPa，即可进行拆卸工序（包括阳角斜拉杆与对拉螺杆）。将后移安全销取出，使模板后移0～598 mm，移动完成后再将其插回，最后将模板的主背楞连接器拆卸，并用塔吊将其吊至施工区域。

（2）上平台应在塔吊作用下吊升至施工位置，若吊装时塔吊承受力超出其最大承受力，可拆除并分批次吊装平台中的花纹钢板和槽钢。

（3）导轨被抽出后，为了避免发生不必要的形变，应将其放置在较为水平的区域。

（4）若实际吊装时，塔吊承受力大于吊平台与三脚架平台重量之和，则可以将两平台一次性吊起；承受力小于两平台重量之和则须分多次吊起，首先应拆除单榀爬模下架体与其他爬架连接的平台梁和木方板，依次吊装此榀爬模下架体与爬模，按照这种方式再将剩下的架体依次吊装。

（5）对埋件挂座系统进行拆卸时应使用专业吊装工具。

4 结语

由于主塔在斜拉桥的受力平衡中起到了非常重要的作用，要求其具有高强度并兼顾耐久性，从而对主塔的施工提出了较高的要求。在国内斜拉桥主塔施工中，液压爬模是一项比较先进的技术，不仅对工期有保障，而且有利于保证施工人员的安全。该文通过石家庄学府路跨太平河桥梁工程的实践，论证了该技术的可行性，可在今后其他类似工程中应用。

参考文献

[1]刘义才. 斜拉桥主塔液压爬模施工技术研究[J]. 四川建材， 2018（7）： 117-118.

[2]尹本文， 谢瑾荣， 程晔. 东平水道斜拉桥主塔液压爬模静强度及局部稳定性[J]. 工程建设与设计， 2013（1）： 128-132.

[3]刘翔， 刘佩斯. 跨穗盐路斜拉桥主塔施工技术[J]. 价值工程， 2017（14）： 92-95.

[4]刘贵龙. 350 km/h高速铁路矮塔斜拉桥主塔液压爬模施工技术[J]. 价值工程， 2022（16）： 102-104.

收稿日期：2023-10-25

作者简介：唐宇（1994—），男，本科，助理工程师，从事公路及市政工程施工技术、管理方面的工作。