特大桥高墩液压爬模施工技术
时间：2021-02-08 10:00:22 来源：达达文档网 本文已影响 人 
江付荣
摘 要：以广东省龙连高速项目为例，对高墩液压爬模施工技术进行深入研究，分析高墩爬模施工工艺的具体运用，为今后爬模施工提供一些借鉴。
关键词：特大桥高墩;液压爬模;施工工艺
中图分类号：TU198 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）25-0100-03
Abstract：
Taking Longlian HighwayProject in Guangdong Province as an example， this paper makes an in-depth study on the construction technology of hydraulic climbing die for high piers， analyzes the concrete application of the construction technology of climbing die for high piers， and provides some references for the future construction of climbing die for high piers.
Keywords：
bridge high pier; hydraulic climbing die; construction technology
引言
随着桥梁施工环境日益复杂，桥墩高度越来越高，这对复杂情况下的高墩施工，特别是对施工工艺，提出了更高的要求。爬模技术作为目前热门的施工技术，具有施工组织管理简便、受外界条件制约少、施工速度快等优势，得到了广泛运用。本文以广东省龙连高速项目大埠河特大桥高墩施工为研究对象，对爬模施工进行研究。
1 工程概况
大埠河特大桥地处粤北连平县九连山区，地形起伏较大，最大相对高差97.9m。主墩采用箱型空心薄壁结构，平面尺寸为6.2×5.0m（横桥向×顺桥向），壁厚1m，墩底8m、墩顶3m范围内为实心墩。XZ4墩高72.092m，XY4墩高72.762m，XZ5墩高69.792m，XY5墩高67.466m。空心薄壁墩，截面面积小，墩高墩较高，重心位置相对较高，预埋件众多，施工接缝需要较高的精度等特点提高了施工的控制难度。因此，大埠河特大橋主墩施工采用爬模工艺。
2 爬模系统
液压爬升系统主要由工作与安全锚定、爬模轨道、液压装置、工作平台组成。
（1）锚定总成包括：预埋钢板、高强度螺栓、爬锥、预埋支座等。
（2）爬模轨道由两根20a型槽钢及爬梯（梯档间距30cm）组焊而成，供换向盒体将载荷传递到导轨，最终达到传递到埋件上。
（3）液压爬升系统包括：油泵、液压千斤顶、换向盒三部分。换向盒是爬架与导轨爬模过程中重要受力部件，通过改变换向盒的锁定方向，实现爬模提升目的。
（4）工作平台采用H200钢撑托，工作平台用木板（50mm）进行满铺。平台两端采用角钢通过焊接固定，中间部分增加钢带绑扎及钢筋焊接，按间隔50cm布置，工作平台木板连成整片，并固定起来。
本套爬模采用木工字梁+WISA板模板，该模板体系具有以下特点：
（1）耐气候、耐水性，自重轻，构造简单、支拆方便;板幅大，板面平整，接缝严密不漏浆。
（2）有足够的强度、刚度和稳定性，施工过程中不变形、不破坏、不倒塌、通用性、周转率高，减少支拆用工。
（3）外膜采用液压爬模，即可整体爬升，也可单榀爬升，爬升方式灵活且安全性高，操作占用空间小、操作简单，节省爬升时间和材料，内模采用整体提升架进行施工，爬模架一次组装可一直到顶不落地。
3 爬模施工
承台施工完毕后，利用爬模模板进行墩身首节施工。首节施工时在主承重架埋件总成位置模板内侧设置爬锥。首节段混凝土达到强度后，吊装主承重架作为第二节施工支撑架。钢筋安装，立内、外模，埋设爬锥浇筑第二节段墩身混凝土。安装上平台架体并与模板进行连接，利用架体后移装置退模，在第二节段预埋爬锥上安装附墙挂座，插入导轨，液压系统加压调试，爬升架体采用液压爬模浇筑第三节段墩身混凝土，同时挂设下架体。随后进入爬模正常节段施工。
3.1 爬锥系统安装
爬锥是承受整个爬模系统重量的受力构件，在砼施工之前要进行爬锥的预埋，爬锥系统由埋件板、高强螺杆、爬锥组成。安装预埋钢板时，采用配套的爬锥孔对准预埋钢板孔，并拧好高强螺杆，把爬锥与预埋钢板焊接成整体，目的是确保砼浇筑过程中因振捣脱离的安全隐患。高强螺杆与爬锥连接处涂隔离剂，防止浇筑过程中混凝土浆进入间隙中，造成拆卸问题，最终影响墩身外观质量。模板内进行安装受力螺栓从外侧拧紧即可，模板安装过程中，钢筋避让爬锥的原则，做好临时固定爬锥。直径与间距严格按技术方案布置，螺栓分为安装螺栓和受力螺栓，型号分别为长度75mm及螺纹Φ42mm 和长度=90mm，Φ36mm，安装时务必注意型号，一一对应使用，严禁相互替换。
3.2 附墙挂座与挂座体
安装前检查爬锥系统是否满足安装要求：清理爬锥以确保拧入顺畅，试拧高强螺杆拧入爬锥内的长度是否达到定位销位置。拧入长度合格后即可将附墙挂座安装。安装完成后及时插入承重销，并拧紧附墙挂座定位螺栓。
3.3 平台架吊装
3.3.1 爬架体安装准备工作
地面上拼装各单元架体，单元架体分为上、下平台架体。下平台架体安装时务必把油缸安装在主迎头下口处，按油路图中的油缸编号相对应架体编号。换向盒安装前应检查换向能否灵活，油缸的液压锁位置应以便于操作使用为原则，完成后插入安全销将油缸下换向盒锁定。安装上平台架体时注意内背楞方向，内侧孔用于模板安装，外侧孔用于调节丝杠，确认方向正确。
3.3.2 下平台架体
下平台架体吊起将附墙支撑安装于下平台架体的下侧，用底部两个安装孔，四根螺栓为M20×50，调整油缸高度，对准承重销，使架体准确落在承重销上，三角撑托应均匀就位在附墙掛座上两边。依次完成所有下平台架体单元的吊装。控制准确架体间间距，连接架体立杆上的扣件，将各层平台间的连接槽钢准确就位安装，最终连接到主平台横梁上固定。安装各平台架体的剪刀撑杆件，保证整个架体整体型。中层平台和下吊平台采用地面组装后整体安装。
3.3.3 上平台架体
完成下平台及主平台安装后，进行吊装上平台架体。做好架体与主平台连接件安装，使上平台与主平台形成整体。安装各层平台的底横梁，铺设平台脚踏板，安全网设置在平台内侧，密目防尘网设置在平台外侧。
3.3.4 导轨安装
导轨依次穿过各层附墙挂座和三角撑托立杆、换向盒、附墙撑。准确将导轨就位在承重舌卡的第二层附墙挂座上。调整导轨尾撑垂直支撑于混凝土面上。
3.3.5 预压
爬模系统安装并验收合格后，进行分级预压压载试验，确保爬模系统满足墩身施工过程中安全系数要求。
顺桥向操作主平台最大允许承载1.5kN/m2，平面尺寸6.8×2.7m，合力为27.5kN。
横桥向操作主平台最大允许承载1.5kN/m2，平面尺寸7.8×2.7m，合力为31.6kN。
压载方法：爬模系统按单层单面爬架设计荷载采用逐个分级预压的方法进行加载实验。加载实验过程，对各个主要受力部位变形变化情况实时观测，直至荷载堆载完毕各级加载满足要求，继续观测30分钟仍然满足要求后，即可卸载完成预压实验，方可投入使用。
3.4 架体爬升
架体爬升，将底部承重插销拆卸后，安装到顶端附墙挂座上;转动换向盒内的换向装置将附墙撑调离混凝土面，使承重三角架撑托下端支撑在导轨上;扳动换向盒的换向把手使之向下，棘爪下端抵住导轨梯档;拆除下附墙挂座安全销;启动液压系统，使油缸高度升至架体爬升两个梯档时暂停液压系统，拆除下附墙挂座承重销;再次循环上一步骤，直至爬升到架体立杆顶端附墙挂座的承重销销孔位置;暂停同时调整上换向盒向上，棘爪上端抵住导轨梯档;启动液压系统，使架体落至立杆钩头卡在承重销上;安装附墙挂座上的安全销;导轨尾撑垂直支撑于混凝土面上。
3.5 受力计算
3.5.1 计算模板侧压力
3.5.2 拉杆
模板拉杆计算公式如下：F=PA
式中：F-模板拉杆承受的拉力（kN）;A-模板拉杆分担的受荷面积（m2）
经计算拉杆直径为20mm，容许抗拉强度取170MPa[N]=170×241=40.97kN>F，拉杆满足要求。
3.5.3 受弯构件简算
预制盖板承受墩顶0.6m高混凝土施工时荷载，按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JT GD62-2004）受弯构件进行简算。
（1）计算参数
盖板混凝土采用墩顶同强度等级的钢筋混凝土，强度等级为C50，弹性模量Ec=3.45×104;轴心抗压强度设计值fcd=22.4MPa，标准值fck=32.4MPa;轴心抗拉强度ftk=2.65MPa，ftd=1.83MPa。
主筋等级为HRB400，直径16mm，钢筋抗拉强度设计值fsd=330MPa;钢筋弹性模量Es=2×105。
盖板容重γ=26kN/m3，净跨距L0=3.06m，宽度b=1.86m，板厚为d=12cm，I=2.68×108mm4。保护层厚度为a0=2cm，墩顶盖板范围实心段C50钢筋混凝土V=16.2m3。
（2）计算荷载
4 结束语
本文以大埠河特大桥为例，介绍了爬模技术的原理及施工工艺技术。高墩施工采用爬模技术，可以不受地形影响，施工高度不受限制，利用爬模施工能节省周转材料及工时，混凝土外观质量得到较好控制，且施工安全系数高。
因此，该高墩液压爬模施工技术可靠，对今后同类桥梁施工具有很好的指导意义。
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