果子溝大橋主橋墩身液壓爬模施工技術
蘇開偉

摘  要 ：簡述果子溝大橋主橋墩身液壓爬模施工工藝，并對爬架爬升、導軌爬升等工藝進行重點闡述。
關鍵詞 ：  液壓爬模　　導軌　　施工技術　　

１、工程概況
果子溝大橋鋼桁梁斜拉橋為新疆賽果高速公路標志性工程，跨越天山美麗風景區果子溝，屬國內公路交通工程首座鋼結構斜拉式橋梁，全長700米，縱向阻尼的減半漂浮體系，主塔為階梯形鋼筋混凝土結構，墩身最大平面尺寸為9*6.5米，主塔高215.5米。
根據工程構造特點以及施工安全質量要求，墩身施工方案采用目前自動化程度高結構穩定性可靠的液壓爬模施工技術。
2、液壓爬模設計條件及其體系
根據施工環境、工藝要求、工程質量及施工安全等綜合考慮，確定液壓爬模的設計條件為：①工作和爬升時的抗風能力:20m/s；②提升荷載：130KN；③澆筑層高：3.0-4.5m；④升速度：５m/min；⑤傾斜度：15；⑥動力裝置：液壓驅動；⑦爬升裝置主操作平臺承載能力2.0KN/M2；主操作平臺上方的施工作業平臺承載能力3.5KN/M2；主操作平臺下方修飾及電梯入口輔助平臺承載能力1.0KN/M2。
液壓自動爬模體系主要由模板體系和液壓爬升體系組成。模板體系主要由膠合板、木工字梁和背部鋼圍檁三部分組成。面板與木工字梁通過鐵釘或木螺絲固定，鋼圍檁與木工字梁之間通過夾具連接，三者有機固結成一整體。其結構見示意圖１

　　　　　　　　

外側爬架包括懸掛件及預埋件、爬升導軌、液壓頂升設備、2個上部施工作業平臺、1個主操作平臺、2個下部輔助作業平臺及電梯入口平臺。單層平臺凈高2.1m，主操作平臺寬3.1m，爬架總高度16.0m。主操作平臺由三角支撐架及連接型鋼組成，承受整個爬架重量及施工荷載，并通過預埋件將荷載傳遞到混凝土上。主操作平臺下面懸掛爬升操作平臺（-1號平臺）、修飾平臺（-2號平臺）、電梯入口平臺（-3號平臺），上面支撐模板施工作業平臺（+1號平臺）、鋼筋綁扎平臺（+2號平臺）。所有平臺構件均由型鋼連接而成。
采用液壓頂升設備進行爬架整體提升，根據爬架重量及施工荷載，在順橋向兩側各布置3套頂升力為130kN液壓頂升設備，在橫橋向兩側各布置2套頂升力為130kN液壓頂升設備， 10套頂升設備共用一個控制柜，通過操作電子控制板來實現爬架的正常爬升，也可通過遠距離電子控制系統達到遠程控制的目的。
3、液壓爬模工作原理及施工流程
液壓爬模總體工作原理是導軌依靠附在爬架上的液壓油缸進行提升，導軌提升到位后與上部爬架懸掛件連接，爬架與模板體系則通過頂升液壓油缸沿著導軌進行爬升。液壓爬模施工流程見示意圖2。
3.1墩身施工工藝流程
起始段鋼筋綁扎、預埋件安裝→監理工程師驗收合格→模板安裝、砼澆筑→監理工程師旁站→砼養護→拆除模板、安裝懸掛件→組拼爬模。標準節段施工工藝流程：鋼筋綁扎、預埋件安裝→監理工程師驗收合格→模板安裝、砼澆筑→監理工程師旁站→砼養護→拆除模板、安裝懸掛件→軌道爬升→爬架爬升。
3.2塔柱起步段施工
塔柱第一節段至第二節段為起步段，澆筑高度均為4.5m。塔座砼采用承臺模板施工。塔柱第一至第二段利用液壓爬模模板進行澆筑，環繞塔柱安裝液壓爬模的爬架，形成封閉的操作平臺。
承臺施工完成后，測量組在承臺頂面放出塔座邊線，將邊線以內的承臺表面浮漿鑿除，直至露出粗骨料，施工塔座。塔樁勁型骨架在塔座施工時預埋。鋼筋綁扎好之后要將所有應該埋設的預埋件埋設好。塔座砼澆筑完成后，利用液壓爬模面板施工塔柱第一到二節段。具體流程見起始段澆筑流程示意圖２
 

3.3液壓爬模安裝
液壓爬模安裝在墩身首節（砼強度達到20ＭＰa）、第2節澆筑完成后分步進行。安裝主要分３部分進行，第1部分在墩身起始段第1節砼強度達到要求后安裝承重架及爬模模板支架，安裝順序依次是錨板，錨靴，承重架，爬模模板支架，上爬架和內、外模板。用塔吊作輔助機具，移動模板松開第1節砼后通過高強連接螺栓將錨板安裝在預埋的錨錐上，再將預先拼好的爬架系統通過錨靴掛在錨板上，最后采用塔吊吊裝模板，手拉葫蘆調位，手拉葫蘆懸掛于勁性骨架上，模板臨時固定在勁性骨架上，塔柱四面模板就位后，用對拉螺桿固定，澆筑第2節段砼；第2部分在第2節段砼強度達到20Mpa以上，先拆除對拉螺栓，通過塔吊和勁性骨架上的手拉葫蘆脫開模板至砼表面約15cm，然后安裝爬升裝置、軌道、步進裝置、爬頭及下支撐并進行調整，最后進行液壓控制系統的安裝及調試等；第3部分是在第2部分完成的基礎上進行測試合格進行爬升到合適高度后安裝上部工作平臺、下部砼修飾作用的吊架平臺及電梯入口平臺，整個上部工作平臺及下吊架均為拼裝構件，采用螺栓連接，通過現場搭設的支架進行拼裝。內爬架及內模板采用滿堂腳手支架配合工作面吊架施工。
3.４液壓爬模試驗
液壓爬模試驗目的在于對整個系統進行彈性變形和非彈性變形的消除，是確保系統正常工作的安全性措施。爬模系統的總設計最大荷載為400KN,單面設計最大荷載為100KN，單面預埋的錨錐最小抗剪強度為250KN，富余系數為2.5倍。試驗過程按單面最大荷載100KN的1.3倍安全系數即130KN進行逐面逐層壓載，系統安裝完成后在選好的平臺上堆載130KN砂袋，堆載過程中監控單位、監理單位進行應力變化觀察、記錄、分析，直至堆載完成并穩壓30min。　
3.５標準節段液壓爬模工作流程
    起步段砼施工完畢并確定其強度達到20Pma以上，同時爬模系統測試完成，即進入標準節段（4.5米一節）爬模施工，施工流程為：導軌爬升→爬架及模板爬升→墩身勁性骨架、鋼筋、預應力管道埋設并綁扎→監理工程師驗收→模板安裝定位→監理工程師驗收→砼澆筑、養護→監理工程師驗收。
3.5.1導軌爬升
上節段砼強度達到20MPa以上，并檢查爬升設備，確認符合要求后方可正式爬升，爬升主要工藝流程為：①上部爬升懸掛件（錨板、錨靴等）安裝完成，限位銷固定住錨靴；②清潔爬升導軌，導軌表面涂上潤滑油，液壓油缸上、下頂升彈簧裝置方向一致向上；③經確認爬升條件具備后，打開液壓油缸的進油閥門、啟動液壓控制柜，開始導軌的爬升，爬升0.5m（約3步）后拆除導軌頂部楔形插銷，當液壓油缸完成一個行程的頂升后，經確認其上、下頂升裝置到位后，再開始下一個行程的頂升，直到所有導軌同時爬至距錨靴下邊緣10cm左右；④關閉所有液壓油缸雙向球閥；⑤逐個打開液壓油缸雙向球閥，逐根導軌對準錨靴，并爬至楔形插孔；⑥從右往左插上爬升導軌頂部楔形插銷，以確保插銷鎖定裝置到位。下降導軌使頂部楔形插銷與懸掛件完全接觸；⑦將步進裝置上爬箱的擺桿打向下方，并閉液壓油缸雙向環閥；⑧將導軌撐腳撐在砼面上；⑨重復⑤至⑧步，完成所有導軌頂伸，關閉所有油缸進油閥門、關閉控制柜、切斷電源。
3.５.2爬架架體及模板的爬升
    導軌爬升到設計預定位置并固定，清理爬架上荷載，爬升主要工藝流程為：①改變液壓油缸上下頂升彈簧裝置狀態，使其一致向下；②解除爬架與塔柱的連接件，使其與混凝土面保持10cm左右間距；③完成前一節段混凝土面螺栓孔修補；④經確認爬架爬升條件具備后，打開液壓油缸的進油閥門，同時啟動液壓控制柜；⑤拔去安全插銷，開始爬架的爬升，此時由專業監控人員現場全程監控，隨時報告一切不正常現象；⑥當爬架爬升兩個行程后，拔除懸掛插銷；⑦爬架頂升到位后，及時插上懸掛插銷及安全插銷，使其下支撐撐在混凝土面上；⑧關閉油缸進油閥門、關閉控制柜、切斷電源。
４、模板的安裝、固定
安裝前的準備工作：清理施工縫、檢查鋼筋保護墊塊和預埋件、清理模板表面及涂刷脫模劑。下塔柱及起步段模板采用塔吊安裝，手拉葫蘆調位，手拉葫蘆懸掛于勁性骨架上。模板臨時固定在勁性骨架上，塔柱四面模板就位后，在測量工程師精確測量下定位，相對面的模板用對拉螺桿固定。標準節段液壓爬模利用其本身的懸掛系統來實現模板的就位，就位后在測量工程師精確測量下定位固定，相鄰模板用通長螺桿固定，內外模板用對拉螺桿固定。
５、結論
　　本項目在承包人的精心組織、嚴謹施工、科學管理，以及監理單位、監控單位的通力合作和熱情服務，已于2010年10月底順利實現全橋貫通“安全無事故，質量零缺陷”的管理目標。

參考資料：〈〈鐵路橋涵鋼筋混凝土與預應力混凝土結構設計規范〉〉（中國鐵道部出版）
　　　　　　〈〈材料力學〉〉（高等教育出版社出版　浙江大學劉鴻文主編）
                 <<公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范>>JTG D62-2004(人民交通出版社 中交公路規劃設計院)