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公路桥梁高墩施工阶段的液压爬模技术运用分析

2024-07-05 97 上传者：管理员

摘要：为有效提升液压爬模施工技术水平，保证桥梁建设安全顺利完成，文章依托某双薄壁空心高墩桥梁工程实践，针对液压爬模施工技术的实际运用展开综合探究，阐述了空心高墩模板设计、预埋总成及导轨布置，系统分析了液压爬模施工的工艺流程，并总结了空心墩钢筋加工、劲性骨架加工及混凝土施工的技术要点，旨在为同行提供参考、借鉴。

关键词：
公路桥梁项目
双薄壁
改进型液压爬模
施工技术
空心高墩
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公路桥梁工程建设中，对于高大桥墩通常采用液压爬模技术进行施工，但大多数爬模系统为架轨分离式系统，操作程序复杂、爬升效率较低。而改进型液压爬模作为一种新型爬模系统，能够实现架轨一体化爬升；主要是在模板体系拆除后，在爬锥上方设置高强螺栓及支座系统，通过调节转向装置实现轨道提升；待导轨到达支座上方，及时解除导轨底部的支座系统及爬锥，从而完成架轨一体式顶升，显著提高爬模的爬升效率。为此，该文结合某公路桥梁高大桥墩施工实践，系统分析了液压爬模施工的技术要点，对提高改进型液压爬模应用水平，保证桥梁建设顺利完成具有重要意义。

1、桥墩结构分析

某公路桥梁项目，桥墩最大高度为90 m，采用14 m×19 m双薄壁结构，其中墩身40 m以下部分为变截面半锥形结构，双壁间距为5 m，双壁里侧呈直线形，外侧沿桥梁纵向的底部宽度为4.5 m，顶部宽度为2.5 m，坡率为20∶1；沿桥梁横向的底部宽度为11.0 m，顶部宽度为7.0 m，坡率为20∶1;40.0 m上部采用等截面布置，高度为50.0 m，宽度为2.5 m，长度为7.0 m；双壁之间共布置两道系梁，分别位于基础顶部30.28 m和60.28 m处，系梁截面高度为2.0 m。场区内施工环境复杂，根据该工程实际情况，并结合工期、质量、安全、成本目标要求，最终选择液压爬模技术进行施工，单次施工高度控制在4.5 m。在双薄壁墩左右两侧分别安装塔吊及施工电梯，根据0#块、爬模及桥梁高度等各方面条件，综合确定塔吊、电梯的高度分别为115.0 m和103.0 m，其平、立面布置图分别如图1～2所示。

2、模板设计

该桥梁工程液压爬模体系具体包含预埋设施、模板、支架、液压装置四部分。外模为优质芬兰维萨板，支模高度为4.65 m，变截面首节及末节浇筑高度分别为4.6 m和3.9 m，其余变截面浇筑高度均为4.5 m。

图1平面布置图（m)

面板选用厚度为18 mm的芬兰板，竖向龙骨选用H20型方木，横向龙骨为双14号方钢，设置数量为4道，龙骨采用对拉螺杆进行加固。模板体系下部设置移动轨道，方便横向自由移动，模板拆除后可通过滑道整体横移0.5 m[1]。

3、预埋总成及导轨

爬模预埋设施主要包含埋件板、高强螺杆、爬锥、受力螺栓及支座等几部分。

图2立面布置图（m)

(1）埋件板（D20）和高强螺杆（D20/300）相连，可显著增强埋件系统的抗拉性能，并能有效减小材料消耗，节约空间。

(2）爬锥（M30/D20）。主要利用螺栓将其固定于面板之上。

(3）受力螺栓（M30×73）。该构件为埋件系统中最重要的受力装置，使用前应进行探伤检测，避免表面存在裂纹、砂眼等质量问题，检测合格后方能投入使用。

(4）支座。支座体系主要与导轨相连，能有效抵抗横、竖向力作用。导轨作为爬模体系的主要提升装置，采用2根工字型钢和1组钢梯焊接成形，总长9.0 m[2]。

4、液压爬升系统及工作

4.1液压爬升系统

液压爬升系统主要由千斤顶、液压泵、上轭、下轭组成，各爬架每个装置配备一只千斤顶，其最大顶升高度为50 cm，最大起重量为20 t。上轭与下轭作为轨道及爬架体系间的主要传力构件，通过转变轭棘爪朝向，能够完成爬架及轨道提升的自由转换。

4.2液压爬模工艺

爬模施工程序：混凝土施工完毕—脱模并向后移动—附构件安装—轨道提升—架体提升—钢筋施工—板面处理—安装埋件—模板安装—混凝土浇筑[3]。

(1）预埋件安装。采用受力螺栓将爬锥紧固于模板表面，并对爬锥孔采取必要的防护措施，防止混凝土灌入。

(2）轨道顶升时，调节转换系统，使转换装置全部朝上，并使上部与轨道接触。

(3）架体爬升时，调节转换系统，使转换装置全部朝下，并使下部与轨道接触。轨道及架体顶升过程中液压操控台应安排专业技术人员进行操控，并指派专人监控架体的爬升情况，确保同步性，当出现顶升高度不一致时，应通过液压装置进行调节。

(4）待轨道达到指定位置后，将其固定牢固，然后拆除底部的附墙和爬锥，开始进行上部周转。

(5）墩身施工分段。根据桥墩高度，将其划分为21段，其中首段长4.6 m,2～8段长4.5 m,9～10段长3.9 m,11～20段长4.5 m,21段长1.1 m。

5、双薄壁变截面空心高墩钢筋加工

桥墩钢筋下料、制作：主筋通过套筒进行连接，其中首段(1)号筋长度为7.5 m，锚入基础长度为2.5 m,(2)号筋长度为8.5 m，锚入基础长度为2.5 m，模板安装成形后，(1)、(2)出模长度分别为0.4 m和1.4 m;2～8段、11～20段(1)、(2)号主筋长度均为4.5 m;9～10段(1)、(2)号主筋长度均为3.9 m。21段(1)号主筋长度为0.7 m。根据钢筋下料长度，为减小钢筋损耗可采用9 m的定长钢筋，详细钢筋布置图如图3所示：

图3桥墩配筋图（m)

6、劲性骨架加工

首段劲性骨架制作尺寸的高度为4.60 m，底端纵向宽度及横向长度分别为10.74 m和4.24 m，上端纵向宽度及横向长度分别为10.28 m和4.01 m。

第2段劲性骨架高度为4.50 m，其底端纵向宽度及横向长度分别为10.28 m和4.01 m，按此规律逐次完成各段劲性骨架的制作，如图4所示。自2～8段开始，各段骨架长、宽度分别缩减0.45 m和0.225 m。

第9段底端横向长度与8段上端横向长度相同，其值为7.13 m，底端纵向宽度与首段上端宽度相同，其值为2.435 m，上端尺寸变为长度6.74 m、宽度2.24 m。21段劲性骨架高度为0.9 m[4]。

图4劲性骨架节段图（m)

7、混凝土施工顺序分析

混凝土施工顺序见图5所示。

(1）第1段：定位放样—基础顶部凿毛—设置劲性骨架—工序验收—钢筋施工—埋件系统安装—垫块安装—工序验收—外模板拼装—模板调整—工序自检—监理单位检验通过—混凝土浇筑—养护—脱模。

(2）第2～10段：桥墩顶部凿毛—架体爬升—模板调节—设置劲性骨架—工序验收—钢筋施工—埋件系统安装—垫块安装—工序验收—外模板拼装—模板调整—对拉螺杆紧固—监理单位检验通过—混凝土浇筑—养护—桥墩顶部凿毛—脱模—架体与外模板顶升。

(3）第11～21段：桥墩顶部凿毛—架体爬升—设置劲性骨架—工序验收—钢筋施工—埋件系统安装—垫块安装—工序验收—外模板拼装—模板调整—对拉螺杆紧固—监理单位检验通过—混凝土浇筑—养护—桥墩顶部凿毛—脱模—架体与外模板顶升。

(4）桥墩混凝土浇筑。现进行1#块浇筑，待其强度超过2.5 MPa以上时，再实施1#块脱模；并依次完成1’#块模板安装、混凝土浇筑，洒水养护不少于7 d，待其强度超过2.5 MPa，再进行1’#块脱模；并依次完成2#块模板安装、混凝土浇筑，按此步骤逐段完成后续施工，直至封顶。混凝土施工顺序为：1—1’—2—2’—循环—12—12’—13—13’。其中，首节和末节浇筑高度分别为4.6 m和1.1 m，其余各节高度为4.5 m或3.9 m。

图5浇筑混凝土顺序图（m)

8、结语

综上所述，改进型液压爬模作为一种新型爬模系统，能够实现架轨一体化爬升，显著提高爬模的爬升效率，使高墩桥梁施工更加方便、安全、高效，并能有效提升施工质量、降低施工成本、缩短施工工期。为最大限度地保证液压爬模技术的全面应用，工程实践中应加强各环节管控，严格按照规范及标准要求进行施工，以有效提升爬模施工的安全性、高效性，确保桥梁建设顺利完成。

参考文献:

[1]郭许宁.桥梁矩形空心高墩液压爬模施工关键技术研究[J].工程机械与维修, 2023(2):99-101.

[2]刘恒辉.墨临高速公路空心薄壁高墩施工方法的选用分析[J].国防交通工程与技术, 2022(4):33-37+73.

[3]李桐年.铁路桥梁薄壁高墩智能液压爬模施工技术研究[J].价值工程, 2023(16):111-113.

[4]朱玲.液压爬模在高墩施工中的应用[J].江西建材,2022(4):282-284.

文章来源:黄龙江.公路桥梁高墩施工阶段的液压爬模技术运用分析[J].交通科技与管理,2024,5(13):52-54.