海洋環(huán)境下高墩輕型液壓爬模施工技術(shù)的應(yīng)用

嚴(yán)登山

（中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000）

1 工程概況

沙埕灣跨海大橋主橋?yàn)?68+535+258=961m 單側(cè)不對(duì)稱(chēng)混合梁斜拉橋，橋梁全長(zhǎng)左幅2054m、右幅1990m。南引橋11#～14#墩身高度均超過(guò)45m，綜合考慮后采用2 套XG-ACSX50 輕型液壓爬模周轉(zhuǎn)施工。墩柱截面尺寸7.0m（橫橋向）×3.5m（順橋向）變化至10.0m（橫橋向）×3.5m（順橋向），外半徑0.2m 圓倒角，空心段壁厚0.8m，實(shí)心段厚度4.0m，墩底實(shí)心段厚度4.0m。

該項(xiàng)目所在地受海水潮汐作用較大潮差5～7m，最大水深在26m 左右，水流速度較慢，為良好的養(yǎng)殖區(qū)。低潮位承臺(tái)底部外露，高潮位承臺(tái)頂部淹沒(méi)。

2 輕型爬模的結(jié)構(gòu)及拼裝控制要點(diǎn)

2.1 爬模的結(jié)構(gòu)

ACSX50 輕型液壓爬模體系分為四大體系：模板、埋件、支架、液壓體系[1]。

（1）原設(shè)計(jì)采用鋼模+模板布，經(jīng)研究后采用俄羅斯進(jìn)口的WISA 板面，面層的酚醛樹(shù)脂覆膜具有良好的透水功能，使混凝土表面致密，同時(shí)較鋼模經(jīng)濟(jì)、節(jié)約、環(huán)保。單塊模板中，WISA 板與豎肋（木工字梁）采用自攻螺絲和地板釘連接，豎肋與橫肋（雙槽鋼背楞）用連接爪連接，在豎肋上兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩個(gè)吊鉤。兩塊模板之間采用芯帶連接，芯帶銷(xiāo)固定，保證模板的整體性，使模板受力更加可靠。四角圓弧段模板采用定性鋼模，鋼模與木模間螺栓連接，保證連接處平整度誤差＜2mm。

（2）埋件體系包括埋件板、高強(qiáng)螺桿、爬錐、受力螺栓和埋件支座等。

（3）支架體系主要由承重三角架、后移裝置、中平臺(tái)、吊平臺(tái)、導(dǎo)軌、附墻裝置、桁架支撐系統(tǒng)組成。架體高度14m；架體寬度：主平臺(tái)2.7m，上平臺(tái)1.5m，模板平臺(tái)1.2m，液壓操作平臺(tái)1.8m，吊平臺(tái)1.8m。上平臺(tái)≤3kN/m2（爬升時(shí)0.75kN/m2），模板平臺(tái)≤0.75kN/m2，主平臺(tái)≤1.5kN/m2，液壓操作平臺(tái)≤1.5kN/m2，吊平臺(tái)≤0.75kN/m2。

（3）液壓系統(tǒng)包括液壓泵、油缸、上換向盒和下?lián)Q向盒。墩身強(qiáng)度達(dá)15MPa，利用自身的頂升系統(tǒng)和上下兩個(gè)換向盒分別提升導(dǎo)軌和支架，實(shí)現(xiàn)架體與導(dǎo)軌的互爬（見(jiàn)圖1）。

2.2 拼裝控制要點(diǎn)

圖1 高墩輕型爬模施工

WISA 板下料沿表面木紋方向切割，切割和鉆孔后必須采用含丙烯酸成分的油漆進(jìn)行封邊，且封邊兩次，確保模板邊緣充分吸收油漆（見(jiàn)圖2），防止WISA 面板切口因吸水膨脹而導(dǎo)致模板平面變形。在拼裝時(shí)，模板間的接縫處留1mm 的空隙，每隔5 塊板，接縫用膠帶過(guò)渡，使模板滿(mǎn)足變形要求（見(jiàn)圖3）。

圖2 涂刷油漆

圖3 粘貼膠帶

模板采用清潔劑清洗表面雜物，薄膜覆蓋保護(hù)（見(jiàn)圖4）。合理優(yōu)化工序，將合模完成到混凝土澆筑的時(shí)間控制在2d 內(nèi)，規(guī)避間隔過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致板面污染，影響墩身外觀質(zhì)量。模板表面涂刷質(zhì)量較好的食用大豆油作為脫模劑（見(jiàn)圖5）。

圖4 清洗模板

圖5 涂刷大豆油

為避免鋼木拼合模板位置出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)，拼裝時(shí)應(yīng)控制緊固件的擰緊力（見(jiàn)圖6），力值過(guò)大會(huì)使木工字梁變形錯(cuò)臺(tái)，力值過(guò)小拼縫則會(huì)不密貼。

3 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

3.1 首節(jié)墩身趕潮水施工

南引橋11#～14# 墩承臺(tái)頂面標(biāo)高+2.9m，高潮位+3.98m，墩身首節(jié)需趕潮水施工。利用承臺(tái)鋼套箱后拆，有效阻擋潮水影響。承臺(tái)施工結(jié)束，拆除鋼套箱的十字撐，在四角焊接對(duì)撐，給承臺(tái)施工讓出空間。首節(jié)高4m（實(shí)心段）爬模架體尚未安裝，設(shè)計(jì)裝配式可周轉(zhuǎn)的施工平臺(tái)（見(jiàn)圖7），提高施工功效，減少占用鋼套箱利用時(shí)間。平臺(tái)采用∠75×5mm 的水平連接和?40×3mm 的豎桿焊接，共4 個(gè)分體組拼成整體。單個(gè)分體高6m，長(zhǎng)滿(mǎn)足墩柱大、小面施工需要，分下、中、上三層，施工時(shí)單個(gè)分體整體吊裝周轉(zhuǎn)。模板底口與砂漿帶間設(shè)置遇水膨脹止水條，防止由于底口漏漿造成的墩身底部缺陷。

圖6 鋼木拼合示意圖與角尺驗(yàn)收

圖7 首節(jié)墩柱裝配式施工平臺(tái)

3.2 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)無(wú)勁性骨架施工

首節(jié)混凝土達(dá)到強(qiáng)度后拆模和鋼平臺(tái)，安裝爬模掛座，將三腳架懸掛在掛座上，安裝主平臺(tái)及上爬架。利用上爬架作為操作平臺(tái)，同步安裝爬模液壓系統(tǒng)。內(nèi)模均采用鋼木組合模板，用對(duì)拉螺桿與外模板對(duì)拉。第2節(jié)段混凝土達(dá)到強(qiáng)度后拆模；安裝爬模掛座及導(dǎo)軌并爬升架體至第3 節(jié)段，安裝吊平臺(tái)，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)施工節(jié)段。兩墩柱之間配置裝配式爬梯，用于人員的上下通道（見(jiàn)圖8）。爬梯斜撐、三道平聯(lián)、走道均采用螺栓連接，可拆除周轉(zhuǎn)，提高利用率。

圖8 裝配式爬梯

墩柱施工設(shè)置勁型骨架主要作用為保證鋼筋骨架成型，增加骨架安裝穩(wěn)定性，提高定位準(zhǔn)確性和海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層合格率，減少作業(yè)人員的安全風(fēng)險(xiǎn)[2]。爬模單次澆筑混凝4.5m，若采用9m 鋼筋接長(zhǎng)，必須設(shè)置勁型骨架增加鋼筋整體的穩(wěn)定性。如果采用勁型骨架定位鋼筋的方式，其費(fèi)用需而外增加投入，按30kg/m3計(jì)，南引橋11#～14#墩需而外增加投入約70 萬(wàn)元。該項(xiàng)目根據(jù)墩身鋼筋布置情況，結(jié)合輕型液壓爬模施工特點(diǎn)，通過(guò)在內(nèi)置操作平臺(tái)四周焊接鋼筋定位胎具（見(jiàn)圖9），可重復(fù)循環(huán)利用，另外標(biāo)準(zhǔn)段鋼筋設(shè)置長(zhǎng)6m，確保鋼筋能夠精確定位，間距滿(mǎn)足要求，也可以使鋼筋骨架整體穩(wěn)定性，進(jìn)而代替勁性骨架定位，在確保鋼筋定位準(zhǔn)確的情況下有效地降低了施工成本。

3.3 花瓶段鋼木模板體系轉(zhuǎn)換

圖9 帶有鋼筋定位胎具的內(nèi)置操作平臺(tái)

墩柱花瓶段施工利用液壓爬模上爬架作為操作平臺(tái)。在直線段最后一節(jié)完成拆模，且混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足架體爬升要求后，繼續(xù)爬升爬架。根據(jù)模擬，將上爬架后移，在架體爬升后可避開(kāi)上爬架與花瓶段頂口的沖突，此時(shí)上爬架可作為花瓶段鋼筋施工的操作平臺(tái)，不再另行搭設(shè)外支架。架體爬升后，拆除直線段內(nèi)模，完成內(nèi)腔雜物清除后，利用塔吊吊出井筒平臺(tái)?？招亩諆?nèi)腔頂部若采用預(yù)埋件，搭設(shè)支架作支撐系統(tǒng)，施工后無(wú)法取出，存在銹蝕通道，存在較大質(zhì)量隱患。現(xiàn)采用預(yù)制蓋板法施工可有效規(guī)避空心內(nèi)腔里預(yù)埋件和支架體系的銹蝕問(wèn)題，墩頂做兩次澆筑，第一次澆筑至斜倒角頂部，預(yù)留31cm 寬，存放預(yù)制板。預(yù)制蓋板頂部與內(nèi)腔頂面一個(gè)平面，待預(yù)制蓋板到位后，綁扎第二層頂部鋼筋。預(yù)制板長(zhǎng)5.1m，寬1.6m，厚0.2m，布置兩層直徑16mm 的鋼筋網(wǎng)片（見(jiàn)圖10）。

圖10 內(nèi)腔預(yù)制蓋板布置圖

直線段與花瓶段交界處以下50cm 在澆筑混凝土前，按照鋼模板的拉桿位置預(yù)埋對(duì)穿PVC 管。爬模模板拆除后在直線段安裝50cm 的定型鋼模板，擰緊對(duì)拉桿作為墩頂花瓶段鋼模的基準(zhǔn)模板?；ㄆ慷武撃灸０弩w系轉(zhuǎn)換后，依次綁扎鋼筋，澆筑混凝土。

4 總結(jié)

沙埕灣跨海大橋南引橋高墩，受潮差的影響，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和三微改，采用輕型液壓爬模施工，滿(mǎn)足了質(zhì)量、安全及工期的要求，特別是在高墩身施工的安全管控、海洋環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性以及施工成本投入方面取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具備同類(lèi)型橋梁高墩的施工推廣及應(yīng)用價(jià)值。