液壓爬模在橋梁變截面薄壁空心墩中的施工技術(shù)分析

敖順通、楊雄峰、陳立彥

（西南交通建設(shè)集團股份有限公司，云南昆明650501）

0 引言

道路橋梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于薄壁空心墩，由于薄壁空心墩施工具有環(huán)境復(fù)雜、精度控制要求高等特征，對施工過程和施工技術(shù)要求較高。因此，有必要分析液壓爬模系統(tǒng)的應(yīng)用方式，助力于薄壁空心墩的施工過程。

1 液壓爬模系統(tǒng)分析

1.1 液壓爬模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一套完整的液壓爬模系統(tǒng)，包括模板、支架、預(yù)埋件等組成部分。其中模板系統(tǒng)細分為內(nèi)模系統(tǒng)和外模系統(tǒng)，這兩個系統(tǒng)均由木工字梁、維薩板等結(jié)構(gòu)組成，對內(nèi)外模系統(tǒng)的提升處理采用不同方式，在提升外模系統(tǒng)時采用液壓頂升系統(tǒng)，在提升內(nèi)模系統(tǒng)時采用井筒操作平臺，借助塔吊的提升力量。液壓爬模系統(tǒng)的支架系統(tǒng)采用液壓爬模方式，支架系統(tǒng)的具體組成部分包括上下架體、操作平臺、防傾斜調(diào)節(jié)系統(tǒng)、可調(diào)斜撐等。液壓爬模系統(tǒng)的預(yù)埋件系統(tǒng)則包括受力螺桿、高強度螺桿、爬錐等；關(guān)于液壓爬模系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，具體包括液壓泵、導(dǎo)軌、油管接頭等組成部分。

1.2 工作原理

液壓爬模系統(tǒng)的爬架與導(dǎo)軌相互之間起到支持作用，模板的操作與爬架關(guān)系密切。液壓爬模系統(tǒng)的爬架上包括液壓油缸，為導(dǎo)軌的提升提供動力。將導(dǎo)軌提升到指定位置后，與上部爬架懸掛件形成連接關(guān)系，實現(xiàn)爬架與模板之間的體系效應(yīng)。兩者爬升的動力則來自液壓油缸，通過導(dǎo)軌實現(xiàn)爬升效應(yīng)，爬架模板的爬升在短時間內(nèi)完成，為墩柱節(jié)段循環(huán)施工奠定基礎(chǔ)。

2 液壓爬模施工過程

2.1 整體流程

液壓爬模施工過程包括兩個階段，第一階段是逐步安裝爬架：在該階段中首先綁扎首節(jié)鋼筋，并安裝工程需要的預(yù)埋件；隨后安裝模板并澆筑首節(jié)混凝土；完成澆筑后拆除掉模板，并安裝懸掛件，隨后完成主爬架和模板的安裝任務(wù)[1]。進入第二節(jié)鋼筋綁扎的環(huán)節(jié)后，同樣依次完成預(yù)埋件安裝、模板安裝以及混凝土澆筑等任務(wù)；在懸掛件安裝完畢后，安裝爬升導(dǎo)軌，并將爬架爬升。

第二階段是爬架正常使用的階段，待爬架正常爬升后，首先進行綁扎鋼筋、安裝預(yù)埋件和模板的操作，隨后澆筑每個節(jié)段的混凝土；完成澆筑后拆除模板，依次執(zhí)行爬升導(dǎo)軌和爬架的操作。

2.2 液壓爬模模架安裝

安裝模架時，首先綁扎墩身的首節(jié)鋼筋，并在液壓爬模施工現(xiàn)場安裝三腳架，使得三腳架起到承重作用；與此同時，完成混凝土強度檢測任務(wù)，當混凝土強度達到100MPa 后，進入后續(xù)的導(dǎo)軌安裝環(huán)節(jié)，并安裝配套的液壓系統(tǒng)；隨后進入到外操作平臺的安裝階段，其中包括內(nèi)模物料平臺的安裝任務(wù)。

2.3 液壓爬模模架爬升

進入爬升階段前，需要保證混凝土的強度，確定混凝土強度達標后，完成預(yù)埋件的安裝工作，借助液壓系統(tǒng)執(zhí)行模架導(dǎo)軌的提升任務(wù)，當導(dǎo)軌達到既定的位置后，將下部的埋件掛座拆除掉，可以在后續(xù)安裝過程使用?；趯?dǎo)軌系統(tǒng)完成支架系統(tǒng)的提升任務(wù)，保證支架系統(tǒng)達到一定高度，在合模操作后進行測量，確保合模高度準確；測量無誤后將對拉螺栓連接到一起，最后進行混凝土澆筑。

2.3.1 軌道、爬架爬升的要點。軌道爬升階段中，要保證導(dǎo)軌處于清潔潤滑狀態(tài)，在已經(jīng)完成澆筑的節(jié)段上方安裝錨板和錨靴，保證混凝土表面處于支撐狀態(tài)，爬靴與軌道之間也處于對應(yīng)狀態(tài)。軌道預(yù)壓操作則借助液壓系統(tǒng)，保證軌道和錨錐之間的對應(yīng)狀態(tài)，完成軌道爬升后將錨靴、錨板等設(shè)施拆除，并將撐腳停留在混凝土表面。爬架爬升過程中則需要保證各層平臺之間處于斷開狀態(tài)，確保液壓單元電機處于開啟狀態(tài)；當爬架高度超過高處節(jié)段的錨靴銷軸孔后，應(yīng)當插入錨靴承重銷軸，完成后將液壓動力電源中斷。

2.3.2 爬升階段注意事項。在液壓爬模系統(tǒng)爬升階段，需要注意軌道和爬架爬升的各項要求。爬升階段涉及液壓裝置的操作，操作液壓裝置時必須確保負責人員到位，保證液壓操作萬無一失；爬升過程中需要安排人員進行現(xiàn)場觀察，通過實時對講方式通報現(xiàn)場情況，每個操作平臺至少配置一名專職人員，通報現(xiàn)場具備專用頻道和對講機條件，專職人員將平臺內(nèi)現(xiàn)場情況通過對講機第一時間匯報到工程管理部門。每完成一個爬升任務(wù)，必須要通過對講機和頻道聯(lián)絡(luò)一次，匯報上下爬箱爬升后的位置情況，進行下一步爬升操作的前提則是爬箱已經(jīng)完全到位。

軌道爬升階段需要注意與上部爬靴的相對位置，如果爬升到兩者相對接近的位置，需要檢查導(dǎo)軌與槽口之間是否對應(yīng)，如果相對位置存在錯位現(xiàn)象需要及時調(diào)節(jié)支撐腳，保證槽口與導(dǎo)軌之間的對應(yīng)關(guān)系[2]。導(dǎo)軌爬升結(jié)束后，需要修補后續(xù)階段的錨錐孔，為爬架爬升奠定基礎(chǔ)。

系統(tǒng)爬升的同時需要注意爬升的同步狀態(tài)，針對發(fā)現(xiàn)的不同步現(xiàn)象必須及時處理，保障同步爬升狀態(tài)。爬架爬升完成后，對液壓爬模系統(tǒng)的各層平臺角部防護進行全面檢查，確保角部防護符合平臺使用的要求。

2.3.3 液壓爬模內(nèi)模施工。在內(nèi)模施工階段，需要注意薄壁空心墩環(huán)境；由于操作過程需要物料較多，可以搭設(shè)井筒式平臺，將物料堆放在井筒式平臺的上方，該平臺搭設(shè)在對拉螺桿上方。內(nèi)模施工中需要提升井筒式平臺，需要通過塔式起重機提供提升的動力；當每個階段的內(nèi)模施工結(jié)束后，進行拆模操作處理并將內(nèi)模吊走，借助塔式起重機將平臺提升至目標位置，待平臺固定后進行下一階段的薄壁空心墩施工工作。

第一節(jié)空心墩墩身具有實心段和空心段并存的特征，其中空心段是變截面，長度為6m，實心段長度為2m，因此在內(nèi)模施工中無法直接使用事先訂制的內(nèi)模，需要在施工現(xiàn)場拼裝內(nèi)模，并用來處理變截面，拼裝變截面時需要借助竹膠板和鋼模板材料，內(nèi)模背楞則是槽鋼。應(yīng)用竹膠板，則發(fā)揮竹膠板在質(zhì)量、加工等方面的優(yōu)勢，加工過程相對簡便，適應(yīng)變截面倒角形狀多變的特征。在處理變截面的過程中，可以應(yīng)用定型鋼模，發(fā)揮定型鋼模在強度和整體性方面的優(yōu)勢。將兩者結(jié)合在一起，提升模板使用性能，并為施工帶來很多方便。針對實心墩頂?shù)氖┕?，首先完成埋件預(yù)設(shè)、分配梁鋪設(shè)等工作，隨后將底模鋪設(shè)在分配梁上；在此基礎(chǔ)上完成鋼筋綁扎以及混凝土澆筑任務(wù)，在實心墩頂內(nèi)的分配梁、底模等不需要重新取出。

2.3.4 液壓爬模模架拆除。薄壁空心墩施工完畢后，可以對其進行拆模處理，將對拉螺栓松開后，將模板進行后移處理，并將模板拆除后移走。拆除薄壁空心墩施工中的各個部分也要遵從一定的次序，首先拆除三角支架，隨后拆除掉導(dǎo)軌、液壓系統(tǒng)等其他部分，上述部分拆除完畢后，將剩余的支架吊走。此后借助塔吊將所有的構(gòu)件送到地面，并將各種構(gòu)件堆放整齊。

3 液壓爬模應(yīng)用創(chuàng)新

3.1 自動噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)

這種噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)的組成部分包括蓄水池、輸送管道、噴淋管道、水泵等等，通過閉合形式的噴淋管道實現(xiàn)自動噴淋效果，自動化程度相對較高。自動噴淋系統(tǒng)的關(guān)鍵在于水量，通過蓄水池保證自動噴淋系統(tǒng)的后備數(shù)量。時間繼電器起到時間控制作用，通過繼電器確定自動噴淋系統(tǒng)兩次工作的間隔時間以及每次工作時間長度；當自動噴淋系統(tǒng)電源處于開啟狀態(tài)時，時間繼電器按照事先設(shè)定的時間信號進入到開啟狀態(tài)，與此同時接觸到水泵開關(guān)。蓄水池中的水進入到輸水管道，則需要借助高揚程的水泵，水經(jīng)過輸水管道后進入到現(xiàn)場噴淋階段，對混凝土表面進行養(yǎng)護作用。這種噴水行為受時間繼電器的自動控制，達到時間繼電器預(yù)設(shè)的時間后，水泵自動關(guān)閉，并停止噴水行為。在薄壁空心墩施工的混凝土養(yǎng)護階段，可以充分應(yīng)用自動噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)，保證薄壁空心墩混凝土處于良好狀態(tài)。

3.2 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)在工程建模領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在薄壁空心墩施工中借助BIM 技術(shù)建立液壓爬模系統(tǒng)模型，通過BIM技術(shù)平臺對施工過程進行模擬，確定薄壁空心墩施工過程的要點。薄壁空心墩施工中需要應(yīng)用起重機、升降機等多種重型施工機械，通過BIM 技術(shù)對重型機械的現(xiàn)場布局進行模擬，設(shè)定施工機械在現(xiàn)場的最佳布局方案。重型施工機械在現(xiàn)場的布局要點包括位置、高度、附屬裝置等等，通過BIM 技術(shù)對現(xiàn)場布局進行論證并完善設(shè)計，形成完整的施工方案。

4 液壓爬模系統(tǒng)特征

4.1 操作便捷

液壓爬模系統(tǒng)安裝施工全過程操作非常便捷，每一階段的施工周期長度僅為4～5d，每完成一節(jié)頂升耗時僅為2h。

4.2 安全性強

施工過程在全封閉環(huán)境中進行，在平臺的各個層次均設(shè)置有防護設(shè)施和安全網(wǎng)設(shè)施；針對爬模與薄壁空心墩之間的縫隙進行封閉處理，保證空心墩施工現(xiàn)場的安全性，人員施工更加安全。

4.3 節(jié)省空間時間

利用液壓爬模系統(tǒng)開展施工，各個平臺的操作作業(yè)過程相對獨立。例如在鋼筋綁扎、墩身修飾等環(huán)節(jié)，均可以在各自的平臺獨立完成，相互之間不會因為進度不同產(chǎn)生干擾，薄壁空心墩施工按照既定進度推進，也為高墩施工留出了充足的時間和空間。

5 結(jié)語

在道路橋梁施工過程中，應(yīng)當充分利用液壓爬模系統(tǒng)，妥善完成薄壁空心墩施工任務(wù)，保證橋梁施工質(zhì)量。與此同時積極拓展液壓爬模系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，在更多領(lǐng)域體現(xiàn)液壓爬模系統(tǒng)的應(yīng)用價值。