高速特大橋小凈距薄壁墩整體爬模施工技術(shù)研究

王純

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050021）

0 引言

為有效穿越山谷、河流等地勢(shì)，通常會(huì)將橋墩進(jìn)行加高設(shè)計(jì)，因此，雙肢薄壁墩在工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

某高速特大橋6#、7#墩左幅雙肢薄壁墩高分別為81.5m和93.3m，右幅高分別為85.5m和94.5m，雙薄壁墩身外緣寬度均為10m，單肢斷面尺寸均為6.25×3.5m。雙肢薄壁墩之間的凈距為3m，技術(shù)要求高，施工時(shí)間緊、任務(wù)重。針對(duì)該項(xiàng)目的施工特點(diǎn)，承建方?jīng)Q定應(yīng)用整體爬模施工技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)了在工作面不足的情況下雙肢墩身同步進(jìn)行施工，大幅加快施工進(jìn)度，降低施工成本；將施工平臺(tái)形成一個(gè)整體，有效提高施工效率和施工安全性，取得了顯著的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。

2 施工技術(shù)特點(diǎn)

因雙肢墩身之間的凈距較小，且二者施工部位相互錯(cuò)開4個(gè)節(jié)段，需單獨(dú)施工。利用同步技術(shù)將兩套爬模體系有效結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了施工的同步性，降低了各施工段施工模板安拆的頻率，提升了工作效率。

（1）可行性強(qiáng)：施工簡(jiǎn)便，各工序相互獨(dú)立進(jìn)行，大幅提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間，降低工程造價(jià)。

（2）安全性高：通過施工平臺(tái)將雙肢薄壁墩形成一個(gè)整體，增大了工人施工的工作面，便于施工電梯和施工平臺(tái)的對(duì)接，形成封閉狀態(tài)，大幅提升安全性能。

（3）適應(yīng)性強(qiáng)：該技術(shù)在高墩、高塔建設(shè)中應(yīng)用較為普遍，尤其在超高小凈距雙肢薄壁墩等超高建筑施工中最為常用。

3 工藝原理

（1）應(yīng)用液壓系統(tǒng)同步技術(shù)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)模板架體與導(dǎo)軌之間的相互爬升。

（2）在雙肢兩側(cè)下架體頂端位置安裝工字鋼主梁，再在主梁跨中位置安裝工字鋼次梁，為雙肢內(nèi)側(cè)模板支撐體系和橫移設(shè)備提供平臺(tái)，使液壓系統(tǒng)整體帶動(dòng)模板和支架體系共同爬升。

4 施工工藝流程及施工要點(diǎn)

4.1 材料與設(shè)備的準(zhǔn)備

主要材料：模板、鋼面板、型鋼、鋼管、安全網(wǎng)等。主要設(shè)備見表1。

表1 主要施工設(shè)備表

4.2 施工工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 爬模施工工藝流程圖

4.3 施工技術(shù)要點(diǎn)

4.3.1 液壓爬模系統(tǒng)組成

液壓爬模體系主要由模板體系、埋件體系、支架體系、爬升體系以及安全防護(hù)體系組成。

4.3.2 爬模下架體安裝

主墩墩身首節(jié)施工，工作面由腳手架搭設(shè)而成，運(yùn)用汽車吊將鋼模板吊裝就位，混凝土澆筑采用汽車泵泵送方式，在澆筑前必須將爬模頂升的預(yù)埋件安裝到位。

待混凝土強(qiáng)度滿足要求后方可拆除模板，并安裝爬架，運(yùn)用高強(qiáng)螺栓將爬架安裝在提前埋好的預(yù)埋件上。在雙肢薄壁墩四周附墻上安裝掛座和下架體。如圖2所示。

圖2 爬模下架體安裝

4.3.3 設(shè)置整體施工平臺(tái)

在墩身兩側(cè)的架體和雙肢之間分別安裝工字鋼縱梁和橫梁，橫梁搭在縱梁上方，并在縱梁和橫梁交叉位置用電焊焊接牢固。然后在其上滿鋪鋼板，形成完整的施工操作平臺(tái)，在平臺(tái)四周安裝定型護(hù)欄，懸掛密目防墜網(wǎng)，最后進(jìn)行外模板及架體施工。

4.3.4 導(dǎo)軌與液壓系統(tǒng)的安裝和調(diào)試

當(dāng)?shù)诙位炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可進(jìn)行掛座的安裝，待掛座安裝完成后，利用塔吊將導(dǎo)軌和爬升裝置吊裝到位并進(jìn)行安裝；最后安裝液壓裝置并進(jìn)行調(diào)試。液壓裝置見圖3。

圖3 液壓裝置

4.3.5 爬模系統(tǒng)的爬升

液壓裝置調(diào)試合格后，開始爬模爬升工作，爬模架體爬升時(shí)，12套液壓裝置同步啟動(dòng)、同步進(jìn)行，使爬架體系整體提升，在提升過程中嚴(yán)格控制升差值不得超過50mm，以保證整個(gè)架體的安全性和同步性。同時(shí)，必須嚴(yán)格保證防墜掛鉤在架體爬升時(shí)始終處于工作狀態(tài)，還要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油路的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防爬升過程中出現(xiàn)差錯(cuò)。當(dāng)?shù)谌位炷潦┕ね戤吅?，方可進(jìn)行正常段循環(huán)施工。

4.3.6 墩身正常段施工

墩身進(jìn)入正常段施工后，開始往復(fù)循環(huán)施工，各階段基本施工步驟如下：

（1）螺桿拆除，模板向后移動(dòng)60cm。

（2）安裝預(yù)埋掛座，爬升導(dǎo)軌。

（3）拆除模板和下部掛座，清理干凈，以備再次使用。

（4）利用液壓裝置對(duì)爬模支架進(jìn)行提升。

（5）合模、安裝螺桿，模板定位、糾偏。

（6）混凝土澆筑，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度拆除模板，然后進(jìn)行下階段循環(huán)施工。

墩身正常段施工流程圖見圖4。

圖4 墩身正常段施工流程圖

4.3.7 測(cè)量控制及糾偏

模板底部要和下部墩身混凝土緊密接觸，頂部通過靠尺調(diào)整水平度，運(yùn)用全站儀對(duì)模板頂部交點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，與設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，看其數(shù)據(jù)偏差是否滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)合下部已澆筑墩身混凝土的垂直度偏差方向?qū)ε滥＿M(jìn)行反向調(diào)整，實(shí)現(xiàn)糾偏的目標(biāo)，進(jìn)而將墻體垂直度控制在偏差允許范圍內(nèi)。

4.3.8 爬模系統(tǒng)拆除

爬模拆除施工流程：①拆除模板；②拆除主平臺(tái)上方的模板支撐體系；③拔出導(dǎo)軌；④拆除液壓和配電裝置；⑤拆除吊裝平臺(tái)上、下層附墻裝置和爬錐；⑥主梁三腳架和平臺(tái)吊裝，拆除附墻連接件和爬錐，并將爬錐洞修復(fù)完整，爬模拆除工作完成。

4.4 施工控制要點(diǎn)

4.4.1 架體組裝

（1）架體到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后及時(shí)組織廠家、監(jiān)理等相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行驗(yàn)收，并對(duì)安裝人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)培訓(xùn)、安全交底等工作。

（2）生產(chǎn)商委派專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工人員施工，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行拼裝。

（3）拼裝合格后，進(jìn)一步對(duì)操作平臺(tái)、踢腳板等部位進(jìn)行封閉處理，以提升安全指數(shù)。

（4）指定專人對(duì)安裝過程進(jìn)行監(jiān)督，安裝完成后需報(bào)質(zhì)檢、安檢等相關(guān)部門驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可投入使用。

4.4.2 導(dǎo)軌的爬升

（1）爬模承載體受力位置處的混凝土強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)值，清理爬升軌道，液壓油缸上、下位置處的頂升設(shè)備統(tǒng)一向上進(jìn)行頂升。

（2）通過鑒定滿足爬升條件時(shí)，開啟進(jìn)油閥門，并啟動(dòng)液壓控制柜，將導(dǎo)軌頂部銷釘拔下，進(jìn)行導(dǎo)軌爬升。

（3）待導(dǎo)軌爬升到預(yù)定位置，插上頂部銷釘，待銷釘和懸掛構(gòu)件全面連接時(shí)，證明裝置鎖定到位。

（4）爬升完成，待裝置鎖定后，將進(jìn)油閥門和控制柜關(guān)閉，并關(guān)閉電源。

4.4.3 爬模整體爬升

（1）清除和加固爬架上的設(shè)備，調(diào)整液壓油缸的頂升狀態(tài)，松開塔柱和爬架之間的連接裝置，并修復(fù)爬錐孔洞。

（2）組織相關(guān)人員對(duì)液壓油缸、控制柜、掛座和安全插銷等裝置進(jìn)行全面檢查和驗(yàn)收，滿足要求后進(jìn)行爬升作業(yè)，并指派專業(yè)人員對(duì)爬升過程進(jìn)行檢查。

4.5 質(zhì)量監(jiān)控措施

（1）做好施工材料質(zhì)量檢測(cè)工作。嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，選擇信譽(yù)度高的生產(chǎn)廠家合作。材料進(jìn)場(chǎng)前，查看有無(wú)合格證，了解所需規(guī)格與設(shè)計(jì)要求是否相符，采取抽樣檢查法檢查材料材質(zhì)，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格的材料嚴(yán)禁入場(chǎng)使用。

（2）加強(qiáng)對(duì)爬錐預(yù)埋（混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度）、附著裝置（錨板安裝、爬軌安裝、銷接、高強(qiáng)螺栓）、爬升系統(tǒng)、模板附著裝置、后移裝置、各平臺(tái)安全性能的檢查、驗(yàn)收。

（3）澆筑混凝土前仔細(xì)檢查模板及拉筋螺帽上緊情況，通常在混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，預(yù)埋爬錐處的混凝土強(qiáng)度即可達(dá)到安裝附墻等裝置對(duì)爬錐的承載力要求。

（4）爬模系統(tǒng)應(yīng)在專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行安裝，對(duì)錨固系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、平臺(tái)防護(hù)等關(guān)鍵方面重點(diǎn)監(jiān)控。

（5）系統(tǒng)爬升及混凝土澆筑前，必須全面檢查各構(gòu)件的聯(lián)結(jié)狀態(tài)以及所有設(shè)備的工作性能。

（6）爬模架體整體爬升過程中，須設(shè)專人檢查各系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)，確保爬升的同步性。

（7）構(gòu)建質(zhì)量控制體系。在項(xiàng)目部?jī)?nèi)部構(gòu)建以項(xiàng)目經(jīng)理為主要領(lǐng)導(dǎo)的質(zhì)量控制小組，組內(nèi)人員涵蓋總工程師、現(xiàn)場(chǎng)施工人員、技術(shù)人員、施工班組負(fù)責(zé)人員等，組內(nèi)強(qiáng)化協(xié)調(diào)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決；優(yōu)化技術(shù)交底工作程序，提升技術(shù)交底的針對(duì)性、實(shí)效性。

（8）質(zhì)監(jiān)人員需盡職盡責(zé)，重要工序施工應(yīng)全程旁站，發(fā)揮專業(yè)指導(dǎo)作用，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格的問題應(yīng)及時(shí)上報(bào)，限期整改。項(xiàng)目各管理人員承擔(dān)相應(yīng)的質(zhì)量監(jiān)督管理職責(zé)。

5 效益分析

與雙肢爬模單獨(dú)爬升施工技術(shù)相比，施工單個(gè)高度為94.5m的雙肢薄壁橋墩，采用整體爬模技術(shù)施工工期為5個(gè)月，縮短工期1個(gè)月，同時(shí)顯著降低施工成本；與一般的爬模施工相比，超高小凈距雙肢整體爬模施工技術(shù)大幅提升了施工效率，節(jié)約施工成本。整體爬模技術(shù)在工程中的成功使用，使雙肢爬模整體爬升成為可能，使今后同類工程的超高小凈距雙肢薄壁墩施工有章可循。

6 結(jié)語(yǔ)

超高小凈距雙肢薄壁墩整體爬模施工技術(shù)在高速公路特大橋6#、7#薄壁墩施工中的成功應(yīng)用，大幅縮短了施工工期，降低了工程造價(jià)。和傳統(tǒng)施工方式相比，單個(gè)橋墩可節(jié)省管理人員1名，操作人員2名，分別節(jié)省人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)13.55萬(wàn)元、5.6萬(wàn)元和2萬(wàn)元；不僅大幅降低了施工成本，而且顯著提升了施工效率，縮短了工期。此外，墩身成型面質(zhì)地密實(shí)、色澤統(tǒng)一、無(wú)錯(cuò)臺(tái)，垂直度、平整度、標(biāo)高、軸線位移及觀感質(zhì)量等各項(xiàng)指標(biāo)全部達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范要求。