借助滑模承重体系进行高墩盖梁施工新技术

杨七正

(中铁十七局集团第五工程有限公司，山西太原 030032)

0 引言

随着高速公路建设不断向产区推进，跨越深沟、峡谷或特殊地段，高墩桥梁建设项目越来越多，近年来高墩的施工技术得到了较快的发展并日趋成熟。高墩大多设计为空心墩+墩顶实心端的结构形式，可采用翻模、爬模或滑模施工，利用塔吊或汽吊配合进行物料垂直运输。目前，高墩盖梁施工常用“墩顶预埋钢棒+工字钢”的承重方法，存在着无作业平台穿装、抽拔钢棒操作难度大、安全风险高;工字钢托梁高程控制精度低;起重设备占用时间长、工效低、成本高等问题。

为了克服盖梁钢棒承重法施工存在的困难，在采用滑模进行桥梁高墩施工技术的基础上，针对高墩盖梁施工承重和竖向物料运输等实际问题，提出一种借助滑模承重体系进行高墩盖梁施工的新思路，并通过力学计算和工程实例论证了该方法的可行性，作为对高墩盖梁施工技术的一种有效补充。

1 滑模承重体系施工高墩盖梁方案

1.1 滑模承重体系改造思路

充分利用墩身滑模设备，对提升架起重系统、吊装门架进行改造，具体方案:增加4 台HM-100 型爬升千斤顶(见后计算)，提高滑模承重体系的承载能力，用作盖梁底部托梁;拆除横桥向主门架(侵入盖梁)，增加顺桥向次门架(φ108 钢管焊制)1 个，门架顶部两端设定滑轮，用作主门架拆除后进行主卷扬机(JK/JM 型10 t)的吊点转换，完成后续物料垂直运输任务，达到替代塔吊或大吨位吊车完成物料竖向运输任务的目的，见图1。

1.2 滑模提升承载力检算

通过力学计算，确定施工荷载、滑模竖向承重能力、判定施工安全性。

例如:

滑模滑升需要克服的阻力为:混凝土摩阻力、模体自重、施工荷载自重，计算如下:

1)滑升摩擦力G1=kfs=95.47 kN。

其中，k 为附加影响系数;f 为摩擦阻力，kN/m2;s 为盖梁模板的外表面面积，m2。

图1 借助滑模支撑进行盖梁施工示意图

2)模体结构自重G2=200 kN。

3)施工载荷G3=(T1+T2+T3+T4)×2×1.3=269.75 kN。

T1，T2，T3，T4分别为人员、设备、材料及工器具、吊物重荷载，并取2 倍动力载荷系数和1.3 倍不均匀系数。

4)总荷载W=G1+G2+G3=565.22 kN。

5)千斤顶的数量:选用HM-100 型千斤顶，其额定起重为100 kN，工作起重为50 kN，荷载不均匀系数C 取0.8;则n=W/C/P1=14.13 台。

考虑到滑模的受力及平衡且滑模提升架每4 台为一控制油路，故采用HM-100 型千斤顶16 台，可满足盖梁施工时滑升需求;原墩身滑模使用12 台，需增加千斤顶4 台，并配套增加HY-36 型液压控制台1 台。

1.3 墩顶实心端施工预留预埋

滑模施工至实心端时，横桥向增加4 根φ48 千斤顶爬升立杆;自墩顶以下1 m 段，按1.0 m×0.5 m 预埋φ40 mm PVC 套管;将滑模提升架一次提升至与盖梁底平齐，在滑模模板上打孔，穿设Φ25 对拉筋并紧固，完成墩身混凝土浇筑;养护6 d～7 d 后，即可进行盖梁施工。

1.4 滑模承重体系施工盖梁

盖梁模板采用竹胶板场内制作、吊装、墩顶拼装。

在底模安装前，凿除墩顶混凝土浮浆使其与盖梁设计底标高齐平;拆除主门架，暂不拆除的滑模模板与滑模提升架共同受力，作为盖梁施工托梁。

根据盖梁测量定位纵、横轴线，安装调整盖梁倒角托梁、侧模;同时，在顶部对角各预埋1 根L=50 cm φ48 钢管，出露混凝土面2 cm～3 cm;钢筋、混凝土通过次门架定滑轮及地面卷扬机提升;浇筑完成后，覆盖、洒水养生6 d～7 d。

1.5 利用起吊系统完成模架拆卸

支座垫石及定位复测等工作全部完成后即可拆除模架。整个体系拆除顺序如下:

1)准备工作。

先清理墩顶及各作业平台余料及杂物;完成垫石及盖梁模板拆除，修饰混凝土外观缺陷;拆除装饰架、主千斤顶及控制台(见图2)。

2)利用次门架组织拆除、吊运(见图3)。

依次拆除侧横梁及实心端墩身模板、主横梁及实心端墩身模板(次门架立柱节段暂不拆)，同步完成墩身混凝土修整。

图2 准备拆除主门架

图3 利用次门架垂直运输

3)盖梁顶部顺桥向固定双焊槽钢、滑轮(见图4)。

将次门架的卷扬机钢丝引到槽钢滑轮上，先后拆除人员上下爬梯、次门架、剩余的主横梁及实心端墩身模板。

4)利用盖梁顶对角滑轮组组织拆除、吊运。

在盖梁顶对角预埋钢管内安装滑轮，拆除槽钢、电焊机等小型工具;盖梁顶作业人员通过吊篮下至地面;松脱挂篮，用卷扬机牵引使钢丝绳从滑轮中脱离。

5)待预制梁架设时，安排人员割除滑轮及出露钢管，并用混凝土填补孔洞。卸除人员上下爬梯及模架见图5。

图4 次门架与槽钢滑轮转换

图5 卸除人员上下爬梯及模架

1.6 拆除注意事项

1)全过程封闭现场，杜绝非作业人员进入场区，操作人员必须配戴安全带及安全帽;

2)由专人统一指挥，上、下联络畅通，且不得同时作业;

3)拆卸的滑模部件要严格检查，捆绑牢固后方可下放;

4)在拆卸过程中要轻拆慢吊，防止模体与盖梁或墩身混凝土发生碰撞，损伤混凝土;

5)其他高空作业注意事项均需遵守。

2 应用实例

神河高速公路LJ5 合同段，线路全长8.9 km，处于晋西北黄土高原区，以黄土塬区及黄土梁、黄土峁、黄土斜梁为主的地貌特征，与冲沟、丘陵、河谷并存，地形地貌复杂多变。本项目共有大桥6 座，其中40 m 以上高墩37 个，最大墩高64 m，均处于陡峭沟谷中，施工场地狭窄，起重设备无足够旋转空间，高墩采用滑模施工。利用滑模承重体系作为盖梁底托梁及施工平台，同时利用自身起吊装置完成吊装作业;经验算，滑模承重体系的承载力满足盖梁施工要求。

与相邻标段盖梁钢棒法施工相比较，我项目利用滑模承重体系施工，节约费用37×(5.05 -1.07)=147.26 万元，缩短工期45 d。

3 结语

实践证明，利用滑模承重体系施工高墩盖梁是一种安全可行、经济实用的施工新方法，与常规盖梁施工方法相比，充分利用既有资源，简化施工工序，取得了显著的经济效益;同时，降低了对施工场地、大型吊装设备的依赖性，减少了大型设备购置(租赁)，该技术在高墩桥梁施工领域具有推广应用价值，希望对同类工程施工起到一定的借鉴作用。

［1］GB 50113—2005，滑动模板工程技术规范［S］.

［2］JG/T 93—1999，滑模液压提升机［S］.

［3］赵福君.莲花山Ⅱ号大桥空心薄壁墩身滑模施工［J］.山西建筑，2003，29(4):262-263.

［4］王东平.薄壁空心桥墩滑模施工工艺及应用［J］.科技情报开发与经济，2006(16):40-41.