液压爬模技术在桥梁主墩施工中的应用

谢松凌

(广西桂通工程咨询有限公司，广西 南宁 530022)

0 引言

在桥梁的主墩施工中，目前较为常用的是液压爬模技术，此技术对于桥梁主墩的最终施工安全及控制质量具有一定的影响。从目前国内外已有的施工技术成果来看，液压爬模施工技术的重点部分是上、下塔柱的液压爬模设计，塔柱的液压爬模施工质量决定了桥梁主墩的最终施工效果。通过大量翻阅该领域施工方法和施工技术的文献可知，液压爬模的布置情况也对桥梁主墩的最终施工质量具有决定作用。因此，本文分别从爬模系统的架构、液压爬模的施工方案等部分进行详细阐述，并通过工程实例来进行论证，以期取得预期的成效。

1 爬模系统架构

一般而言，对于爬模系统的架构来说，其架体承载的跨度(相邻埋件间距)应在3～5 m范围内，而架体的高度应在10～15 m左右，并根据施工现场的实际条件对架体的宽度进行适当调整。例如在模板、钢筋部分的施工方面，架体的宽度应为1～1.5 m之间，对于模板的后移平台而言，其架体的宽度应在3 m以内，施工层数量、施工载荷能力也应分别根据施工现场的不同区域来进行差异化调整，例如模板、钢筋部分的施工平台载荷应<5 kN/m，而液压施工平台的载荷能力应在1 kN/m以内。电控液压系统的额定压力应在30 MPa以内，液压站的流量、油缸行程、电控液压系统伸出速度、额定推力以及油缸的同步误差均应通过合理的计算来确定。值得注意的问题是，对于常规的爬升系统而言，其机构一般分为三种形式，即自动导向式、液压升降式以及自动复位式。在具体的工程应用中，应分别结合现场施工的具体情况来选择合适的施工方式以提高施工的质量和效率[1][2]。爬模架安装流程如图1所示。

图1 爬模架安装流程示意图

2 液压爬模施工方案设计

2.1 爬模轨迹

在对施工桥塔的实际结构进行仔细分析之后，可知其具体的布置原则，应对液压爬模的轨迹进行有效分配。要注意的问题是，为有效避免交叉作业的不利影响，此过程禁止上塔柱与横梁同时施工，且在进行高空爬模施工时应尽可能减少其转换的频率，这对于保证施工质量、施工效率以及施工人员的安全具有一定作用。爬模轨迹的选取及布设在桥梁主墩的施工过程中具有重要意义，属于最为基础性的施工工序，因此，爬模轨迹的设计应在具体的施工过程中结合施工现场的环境和地质条件来进行权衡[3][4]。

2.2 爬模布置原则

由桥塔结构可知，应在施工过程中对液压爬模的轨迹予以充分的布设。在此过程中，应最大限度减少爬模预埋件对于总体架构所带来的影响，采取合适的施工方法进行施工，并保证架体可完全承受自身载荷力以及爬升过程中产生的摩擦力。通常来讲，各模板均应配置2组上架体，为保证导轨设施的正常升降，应将架体置于不同的位置。另外，还应注意模板的拉杆和架体位置彼此错开，以使架体足够稳定。对桥塔各面的倾斜度应进行精确的测量和计算，通过有效的施工方案对液压爬模的架构进行核验，使其受力均衡。爬模的布置原则还应充分考虑到主墩的具体位置以及各部位的综合受力情况，并根据施工图纸进行准确设计并施工[5][6]。

2.3 下塔柱液压爬模设计

由上塔柱对应部位的液压爬模轨迹间的布设来进行下塔柱液压爬模的设计，液压爬模的架体应具有至少1根爬模轨道。

通过对现场施工条件的分析可知，应在多个液压爬模架体上进行与桥塔各面的设置，桥塔边跨面的位置可布设3个液压爬模架体，应将塔柱内侧的架体间距进行严格控制，可依据塔柱液压爬模的主跨面与边跨面轨道间距进行确定。将多个液压爬模的架体各自安装于塔柱的外部侧面，而架体间距应结合塔柱外部侧面的液压爬模轨道布设的间距来综合考虑，其他的架体应安装于外部侧面的主跨与边跨位置之间。下塔柱内侧面的施工应使用自制的小平台模式进行，以最大程度上保证横梁能与下塔柱同步施工，进而提高施工的效率[7][8]。液压爬模架拆除流程如下页图2所示。

图2 液压爬模架拆除流程示意图

2.4 上塔柱液压爬模设计

在经过严格和周密的计算后得知，上塔柱的内侧倾角度数相同，因此能在上塔柱对相同数量的架体进行布设，上塔柱的液压爬模的布置情况为：

将多个液压爬模的架体进行安装，且都安装在大槽内，其余架体和液压爬模分别安于边跨与主跨侧的位置。利用液压爬模的方法对上塔柱的内腔进行施工，并分别将两个液压爬模的上、下架体安装于上塔柱的内腔侧面，在第一次进行液压爬模时应注意必须对液压爬模加工完后才可以进行整体的拼接工作，可以在施工现场进行吊装，在上塔柱的内腔中横梁与斜拉索的锚固位置搭建多道隔板，用于提高施工效率并保障施工技术人员的安全[9][10]。

在液压爬模进行转换的过程中，上塔柱的内腔倾斜，而对于桥塔的下塔柱而言，则为外腔倾斜，所以在液压爬模的施工过程中，应进行一次上塔柱的转换工作，可为后续施工过程提供安全保障[11-13]。空心墩结构尺寸如表1所示。

表1 空心墩结构尺寸表

3 工程实例研究

以广西灌阳至凤凰高速公路塘屋岭特大桥为例进行工程实例部分的验证工作。塘屋岭特大桥全长784.08 m，桥跨组合为5×40 m+92 m+2×172 m+92 m+1×40 m，主桥为(92+2×172+92) m预应力混凝土连续刚构，公路等级为双向四车道高速公路，设计汽车荷载为公路-Ⅰ级，设计时速100 km/h，设计洪水频率为特大桥1/300。桥梁设计为上、下行两座分离的独立桥梁，桥面净宽2×12.5 m，桥梁总宽度28 m。其主墩墩身为单肢式钢筋混凝土空心薄壁墩，最大墩高为120 m，每片墩纵向宽10 m，横桥向按变宽设计，顶宽7.5 m，按50∶1放坡，底宽9.61 m，采用C40混凝土。混凝土垂直输送是高墩大跨桥施工的难点。混凝土要求采用泵送方式输送，应采用大功率泵(避免接力泵送)以满足施工需要；由于墩高较高，垂直运距约120 m，混凝土配合比的塌落度宜根据不同的高度进行适当调整，以确保混凝土强度符合规定要求。高墩的线形控制要求：竖直度为墩高的3/1 000且≤20 mm，断面尺寸为±15 mm，测量控制采用高精度全站仪和激光垂准仪配合使用、相互校核。通过液压爬模施工技术对墩柱内、外模进行施工，使用液压爬模固有的装修平台在工期以及施工质量方面均能得到有效保障。

4 结语

塘屋岭特大桥主墩液压爬模施工采用了本文所提出的施工方法，在墩柱转角处布设相关的转换装置即可达到施工要求，可有效降低爬模转换频率，而且在降低施工风险以及提高施工质量和安全性等方面具有重要意义。本文旨在对液压爬模技术在桥梁主墩施工中的应用进行详细讨论，分析施工过程中需要着重注意的一些问题，促进桥墩快速、安全、稳定的施工，对于国内该领域施工技术方面的理论研究具有一定的参考意义。