空心薄壁高墩液压自爬模施工技术在公路桥梁中的应用

高捷

（中交第四公路工程局有限公司，广东 清远513000）

1 工程概况

本项目位于广东省英德市，起讫桩号为K70+650～K79+000，连接该市的连江口镇与水边镇，总长度8.432km，共设置有6 座大桥，总长3 003.01m，均采取双向6 车道设计形式，设计时速120km，主墩采取的是双肢薄壁空心墩，高度68～88m，主桥基础由桩基础与矩形承台共同构成，考虑到主桥主墩施工高度较大的特点，引入了液压自爬模施工技术，此项技术的应用效果将直接影响到公路整体质量。在此背景下，要注重技术的合理应用，广大工程人员需针对此方面进行深入探讨。

2 液压自爬模概述

2.1 液压自爬模工作原理

基于导轨与爬架交替顶升的方式，可达到自爬模逐步顶升的效果，设置的导轨与爬模架具备相对运动的能力，导轨与爬模架都具有稳定性，被支撑于桥墩预埋件上。爬升机构是组成液压自爬模最为关键的部分，含H 型导轨、爬升箱、液压油缸等，设置了连接轴与承力架，在其作用下将上述部分形成整体结构【1】。爬升箱中都适配了棘爪（具备自动导向功能）与联动式导向轮。根据实际使用情况，若导轨与架体爬升，此时可运行油泵，在油缸的伸缩作用下，棘爪与导向架能够稳定地沿H 型导轨表面做出相应动作，如变换、自动导向、锁定等，顺利完成架体的爬升作业。液压系统是实现爬升的重要部件，主要由液压油缸与爬升箱构成，通过爬升箱的作用，可调节导轨与架体的运动状态，使其做出提升的行为，使得液压自爬模稳定向上提升，整个运动过程中无须其他起重设备，具备安全系数高、操作便捷的特点。

2.2 液压自爬模组成

根据本项目的情况合理优化液压自爬模，可分为模板系统、爬升支承系统、液压爬升系统、操作平台系统，具体构成情况如图1 所示。使用到100t 系列液压爬升设备，在其支持下达到模架整体爬升的效果，墩身顺桥向两侧分别适配了4 套液压设备，根据桥梁施工要求，横向桥两侧数量均为2 台，单个桥墩所需的液压顶升设备总量为12 套，彼此协同作用，实现爬模爬升作业。施工中，需满足同步爬升的原则，因此引入了智能控制系统，在其作用下调度8 套顶升设备，基于对电子控制板的操作，可以确保爬架达到稳定爬升的效果。

图1 墩身液压自爬模结构

应用液压自爬模技术，可发挥出如下几点优势：（1）使用到木模板，具备自重轻、刚度大的基本特点，在确保施工质量的同时提升了经济效益；（2）液压自爬模施工效率良好，无须投入大量的人工成本，有效降低作业者的劳动强度，争取宝贵的时间，为上部结构施工创造良好条件；（3）液压爬升系统结构合理，降低了操作难度；（4）模板爬升稳定性较好，可达到同步爬升的效果；（5）不同于翻模施工的是，液压自爬模施工可达到一次组装成型的效果，大幅缩短了模板组装与地面清理时间。

2.3 模板体系组成

本工程中使用到进口木模板，根据桥梁施工要求，模板拼接高度4.65m，单次浇筑高度4.50m，均使用到厚度为21mm的胶合板；木工字梁被用于竖向背楞施工作业中，该材料截面尺寸80mm×200mm，要求彼此间距≤300mm；水平背楞的设置，使用的是双14 号槽钢背楞，要求该材料最大间距≤1 350mm。胶合板应与木工字梁达到稳定连接的状态，使用到自攻螺丝与地板钉，在连接爪的作用下实现竖肋与横肋的稳定连接。木梁直墙模板设置为装卸式结构，可提升拼装便捷性。

3 液压自爬模施工工艺

3.1 安装前的准备工作

液压自爬模安装前应进行以下准备工作：（1）选择场地，用于模板的存储与拼装，要求该处足够平整、稳定，做好硬化与排水处理；（2）全面检验原材料质量，如模板、构件等都要满足质量要求；（3）爬模安装时应安排专员监督，做好对现场施工作业的调度工作，并在施工前技术交底。

3.2 爬模安装

爬模系统搭建作业时，采取的是单片组装安装法，增设临时支撑装置，以便提升稳定性。爬模安装需分步完成，具体涉及预埋件总成预埋、爬模分块组装、吊装、增设防护网等环节。做好墩身钢筋的绑扎作业，此时兼并完成各类预埋件的预埋处理，在螺栓的作用下将锚板稳定连接在模板上，向锚板爬锥孔内均匀涂抹适量黄油，以免混凝土流入其中。后续施工中，需控制好各类预埋件及套管的位置，需要与墙体外表面达到完全垂直的状态。施工中，若预埋爬锥与桥墩钢筋出现冲突现象，此时可灵活调整钢筋位置，但不可对桥墩稳定性造成影响。检验墩身下部混凝土强度，若该值已经上升至10MPa，需增设爬模附墙装置【2】。在塔吊的作用下，完成H 型导轨、爬升箱与三脚架的安装作业，使其稳定置于附墙装置上。模板采取分块组装的方式，设置自攻螺丝，在其作用下实现模板与工字木梁的稳定连接，控制好模板接缝，该处预留的空隙宽度应为0.5～1mm，涂抹硅胶提升其密实性，使得模板足够平整。结束组装作业后，将模板编号并分类堆放，要求背楞朝下。展开爬模桁架的拼装作业，经吊装后构成整体结构。结束拼装与吊装作业后，将其安装于墩身实体段（预先设置了预埋件挂座体）。组建液压爬升系统及其辅助装置，搭建脚手板，挂设防护网。

3.3 爬模爬升

检验混凝土浇筑强度，若该值达到10MPa，便可进入到爬模爬升作业环节，在此项操作前需做好检测工作，要求爬升系统足够稳定性，工作状态良好，在无误后方可正式爬升。遵循如下流程完成爬模爬升作业：检验混凝土强度→拆模→设置附墙爬锥→提高导轨→爬模→有效完成桥墩钢筋绑扎→清理模板→均匀刷涂脱模剂→针对模板位置不足之处进行灵活调整【3】。爬升作业前，需要卸下模板穿墙拉杆，将其有序堆放在物料平台上。启动后移装置，在其作用下将模板转移至指定位置，以满足爬模爬升作业需求。提升H 型导轨，变更换向装置工作状态，使其达到向上状态，灵活运用环向装置，使其稳定顶住导轨。调整换向盒，在爬升架体施工作业时，要求均保持向下的状态。爬升作业时，要求桥墩各面都达到同步工作的效果。完成爬模爬升作业后，随即将附墙装置与爬锥卸下，用于后续模板爬升施工作业。

4 安全措施

实际工作中，需注意以下几点内容：

1）爬模架安装应交由具有资质的工程人员完成，需经过培训且通过考核，作业前做好技术交底工作，明确各参与人员的责任。

2）确定合适的爬模结构，要求连接螺栓的使用足够合理。

3）结束爬模架安装作业后，安排生产、技术等相关部门共同参与到质量检验工作中，分析各项实测值与设计指标的差异，在无误后签字确认，经上述流程后方可应用于施工中。

4）做好爬锥预埋作业，要求其位置足够合理，以便提升爬模安装质量。关于爬锥的预埋作业，应当与墙体外表面达到相垂直的状态，调整好预埋件位置，要求各偏差都在工程许可范围内。

5）做好爬模架附属墙施工前的准备工作，即检测桥墩混凝土强度，达到10MPa 后才具备施工条件。

5 结语

桥梁高墩施工难度加大，应用液压自爬模施工技术后，可达到一次安装成形的效果，且省去了爬模架拆改的烦琐工序，施工效率得以提升，为桥梁上部结构施工作业争取宝贵时间；同时，此技术还有效控制了高空作业工作量，可达到安全、文明施工的效果，在后续的桥梁高墩施工中具有指导意义。