墩身液压爬模施工技术在阿墨江特大桥基础工程中的应用

姚红光 （中铁十六局集团第五工程有限公司，河北 唐山 064000）

1 工程概况

阿墨江特大桥跨径布置为2×32m+（112m+216m+112m）+3×32m，主墩(3#、4#)采用高支座，承台底高程全部设为720.375m，承台选择建造为圆端式承台，圆弧半径为11m，直线部分为28.9m，承台厚度为6m。主墩桩基础为直径2.5m的钻孔浇筑桩，侧桩中心线至承台端部2m远。高墩选用液压爬模技艺开始建造。

2 液压爬模工作原理

液压爬模利用对导轨和爬架的轮流顶升实现自爬模的顶升，在爬模架、导轨可实现相互移动、爬模架运行时，两个相对固定的导轨与爬模架全部支立于桥墩预埋件上。爬升机件是液压爬模的重要构件，以配备爬升棘爪和H型导轨、爬升箱和液压缸为主要组成零件，利用爬升箱上部的结合轴和爬模架垂直主轴承架连接成完整机体。爬升箱配备有自动导向棘爪与联动导向轮。当导轨或架体上升时油泵发动，因油缸缩动，上下爬升箱的棘爪和导轮自行转动，沿H形导轨表层的导向板进行自行导向、改变方位、自行复位和自行锁固，架体或导轨通过伸缩油缸实现架体上升。

爬模爬升形式取决于液压爬升系统的辅助动力，液压爬升系统的重要部件为液压缸与爬升箱，爬升箱便于支配导轨或提升架体，利用液压爬升系统可以使模板架体和导轨直接形成互爬模式，液压自爬模系数稳定上升，轻便作业，爬升迅速，安全指标高，建造期间不需要多余起重装置[1]。

3 施工技术及质量控制

3.1 墩身首节施工

墩身首节高程4.6m建造为实心段。墩身首节的主要用途是为装设攀爬模板制造适宜的建造因素。

①支架搭设。首节墩身施工支架选用Ф48×3.5mm钢管两排脚手架，立杆的垂直距离为2m，水平距离为1m，内部架与结构间隔1m，立杆步距离1.5m。重要作用是短期加固延伸钢筋和起始部分模板，为模板的支撑、拆卸和攀爬安装搭建方便的作业区域。

②钢筋。桥墩垂直主钢筋预定尺寸选用9m，上下主钢筋垂直接合点选择机械连接方式，连接次数是同一截面钢筋总数的50%。水平和圆形钢筋选择单面搭接焊连，搭接长10d（d为钢筋直径）。捆扎钢筋时，先将内、外主钢筋延伸后进行连接，延伸时将内外主筋依同一方向同步接长。主钢筋加长后将环向水平钢筋捆绑在一起，形成钢筋骨架一体化。

③模板。首节外模板选择自爬模外组合模板。在装设首节模板前选用铝合金条作为斜尺，在桥墩轮廓线上安装水泥砂浆带，预防出现砂浆渗漏情况。在模板下方用木板将其整平。模板外支撑通过在承台表面层埋设预埋件用型钢进行支撑。图1为第一段桥墩的模板支撑示意图。

图1 首节墩身模板支撑示意图

④预埋件。将内模支撑的锚锥和自爬模上升设备的锚锥嵌入首节混凝土中。锚锥组件有伞头、内连杆、锥形接头、高强螺栓等，锚锥是自爬模系统总体的主要承重构件。用堵头螺栓将锚锥与外部复合模板相互加固在一起，并在关模后注入混凝土时将其嵌入混凝土中。脱模时拆除对拉螺杆和堵头螺栓，将模板拉离混凝土表面，并装设连接螺栓。

3.2 液压爬模组装施工

①三脚架。备好两块300mm×2440mm的木板，参照爬锥的中间距放置在平面上。确保两轴线完全处于平行状态，轴线与板的角度为90°，两对角线偏差在2mm内。三脚架倒放在木板的轴上，并装设后移横梁和设备，使三脚架的中到中距离和首次灌浇时爬锥的中到中距离相等，两个三脚架之间的对角线偏差在2mm内。

②平台板。保证平台平坦且坚固，在与部件冲突位置开孔，以此保证架体使用。此外，重新调整两个三脚架的中到中间距，以确定首次灌浇时爬锥的中到中间距是否与其间距相同。

③吊装三脚架。吊起组装好的框架，平稳地挂于第一次浇筑时预埋好的受力螺栓（挂座体）上，加插安全销。

④拼桁架、安装操作平台。将三根木梁置于模板下，再将桁架、斜柱、平台杆与模板连接，密切关注背楞调整器和模板背楞支撑情形。装设背楞波纹管固定件时，使用钢管固定件将平台立柱连合固定，并增加斜拉钢管。保证平台平整、坚固，与构件冲突的地方要打孔，以保证架体使用。

⑤起吊模板和桁架。吊起组装好的模板，并将其装到三脚架的后移动设备上。使用斜撑调整角度，修正模板状态。

3.3 爬架安装

①首节混凝土浇筑后的安装。首段混凝土浇筑完成后，爬模安装组件是第二段混凝土浇筑的重要组件，装设次序依次为锚板、锚靴、承力架、活动模板支架、爬升架以及里面和里外模板[2]。选择塔式起重机为协助工具，将第一段混凝土内外模板拆除并吊起。当拆除后的混凝土强度达到20MP时，利用螺栓将锚板与埋设锚锥相连，悬挂在锚靴上，并装设单个承重框架，随后将主梁放置在承重架上，并安装活动模板支架、爬坡架和分配梁，铺架木面板最后成为平台。贴合装设内外模板并将其调整到最佳状态，将下一段需要的锚锥预先嵌入固定在内、外模板上，浇筑第二段混凝土。其内模板由预设嵌入的内锚锥支撑。

②第二节段施工。封闭第二段模板前，参照钢筋混凝土施工规范将各段之间的建造连接缝进行刨毛。利用调节爬架活动板支架使模板调整至所需状态后，在合模前将模板底部密封，预防渗漏现象，即在内外侧壁上贴海绵条后再合模夹紧。其余按一般常规方法由上至下进行混凝土浇筑，浇筑方法与首节空心段浇筑相同。

③墩身第二节段混凝土浇筑后的安装。待第二段混凝土符合脱模要求强度后，卸去对拉螺栓和锥塞堵头螺栓，利用活动模板支撑齿轮和齿条支架进行脱模，模板至混凝土表面存在一定空间。第二段混凝土强度超过20MPa后，通过预埋锚锥将锚固靴附着在锚板上。随后按顺序装设调整攀爬设备、轨道、下支撑。

3.4 墩身正常节段施工

①爬架爬升。在攀爬架自行攀爬之前必须先在轨道上爬行。轨道爬升过程如下：确定混凝土强度是否达到标准→装设上锚板和锚靴→调节前进设备，保持摆杆恒定向上→开启液压缸加油阀门控制柜→打开液压控制柜→卸下顶面楔形块→爬升轨道→加入楔形块→闭合液压缸上的进油阀，闭合液压控制柜，关闭电源→装设下支架。

轨道爬升完需要运行爬升架，按照前面的步骤操作爬升架进行爬升。

②钢筋。装设钢筋时实行两步掌控，第一步是将主钢筋的节点和主钢筋与箍筋的间隔距离控制在规定标准内，同时监测钢筋使用量，以防丢失钢筋；第二步，在完成模板安装定位后，二次检查和调整内外两侧钢筋之间的距离和保护层的厚度。钢筋在施工现场预制后，由起重机或塔式起重机运送到墩体进行捆绑。

3.5 墩身混凝土浇筑及养生

对于墩身的混凝土注入，选用吊车或塔吊配料斗、串桶注入，若不能达到吊车或塔吊架设施工要求，则选用高压混凝土泵泵送混凝土。如果混凝土浇筑高度超过2m，应选择串筒下料，预防分离。振动选用插入式振动器进行，插入点交错排列。插入点之间的距离在作用半径的1.5倍内为最佳，应按特定方向依次振动，不应随机振动。

3.6 墩系梁及中横隔板施工

模板上升到墩架梁和横隔板点，中断施工，拆卸内模，搭建墩系梁和中横隔板选择牛腿支架，选用焊接牛腿支架，在其中施工完成的混凝土中埋设1cm厚钢板，1cm钢板焊接牛腿（支架采用I28a钢制造工艺），单个双薄壁墩分配梁5道，牛腿10个，空心墩每80cm距离分布分配梁，桁架支腿和外模板埋设的钢板焊连，装饰桁架梁的分配梁材料选用木材，模板组装采用竹胶板，平接缝紧密，涂抹脱模剂粘结加固钢筋，后进行检验，装设外模板、围带、模板加固架，浇筑混凝土，保证硬化强度达到标准。

3.7 墩顶实心段施工

桥墩的顶部坚固部分选择提前嵌入牛腿托架的方法进行，桥墩建造过程中，在桥墩坚硬部位下方2m、2.6m处桥墩内依次埋设0.5m×0.5m×0.01m的钢板，用以焊接牛腿托架。牛腿托架横向、斜向采用I28工字钢，托架上铺设I25a工字钢作为纵梁。随后将底模放置到上面，底模铺设完成后装设实心段钢筋，灌浇首层混凝土，混凝土强度达到设计的75%后，进行顶部余下实心部分的浇筑。后浇筑墩身混凝土重量依靠已经浇筑1m高段形成的钢筋混凝土结构支撑及原有底模支撑，养护后先浇段和后浇段形成一体。

4 结语

作为高空作业的新型建造模板方式液压爬模，在现代是一种比较合适的高桥墩建造模板，特点有建造循环时间短，人工损耗少等，参照此项目，将高桥墩体建设项目中爬模建造工艺进行研究剖析，以期为相关项目提供参考借鉴。