探讨液压爬模在兆河特大桥塔柱施工中的应用及总结

宋治明

(安徽虹桥交通建设监理有限公司，安徽 合肥 230000)

液压爬模系统主要依附于工程结构当中，会随着结构持续施工呈现出逐层提升的特征，也是一种模板工程体系，具有良好的安全性，能够实现标准化施工。全面应用于桥墩、大型柱、桥塔等钢筋砼现浇工程当中，通过在具体工程实践中不断总结积累相关施工经验，为后续工程施工打好基础。

1 工程概况

兆河特大桥为独塔单索面斜拉桥，设计长度为2 187m，主桥(150+80)m，主跨为150m钢箱梁，边跨为预应力砼箱梁，下接承台及群桩基础。矩形独柱断面砼桥塔，塔高102.5m，塔尖为锥形钢结构。

2 液压爬模在兆河特大桥塔柱工程中的施工方案分析

2.1 主塔施工方案

结合兆河特大桥塔柱工程实际施工需求以及工程结构形式，对应主塔施工可以按照下列工艺实施：第一是塔柱选择液压爬模技术施工，对应标准节段相关施工高度在4.5m左右。第二是塔梁联合段以及边跨现浇箱梁可以分别施工。第三是内模倒角模板可以选择钢模施工，剩余部分选择木模施工，并在下节段合理预埋相关构件充当基础受力支撑，上方设置分配梁、底模。

2.2 主塔爬模施工工艺

对主塔实施砼浇筑中，根据垂直高度实施水平分层，塔柱整体分成22个节段，对应标准段高度为4.5m。按照液压爬模施工需求和工艺特征，下塔柱分成六个节段，首节是4.6m，2到4节的段长是4.5m，5节段长度是3.3m，6节段长度是3.57m。上塔柱可以分成16节，首节长度为4.6m，8到13节长度是4.5m，13到22节段属于锚索区，对应长度是3.4m、3m、3.74m、 3.8m、4.06m、4.5m、4.5m、4.5m、3.9m(图1)。

图1 主塔阶段分布图

劲性骨架整体加工制作中，针对主塔右侧专门加工区实施分节段分榀加工，整节段吊装塔吊，借助角钢对上下节段实施整体连接。劲性骨架初期安装中，初步定为对骨架顶层进行测量放线角点，随后在角钢内侧对同型号短角钢进行贴焊，充当骨架底口的定位基准，塔吊骨架节段，将底口角点和限位短角钢紧贴，利用吊垂球措施对整体安装斜率实施合理控制，定位控制骨架上口。全站仪对劲性骨架四角上口对应三维坐标进行复测，确定位置达到标准后，固定焊接骨架。在钢筋安装中，按照主筋、箍筋、拉筋以及防裂网钢筋的顺序进行有序安装，塔柱钢筋则是通过塔吊直接提升到工作平台实施安装。各层箍筋按照从内到外、从上到下的顺序进行绑扎，钢筋绑扎对应截面钢筋接头数量应该控制在断面钢筋总量50%以下，钢筋邻近接头间隔超出35d。塔柱外部砼保护层中设置防裂钢筋网，贴近外层钢筋设置一层钢筋网[4]。

塔柱模板安装中，选择液压爬模体系，由模板、预埋件、支架、液压四个系统构成。内模选择自主设计的钢木组合模板，合理设置井筒支持平台。模板采用木梁胶合板体系，包括吊钩、连接爪、槽钢背楞、木工字梁、进口胶合板等部分构成。对应模板高度是4.65m。按照施工图纸对模板体系进行拼装。液压爬架分为上部和下部。下部框架是爬模系统的承重结构。上部框架可为模板和加固工程提供基本工作面，并将下部框架连接至相应的机构。与爬升系统相对应的液压自动爬升系统包括操作平台、液压爬升装置、导轨、锚固装置等，液压顶升系统属于液压自动爬升模的基本电源。液压顶升系统包括上下开关箱和液压缸。开关箱能有效控制升降架和升降导轨。液压系统可促进导轨与模板架之间的相互爬升形式，促进液压沿爬升模板稳定上升(图2)。

图2 架体外防护示意

对于低于9节的节段选择汽车泵实施浇注，超出9节的选择砼拖泵直接泵送入模。现场砼可采用链条筒在浇筑位置浇筑。链筒主要采用薄钢板轧制，根据要求的高度分段缩短或延长。砼振捣时，应快速插入振捣器，缓慢拉出振捣器。杆头不得接触预埋件、模板和钢筋。控制振动棒的行程间距，并将其限制在相应作用半径的1.5倍左右。等砼浇筑后，在交界面砼强度超出2.5MPa条件下，可以直接利用人工方式对砼表层松软层以及水泥砂浆实施全面凿除，凿毛中对模板保留2cm内，优化接缝外观。结束凿毛后通过空压机对砼实施彻底清理。

2.3 BFQ塔梁结合施工

塔梁现浇段采用钢管贝雷支架施工，立柱采用630*10mm钢管，横梁双拼Ⅰ56工字钢，纵梁321贝雷组，分配梁为Ⅰ22工字钢。施工内容包括设置支架、支架预压、底模安装、预埋件安装、钢筋加工、芯模安装制作、砼浇筑、养护管理。支架施工钢管立柱安装中，对于贝雷架下方选择Φ630*10mm无缝钢管充当支撑立柱，在承台顶层预埋立柱底板和钢板连接，钢管立柱主要安装流程如下：首先是彻底清理承台顶层预埋钢板，并在顶面对钢管中心点实施测量放样，坚持以该点为核心刻画钢管桩外圆弧部位。根据梁底标高以及钢板顶部标高，减去砂箱、贝雷架、工字钢和方木高度以及模板厚度，对钢管长度进行计算。钢管毛坯按设计长度找平压碎；其次，通过履带起吊钢管，根据设计位置进行准备，通过电焊彻底固定焊牢钢板和钢管。贝雷架安装中，率先根据设计片数拼装贝雷片，分组连接，随后通过50t履带吊顺利安装定位贝雷架。芯模安装中，通过地面加工定型，并在横梁、腹板以及底板结束钢筋绑扎后将内模板通过吊车运输至桥面进行人工安装。在方木中通过竹钉来固定竹胶板制作的内模板。提高模板接缝密实度，避免缝隙和错台超出2mm。内模板率先从箱梁下倒角实施拼装，至箱梁顶板和腹板位置，设置内模支撑盘扣支架，随后对顶板底模进行拼装，左幅箱室对应工作口应该远离电梯安装区域[5]。

3 兆河特大桥塔柱工程中液压爬模施工质量控制策略

3.1 施工测量和监控

施工测量重点为保证塔柱各部位几何尺寸、倾斜度、高程以及平面位置满足具体设计和规范要求。塔柱施工中的测量难点包括日照、温差以及风振等状况，提升塔柱测量控制精确度。对应控制定位包括爬模预埋件、钢锚梁、索导管、塔柱模板、钢筋定位、劲性骨架定位等。由于桥梁控制网点与主塔控制点之间的距离为200m～400m，塔柱的施工测量和控制应在布置工作点进行。可直接进行施工测量和控制。随着塔高的增加，在必要的条件下，可根据所附二次导线，通过一次控制网在主塔周围密集布置基础设施。

塔柱相关施工测量重点为基于日照、温差以及风振条件下，进一步提升塔柱测量精度，具体控制定位包括钢筋定位、劲性骨架、爬模预埋件、钢锚梁及塔柱模板定位等。现场放样之前，根据图纸，计算出各节段的轴线点、轮廓点的施测数据，现场采用三维坐标法进行测量，首先对劲性骨架进行定位测量，并测出劲性骨架的轴线点及轮廓点的空间坐标，以此为参照进行钢筋绑扎及模板安装，待模板安装完成后，对模板进行检查验收。同时，每节段砼浇注完成后，对空间位置进行观测，以便为后续施工提供数据。为了克服气温及日照等外界条件对放样点位的影响，测量作业应选择在气温相对稳定、塔柱受日照影响较小的时间段进行，同时塔吊等机械处于停用状态， 防止发生干扰。据此一般测量时间可安排在早晨8点和下午6点左右。

3.2 塔梁结合段搭设支架

检测支架材料，未达标不得进场。组织专业施工队伍搭设支架，按照具体方案严格执行，施工中质量督查部门做好基础巡查工作，施工后由相关负责人和管理者进行验收组织。检查内容包括钢管立柱、砂箱、分配梁、贝雷架、连接花架、横向连接、设置沉降观测点，确保相关安装数量、安装位置标识以及安装度符合标准要求。针对钢管立柱实施准确定位，将中心钢管位置偏差维持在30mm以内，将竖直度偏差限制在1%之内，不能超出20mm，预防轴线偏位影响钢管支架应用功能。

3.3 塔柱混凝土防裂措施

(1)优选水化热低的配合比，掺加粉煤灰、矿粉降低水化热。

(2)冬季施工加强保温，延长拆模时间。

(3)夏季施工采取拌和水加冰、骨料降温等措施，降低混凝土入模温度。

(4)加强混凝土的养护，主塔节段混凝土采用环向内外自动喷淋养护。

(5)控制钢筋混凝土保护层厚度，严格按设计要求进行控制。

(6)主塔施工分层要兼顾主塔结构，混凝土分节不宜设在截面形式突变等混凝土收缩较大或温度应力集中的地方。

3.4 节段错台控制措施

(1)塔柱节段模板包边15cm，在新老混凝土交接面下25cm处，每根爬架主背楞下各预留一个爬锥，合模时在爬架主背楞槽钢中间安装螺栓与预埋爬锥连接，对接缝模板进行压紧，避免接缝错台、漏浆。

(2)加强模板施工的过程管理，模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，在振捣过程派专人进行检查模板，防止拉杆松扣，模板外鼓、下沉现象的发生，如图3所示。

图3 模板下口加固布置图

(3)浇筑过程中，安排专人检查拉杆紧固情况。

4 结 语

综上所述，在工程项目中全面应用液压爬模施工技术，可以进一步提升工程整体建设效益，但同时也需要按照高标准要求开展工程施工以及工程监理工作，保障工程监理质量，促进整个监理市场维持规范化的施工操作。文章以兆河特大桥塔柱工程为例，全面总结了液压爬模施工技术和质量管理经验，对于提升爬模施工工艺技术水平具有一定意义。