液压爬模在某大河大桥主桥索塔施工中的应用研究

液压爬模在某大河大桥主桥索塔施工中的应用研究

包海明孙涛于光史一剑

中国建筑股份有限公司技术中心北京100000

【摘要】以某公路高速公路大河特大桥主桥索塔施工为例,重点介绍液压爬模技术较之其他施工工艺的先进性、施工部署、施工技术要点,模板体系选择依据等方面的应用研究。

【关键词】液压爬模；主塔；施工工艺；先进性；要点；应用研究.

项目基金：课题名称《铝合金模架体系应用研究与示范》（CSCEC-2016-Z-35）

作者简介：包海明、（1981）男、汉，工程硕士，工程师

1、工程概况

索塔为塔柱、横梁组成的钢筋混凝土框架结构，塔柱为普通钢筋混凝土结构，横梁为预应力混凝土结构。索塔高度314.3m。

塔柱分为上、中、下三段设计。上塔柱为塔顶至中横梁顶，高度150.8m。上塔柱外轮廓为等截面，截面尺寸6.5m×9.5m，外轮廓采用圆弧倒角，倒角半径0.5m。上塔柱标准段壁厚1.2m，内轮廓采用折线倒角，倒角尺寸50cm×50cm。上塔柱中心线倾斜率为1:33.527。

中塔柱为中横梁顶至下横梁顶区域的塔柱。中塔柱顶截面外轮廓尺寸为6.5m×9.5m，塔底截面外轮廓尺寸为8.317m×10.913m。0.5m。中塔柱标准段壁厚1.4m，中塔柱内侧倾斜率为1:62.246，外侧倾斜率为1:22.942。

下塔柱为下横梁顶至承台顶范围的塔柱。下塔柱在下横梁高度范围内进行加厚，壁厚3.9m。下塔柱内侧竖直，外侧倾斜率为1:36.333。

沿塔柱高度方向，设置三道横梁。上横梁断面尺寸7.0×8.5m，顶板、底板和腹板壁厚1.0m。中横梁断面尺寸7.5×9.0m，顶板、底板厚1.5m，腹板厚1.2m。下横梁断面尺寸9.5×10.5m，顶板、底板厚1.2m，腹板厚1.0m。横梁外轮廓为矩形，内轮廓采用折线倒角，倒角尺寸均为50×50cm。

本工程对混凝土外观质量提出了高标准、严要求。工程难点为如何通过优选塔柱模板体系施工工艺,确保塔柱混凝土外观质量。

2、模板选型

根据该悬索桥塔柱结构特征,结合以往工程经验,塔柱模板体系选择可以考虑采用悬臂模板、翻模、爬模等施工工艺。

悬臂模板体系：混凝土施工简单、迅速，且十分经济，混凝土表面光洁，但需要塔吊装置逐节向上提升模板,对施工中人员组织性、协调性要求高等因素影响,造成施工进度难以控制。

翻模施工体系:采用塔吊装置逐节向上提升模板,模板拼装简便,可周转利用,材料投人少,施工速度快;但模板节段接缝难

控制,施工辅助平台不易搭设,塔吊配置大小受塔柱高度、模板重量影响大,且起重工作量大、安全风险较大。

爬模施工体系:采用液压动力提升系统,将施工辅助平台和模板系统相结合,操作简便,安全可靠;液压爬模可整体或单片爬升,爬升过程稳定、同步、快捷、安全;节段间误差小,纠正简便,施工偏差可逐节段消除;正常情况下模架一次拼装后,无需二次拼装,节省了施工场地,而且减少了模板的碰伤损毁。

通过对比，索塔除塔底起步段和中塔柱起步段外均采用爬模逐段施工。

3、主塔施工节段

由于本工程当地气象条件及水文条件所限，造成工期紧,施工任务重,为提高施工效率,缩短工期,决定标准节段采用5.2m高的模板。采用该模板系统后,爬模只需要64个节段(见图1)即可完成主塔浇筑工作，基本在预定工期内完成任务。

图1

4、模板体系的选择

木模板虽然质量相对较轻，但周转使用次数少，施工过程中需要更换面板一次或者多次，为保证工程工期、加快施工速度、确保塔柱混凝土外观质量，本工程采用105钢模板体系，该模板具有周转次数多、通用性强、标准化程度高、拼缝少、质量好、残值高、基本可以做到一板到顶等优势。

5、爬模施工技术要点

5.1爬模机位的布置

液压爬模机位的布置位置是否合理对于爬模操作施工的方便性具有较大影响,因此机位的布置要瞻前顾后，尽量减少爬模在施工过程中的拆卸改造工作，机位布置方案要经过专业厂家及总包单位的严格把控。

该桥主塔斜率变化大、变化次数多，机位爬升布置是本工程的重点与难点,由于中、下塔柱之间存在2m过渡台阶，这种变化已经远远超过爬模自身的可适应爬升方向变化的最大限度，所以下塔柱施工完毕后，爬模必须全部拆除后再安装才能保证中塔柱的施工，故下塔柱机位布置时可与中、上塔柱布置分开考虑。

塔柱截面自下而上呈收缩形状，在进行机位布置时,既要考虑起始段外侧模板及架体悬挑不能较大,又要考虑下塔柱上部架体不能距离边缘太近，对爬模结构的稳定性存在较大的安全隐患;同时,机位的布置还应考虑到预应力混凝土的张拉孔不能和爬模埋件系统相互干涉。综合以上因素,下塔柱机位布置如图2所示，中、下塔柱机位布置如图3所示。

5.2壁厚变化处爬模的处置措施

上、中、下塔柱自下而上施工过程中，塔柱壁厚都进行了加厚，

图3

在壁厚变化处，爬升方向都有较大变化，这种变化已经远远超过爬模自身的可适应爬升方向变化的最大限度，针对这一难点，在第13、25、57节段施工过程中安装临时施工平台预埋件，施工完毕后拆除内壁爬模，安装临时施工平台，内壁爬模分别在第4、21、37节段进行三次安装。

5.3施工工艺流程

按照选用的施工工艺进行塔柱的施工，主要分为8个阶段，其总体施工程序为：

第一阶段：现场安装索塔施工所用的主要设备、设施，立模浇筑塔柱起步段，塔底实心段及部分塔柱底部混凝土浇注，完成第1节段施工。

第二阶段：浇筑底节塔柱，浇筑过程中安装液压爬模预埋件，完成第2-4节段施工。

第三阶段：安装调试爬模，利用爬模完成5-16节段施工至下横梁处。

第四阶段：拆除横桥侧爬模，安装落地钢管支架，完成下横梁及塔柱17、18节段施工。

第五阶段：中塔柱底部混凝土浇筑，完成19-21节段施工。

第六阶段：再次安装调试爬模，完成22-63节段施工，施工至中横梁及上横梁处，设置辆横梁预埋钢筋、预应力管道及其它预埋件。

第七阶段：在下横梁上搭设钢管支架，完成中横梁施工。

第八阶段：在中横梁上搭设钢管支架，完成上横梁施工。

塔柱施工完毕后，拆除横梁支架，再拆除塔吊电梯等施工机具。塔柱施工注意避免累积误差的产生，保证塔柱平面位置准确、混凝土表面平整和线形顺畅的要求，加强每节段的施工监测。

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6、结束语

液压爬模在某大河特大桥主塔施工中的应用研究,使我国在大型桥塔施工方面取得了新的突破，有效地改进了传统的施工工艺,该方法具有结构形式简单、施工程序简炼、提升速度快、倒用方便、经济效益显著等优点,不仅减少了施工的操作时间和施工难度,较大地提高了工作效率,还对主塔施工的安全、质量、进度等方面发挥了较好的作用。

[参考文献]

[1]中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）

[2]蒋本俊.武汉天兴洲公铁两用长江大桥斜拉桥主塔施工技术[J].桥梁建设,2008,(4):10-14.

[3]陈春娟.自锚式悬索桥主塔施工工艺和控制措施．黑龙江水利科

技，2011(6)

[4]彭成炎，贺丽明.空心薄壁高墩滑模施工与翻模施工对比[J].公路交通科技：应用技术版，2014（4）：241-243.

本文为课题《铝合金模板体系应用研究与示范》（CSCEC-2016-Z-35）的研究成果