高寒区连续刚构桥超高墩爬模施工技术的研究

高寒区连续刚构桥超高墩爬模施工技术的研究

朱永伟

（中铁十一局集团有限公司，湖北，武汉，430061）

摘要：本文结合高速公路实际工程案例，详细介绍液压爬模与悬臂模板施工技术在超高薄壁空心墩中的应用，详细阐述液压爬模与悬臂模板在施工过程中的优缺点，模板安装工艺等。

关键词：超高墩；爬模施工；刚构桥；液压爬模；悬臂模板

1引言

随着我国高速公路建设逐渐由平原微丘区向山岭重丘区发展，连续刚构桥以其受力合理，行车舒适而迅速崛起，并向高墩，薄壁，大跨度趋势迅速发展。同时，由于主墩高度的不断增加，桥梁施工难度也越来越大，为保障高墩大跨连续刚构桥施工质量，必须充分掌握相应施工技术[1]。本文以某高寒区连续刚构桥为工程背景，对主跨超高墩爬模施工技术进行深入研究，探究超高墩施工技术难点，以期为相关人员提供技术参考，确保超高墩刚构桥施工质量

2工程概况

某高寒区超高墩连续刚构桥，跨径布置：桥梁平面位于R=960m、LS=100、R=1400m、LS=100及R=700m的左偏平曲线上，跨径布置为88+2×160+88m；上部结构为变截面预应力混凝土连续刚构，采用箱形截面，箱梁单幅宽12.5m，采用单箱单室直腹板结构，箱底宽7.0m，两侧翼缘悬臂长2.75m。箱梁根部梁高10.0m，跨中梁高3.5m，梁高采用1.8次抛物线变化；下部结构为10#主墩采用双肢等截面与矩形薄壁空心墩组合形式桥墩，9#及11#边主墩均为双肢薄壁形式桥墩，桥墩双肢薄壁墩每肢均采用箱形截面，纵桥向宽3.5m，壁厚80cm，横桥向宽9m，壁厚100cm；主墩独墩段顶宽9m，两侧按1:80加宽。相应各桥墩高度如表1所示，全桥结构形式如图1所示。

图1 主桥结构形式示意图

3爬模施工

随着我国桥梁建设高度不断刷新记录，各类模板施工技术也在不断创新，滑模、爬模、翻模技术也越来越成熟，桥梁超高墩施工技术也随之推向新的高度。

3.1液压爬模

鉴于10#主墩高度已达151.7m，11#边主墩高度达102.1m，主墩高度高，施工难度大，同时考虑到高空施工效率及安全问题，采用液压爬模法施工，可降低施工危险因素，提高施工安全性[2]。

液压爬模系统主要由模板系统、支架系统、埋件系统、导轨系统、液压顶升系统五部分组成。其中外模及内模均为定制钢模板、工字梁、钢围檩等组成，外模采用液压顶升系统进行爬升，在内模搭设井筒式操作平台，通过塔吊进行平台及模板的提升。

支架系统采用液压爬模ZPM6150重型爬架，主要包括上下架体、可调斜撑、架体挂钩、架体防倾调节支腿、工字钢纵向连系梁、操作平台等。

埋件系统由埋件板、高强螺杆、爬锥、受力螺杆及双埋件挂座组成。

液压系统主要由液压泵、液压控制台、导轨、油管、阀门以及油管接头等组成。

图2 液压爬模支架系统图

3.2悬臂模板

悬臂模板是在翻模基础上发展而来，增加了爬锥埋件、螺栓、主梁三角架等受力结构，将翻模重力与竖向施工荷载由模板与墩柱的摩擦力支撑转化为埋件剪力支撑，可视作无液压系统的爬模[3]。

9#边主墩采用悬臂模板施工，模板由内外定型模板、爬架、双层工作平台和吊装平台4部分组成。其中内外模板采用大块组合钢模，顶层操作平台固定于外模上，底层操作平台安装于悬臂爬架上，底部吊装平台通过螺栓连接至悬臂爬架上。操作平台随模板一起爬升，每次循环施工时，在模板预留位置处安装预埋爬锥，用以进行模板爬升后进行固定。

图3 悬臂模板拼装示意图

4爬模施工技术原理

4.1液压爬模施工技术

爬模的顶升运动通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现。导轨和爬模架互不关联，二者之间可进行相对运动。当爬模架工作时，导轨和爬模架都支撑在埋件支座上，两者之间无相对运动。退模后立即在退模预埋的爬锥上安装受力螺栓、挂座体埋件支座，调整上下棘爪方向来顶升导轨，待导轨顶升到位，就位于该埋件支座上后，操作人员立即转到下平台拆除导轨提升后露出位于下平台处的埋件支座、爬锥等。在解除爬模架上所有拉结之后就可以开始顶升爬模架，这时候导轨保持不动，调整上下棘爪方向后启动油缸，爬模架就相对于导轨运动，通过导轨和爬模架这种交替运动，互为提升对方，爬模架即可沿着导轨逐层提升。

图4 液压爬模爬升图

液压爬模的拆除流程：拆除准备→模板拆除→模板桁架系统拆除→导轨→拆除液压装置及配电装置→液压控制泵站→液压装置→拆除附墙装置及爬锥→主梁三脚架和吊平台→最高一层附墙装置及爬锥，并修补好爬锥孔洞，拆除完成后即可进入下一道工序[4][5][6]。

图5 液压爬模拆除流程图

4.2悬臂模板施工技术

悬臂模板工艺，配合塔吊实现垂直运输，操作平台随模板一起爬升，每次循环施工时，在模板预留位置处安装预埋爬锥，用以进行模板爬升后进行固定。

第一次浇筑时在承台上直接支立模板进行施工，在完成第一次浇筑之后可安装悬臂爬架，进入后续正常施工，其中进行循环3次后，安装吊装平台进行预埋爬锥拆卸及墩身修饰。

随着各节段混凝土的浇筑，采用塔吊配合人工使模板不断爬升直至墩顶。依此循环向上形成拆模、翻升立模、模板组拼、搭设内外工作平台、钢筋绑扎焊接、灌注混凝土、养生和测量定位、标高测量的不间断作业，直至达到墩身设计高度。

图5 悬臂模板实物图

悬臂模板安装流程为①安装附墙挂座；②安装承重三角架及作业平台；③安装上架体主桁架；④安装钢模板；⑤提升模板。

悬臂模板的拆除，利用塔吊依次吊装拆除钢模板与主桁架、模板后移导轨、承重架体操作平台、承重三角架、双埋件挂座、预埋爬锥。

先安装外模再安装内模，由于底节混凝土顶面标高较低，用塔吊安装模板，调整模板时，在保证接缝及垂直度满足规范要求的同时，用水准仪或连通水管控制、调整模板顶面标高，确保模板顶面在同一水平内，接缝平整、紧密，墩身的垂直度符合施工的要求。模板的垂直度通过模板四个角的坐标来控制。

5 结语

综上可知，在超高墩连续刚构桥施工过程中，悬臂模板具有成本低，外观优良，施工进度快等优点，在一般项目建设过程中，可根据桥梁真实情况合理选取模板类型，在保证主墩施工质量的同时，达到效益最大化。而液压爬模是目前国内超高墩施工中较为先进的施工工艺，既能提供安全作业平台，同时对施工质量和工期也有非常好的保障，广泛用于山区桥梁建设当中。

参考文献

[1]铁木尔.长边跨高墩大跨连续刚构桥施工方案比较[J].中外公路,2019,39(05):127-131.DOI:10.14048/j.issn.1671-2579.2019.05.026.

[2]杨瑞锋.复杂条件下桥梁高墩智能液压爬模施工技术研究[J].企业科技与发展,2022(09):57-60.

[3]孙秋.悬臂模板体系在桥梁高墩施工中的应用[J].交通世界,2022(14):166-169.DOI:10.16248/j.cnki.11-3723/u.2022.14.017.

[4]刘毅,郑强,段振益.苏通大桥主1号墩液压爬模施工技术[J].中国港湾建设,2005(04):55-58.

[5]刘美良.141m空心薄壁墩液压爬模施工技术[J].价值工程,2014,33(09):103-105.DOI:10.14018/j.cnki.cn13-1085/n.2014.09.066.

[6]蔡凡杰,胡厚兰.滑模与爬模施工工艺在桥梁高墩施工中的应用[J].公路,2013(06):68-71.