[摘要]簡述了蘇通大橋C1標主1~3號墩墩身液壓爬模施工工藝,并對錨錐預埋、爬架拼裝及爬升、軌道爬升等進行了重點闡述。
[關鍵詞]模板工程;軌道;施工技術
　　蘇通大橋主橋基礎主1~3號墩墩身均采用鋼筋混凝土分離式矩形薄壁墩,單幅橋墩平面尺寸均為8•5m×5•0m。但主1號墩因支座布置等構造需要,墩頂設置T形墩帽,其平面尺寸為8•5m×8•0m,高4•5m,如圖1所示。根據(jù)墩身構造特點和對外觀質量、安全質量的要求,經(jīng)多種工藝比選,采用目前國內外工藝最先進、自動化程度最高、結構最可靠的液壓爬模施工技術施工。
1　液壓爬模設計
根據(jù)施工工藝要求、進度安排及施工期間的氣象條件,確定液壓爬模的設計條件為:①抗風能力　最大風壓為1•68kN/m2,對應風速為49•4m/s;②施工節(jié)段高4•0m;③爬升傾斜角90°;④額定垂直爬升能力130kN;⑤模板、澆筑、鋼筋綁扎工作平臺承載能力3kN/m2;⑥爬升裝置工作平臺承載能力1•5kN/m2;⑦修飾及電梯入口平臺承載能力1•0kN/m2;⑧系統(tǒng)工作平臺總體額定承載力(按頂層計)3kN/m2;⑨液壓系統(tǒng)工作壓力20MPa;⑩供電制式　三相交流,380/220V;○11混凝土灌注強度36m3/h;○12模板質量檢驗標準面板表面平整度≤2mm,高度允許誤差±3mm,長度允許偏差0~-3mm,面板允許偏差±3mm,相鄰面板拼縫高低差≤1mm,相鄰面板拼縫間隙≤1mm。
2　墩身液壓爬模施工

圖1　墩身結構及施工節(jié)段劃分示意
2•1　墩身施工工藝流程
31墩身施工工藝流程:起始段鋼筋綁扎、預埋件安裝→模板施工、混凝土澆筑→拆除模板、安裝懸掛件→組拼爬?！?號節(jié)段鋼筋綁扎、預埋件安裝→模板施工、混凝土澆筑→拆除模板、安裝懸掛件→安裝軌道→爬架爬升→標準節(jié)段施工。標準節(jié)段施工工藝流程:鋼筋綁扎、預埋件安裝→模板安裝→混凝土澆筑→模板拆除、安裝懸掛件→軌道爬升→爬架爬升。
2•2　液壓爬模系統(tǒng)安裝定位精度要求
(1)錨錐平面定位誤差<10mm。
(2)構件預拼裝的容許偏差?、賳卧傞L±3mm;
②接口截面錯位±2mm;③節(jié)點處桿件軸線錯位±
2mm;④各層框架兩對角線差±1mm;⑤框架總對角線差±2mm。
(3)拼裝的容許偏差　①爬升裝置安裝垂直度±2mm;②上爬架和下吊架安裝垂直度±5mm;③兩爬升裝置、上爬架和下吊架間距為±5mm;④支座中心線對定位軸線的偏移±3mm。
2•3　液壓爬模的安裝
液壓爬模安裝在墩身首節(jié)、第2節(jié)混凝土澆筑完成后分步進行,2節(jié)共高8•3m。爬架安裝主要分4部分進行,第1部分在墩身起始段混凝土澆筑后安裝承重架及移動模板支架;第2部分在第2節(jié)段混凝土澆筑后安裝軌道、步進裝置、爬頭、動力裝置等部分;第3部分在第1次爬升后安裝外爬架修飾吊架平臺;第4部分在第2次爬升后安裝電梯入口平臺。爬模各散件在工廠制作完畢后,運抵施工現(xiàn)場,在拼裝場地將各散件拼裝成單元部件,并對各部件的功能進行檢查和調試。
(1)起始段混凝土澆筑后的安裝
在起始段混凝土澆筑后爬模安裝的部件主要是保證第2節(jié)段混凝土澆筑所必須的部件,按照安裝順序依次是錨板,錨靴,承重架,移動模板支架,上爬架和內、外模板。用塔吊作輔助機具,脫開起始段混凝土內、外模板,并吊出。在混凝土脫模強度達到20MPa后,通過高強連接螺栓將錨板安裝在預埋的錨錐上,再將預先拼裝好的爬架系統(tǒng)通過錨靴掛在錨板上。最后進行內、外模板的安裝并調整到位,澆筑第2節(jié)段混凝土。
(2)爬模系統(tǒng)壓載試驗
在爬模系統(tǒng)安裝完成后,需對整個系統(tǒng)進行壓載試驗,以確保在墩身施工過程中爬模系統(tǒng)的安全。墩身爬模系統(tǒng)現(xiàn)場施工設計最大荷載為400kN,單面爬架設計最大荷載為100kN,按爬模爬升裝置單元設計垂直爬升最大荷載1•3倍安全系數(shù)即130kN進行壓載試驗。壓載方法:采取爬模系統(tǒng)單面爬架逐個試壓的方法進行壓載。預先準備130kN砂袋,在爬模系統(tǒng)安裝完成后,按爬模單層爬架設計荷載進行堆載。在堆載過程中隨時觀察爬架各個主要受力部位預貼應變片的應力變化情況。全部荷載130kN堆載完畢后,穩(wěn)載10min,再卸載,進行下一面爬架系統(tǒng)壓載試驗。在壓載試驗全過程中,派專人負責檢測、記錄應變片受力情況。全部爬架系統(tǒng)壓載試驗完成后,在確保爬模系統(tǒng)滿足施工需要的情況下,進行墩身正常節(jié)段施工。
(3)墩身第2節(jié)段混凝土澆筑后的爬模系統(tǒng)安裝爬模系統(tǒng)首次安裝完畢后,通過調整爬架上的移動板支架將模板調整到位后,按一般常規(guī)方法進行第2節(jié)段墩身施工。在第2節(jié)段混凝土達到脫模強度后,拆除對拉螺栓及錨錐堵頭螺栓,通過移動模板支架上的齒輪及齒條脫開模板距混凝土表面一定空間距離。在第2節(jié)段混凝土強度達到20MPa以上后,在其預埋錨錐上安裝錨板及錨靴。然后依次安裝爬升裝置、軌道及下支撐并進行調整。最后進行液壓控制系統(tǒng)的安裝及調試。
(4)爬架第1次爬升后的安裝
第1次爬架爬升到位后,安裝外爬架的修飾吊架平臺,該吊架的作用在于提供錨錐拆除及墩身混凝土表面修補的工作平臺。整個下吊架均為拼裝構件,采用螺栓和銷軸連接。操作人員通過搭設的支架進行拼裝。
(5)第2次爬架爬升到位后,安裝電梯入口吊架平臺。
(6)內爬架及內模的安裝
在墩身隔墻施工完畢后,即可安裝內爬架。先在預拼場地將內爬架散件拼裝成整體,然后整體吊裝掛裝在內錨板上,再將內模板吊入內爬架,懸掛在內爬架上。內爬架及模板安裝到位后再進行鋼筋綁扎。
2•4　墩身標準節(jié)段液壓爬模施工
墩身進入正常節(jié)段施工后,每4m 1個節(jié)段循環(huán)作業(yè),各節(jié)段主要工序:爬架爬升→接長墩身鋼筋,并綁扎→模板安裝并校核→混凝土澆筑、脫模、養(yǎng)護。
2•4•1　軌道爬升
在確定墩身混凝土強度達到20MPa后,先進行軌道的爬升,軌道爬升流程如下:①將錨板、錨靴安裝在下一節(jié)段預定位置,確保限位銷固定住錨靴;②將步進裝置擺桿朝上,安裝好彈簧復位器,打開液壓系統(tǒng)雙向球閥;③檢查,確保下支撐撐住混凝土表面;④同時爬升軌道大約0•5m(3~4步);⑤抽掉軌道上的楔形塊;⑥爬升所有軌道至距錨靴下邊緣10cm左右;⑦關閉所
有液壓缸雙向球閥;⑧分別打開液壓缸雙向球閥,逐根爬升軌道;⑨將每根軌道分別對準爬靴,爬升軌道至楔形塊插孔,在爬靴頂上約5cm;⑩插入楔形塊;○11將步進裝置上爬箱的擺桿打向下邊;○12伸長液壓缸;○13縮回液壓缸;○14關閉液壓缸雙向球閥;○15拆除已空出來的錨板、錨靴;○16將軌道撐腳撐在混凝土面上;○17重復⑧~○16步,使所有軌道掛在錨靴上及撐在混凝土面上。在第○12步伸長液壓缸時,可能出現(xiàn)如下兩種情況:①軌道隨液壓缸伸長并下移。應待軌道下落到位(楔形塊卡在錨靴頂)且液壓缸伸長至合適位置后,將步進裝置下
爬箱的擺桿打向下邊(即爬升爬架時的位置);②軌道隨液壓缸伸長但不能下移。應待液壓缸伸長至合適位置后將步進裝置下爬箱的擺桿打向下邊,然后縮回液壓缸至步進裝置下爬箱的卡塊卡進軌道開槽孔,再伸長液壓缸帶動軌道下落到位(楔形塊卡在錨靴頂)。
2•4•2　爬架爬升
軌道爬升到設計位置并固定后,爬升外爬架系統(tǒng),其爬升程序如下:①放松下支撐,使之距混凝土面12cm左右;②檢查并確保所有步進裝置擺桿朝下;③打開所有液壓缸雙向球閥;④抽掉錨靴安全銷軸;⑤同時爬升爬架;⑥插入錨靴安全銷軸并鎖定;⑦使下支撐撐住混凝土面;⑧縮回所有活塞連桿;⑨關閉所有雙向球閥;⑩切斷液壓動力站電源。在第⑤步爬升爬架時應注意:①應設監(jiān)控人員站在合適位置,注意報告一切不同步的現(xiàn)象(不均勻及不規(guī)則);②爬升兩三步以后抽掉錨靴承重銷軸;③進一步爬升時,檢查一致性,使爬升一致;④爬升爬架超過錨靴承重銷軸孔;⑤插入錨靴承重銷軸并鎖定;⑥爬架回落到錨靴承重銷軸上。

圖3　底板預埋示意
(1)地腳螺栓出地面處與混凝土墻面距離為60mm,各埋件桿相互間的距離為300mm。底板與頂板板厚不同,預埋螺栓也不同。如圖3所示。
(2)地腳螺栓裸露端距結構面距離L=模板厚+5mm,埋件與地面成45°,現(xiàn)場埋件預埋時要求拉通線,保證埋件在一條直線上,同時,埋件角度必須按45°預埋,可以用45°的靠尺進行質量控制。
(3)地腳螺栓在預埋前應對螺紋采取保護措施,用塑料布包裹并綁扎,以免施工時混凝土粘附在絲扣上影響螺母連接。
(4)因地腳螺栓不能直接與結構主筋點焊,為保證混凝土澆筑時埋件不跑位或偏斜,要求在相應部位增加附加鋼筋,地腳螺栓點焊在附加鋼筋上,點焊時,注意不要損壞埋件的有效直徑。
3•1•2　模板及單側支架安裝
(1)安裝流程　鋼筋綁扎并驗收→彈外墻邊線→合外墻模板→安裝單側支架→安裝加強鋼管(單側支架斜撐部位的附加鋼管)→安裝壓梁槽鋼→安裝埋件系統(tǒng)→調節(jié)支架垂直度→安裝上操作平臺→再緊固檢查一次埋件系統(tǒng)→驗收合格后混凝土澆筑。
(2)合外墻模板時,模板下口與預先彈好的墻邊線對齊,然后安裝模板背肋,并用鉤頭螺栓將模板背肋與模板鎖緊并用鋼管將外墻模板撐住。
(3)在每個墻體段,每安裝5~6榀單側支架后,穿插埋件系統(tǒng)的壓梁槽鋼。
(4)支架安裝完后,安裝埋件系統(tǒng)。
(5)用背肋扣件將模板部分與單側支架部分連成一個整體。
(6)調節(jié)單側支架后支座,直至模板面板上口向墻內傾約3mm,以補償單側支架受力后,模板向后的傾覆。
(7)最后再緊固并檢查埋件受力系統(tǒng),確?；炷翝仓r,模板下口不漏漿。
3•2　單側外掛架體系
(1)預埋件及爬錐設置　埋件采用25的鋼筋挑扣(D20型),爬錐與鋼筋連接后預埋在混凝土中。在使用爬架前,先在混凝土中預埋爬錐,預埋件位于墻體水平施工縫以下350mm,并保證預埋件離混凝土邊緣大于300mm,預埋件水平間距1 000mm。掛架預埋件應在同一高度上。
(2)爬架周轉流程　將主梁三角架用M36螺栓固定在已預埋在混凝土中的爬錐上→支墻體模板(水平背肋)并固定→用主背肋銷子將爬架三角架與主背肋連接→用主背肋扣件將主背肋與模板連接在一起→斜撐分別與三角架及主背肋連接→將操作平臺與主背肋連接→調節(jié)模板垂直度→澆筑混凝土。
4　結語
單側支架體系和單側外掛架體系的應用在交通部和平里東街10號院改造工程地下車庫工程中取得了較大的成功。該施工技術改進了傳統(tǒng)的施工方法。較為理想的解決了外墻混凝土單側支模和模板接高的問題,不僅減少了工序的操作時間和施工難度,較大的提高了工作效率,而且使施工質量得到了更好的保障,節(jié)省了大量的周轉材料。模板拆除后經(jīng)監(jiān)理、質檢站等部門驗收均無脹模、跑?，F(xiàn)象,垂直度誤差為±2mm。