[摘要]簡述了蘇通大橋C1標(biāo)主1~3號(hào)墩墩身液壓爬模施工工藝,并對錨錐預(yù)埋、爬架拼裝及爬升、軌道爬升等進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。
[關(guān)鍵詞]模板工程;軌道;施工技術(shù)
　　蘇通大橋主橋基礎(chǔ)主1~3號(hào)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(hào)墩因支座布置等構(gòu)造需要,墩頂設(shè)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(gòu)造特點(diǎn)和對外觀質(zhì)量、安全質(zhì)量的要求,經(jīng)多種工藝比選,采用目前國內(nèi)外工藝最先進(jìn)、自動(dòng)化程度最高、結(jié)構(gòu)最可靠的液壓爬模施工技術(shù)施工。
1　液壓爬模設(shè)計(jì)
根據(jù)施工工藝要求、進(jìn)度安排及施工期間的氣象條件,確定液壓爬模的設(shè)計(jì)條件為:①抗風(fēng)能力　最大風(fēng)壓為1•68kN/m2,對應(yīng)風(fēng)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(tái)承載能力3kN/m2;⑥爬升裝置工作平臺(tái)承載能力1•5kN/m2;⑦修飾及電梯入口平臺(tái)承載能力1•0kN/m2;⑧系統(tǒng)工作平臺(tái)總體額定承載力(按頂層計(jì))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(qiáng)度36m3/h;○12模板質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(yù)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(hào)節(jié)段鋼筋綁扎、預(yù)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(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工工藝流程:鋼筋綁扎、預(yù)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(gòu)件預(yù)拼裝的容許偏差?、賳卧傞L±3mm;
②接口截面錯(cuò)位±2mm;③節(jié)點(diǎn)處桿件軸線錯(cuò)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?、倥郎b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(jìn)行,2節(jié)共高8•3m。爬架安裝主要分4部分進(jìn)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(dòng)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(jìn)裝置、爬頭、動(dòng)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(tái);第4部分在第2次爬升后安裝電梯入口平臺(tái)。爬模各散件在工廠制作完畢后,運(yùn)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(jìn)行檢查和調(diào)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(dòng)模板支架,上爬架和內(nèi)、外模板。用塔吊作輔助機(jī)具,脫開起始段混凝土內(nèi)、外模板,并吊出。在混凝土脫模強(qiáng)度達(dá)到20MPa后,通過高強(qiáng)連接螺栓將錨板安裝在預(yù)埋的錨錐上,再將預(yù)先拼裝好的爬架系統(tǒng)通過錨靴掛在錨板上。最后進(jìn)行內(nèi)、外模板的安裝并調(diào)整到位,澆筑第2節(jié)段混凝土。
(2)爬模系統(tǒng)壓載試驗(yàn)
在爬模系統(tǒng)安裝完成后,需對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行壓載試驗(yàn),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(shè)計(jì)最大荷載為400kN,單面爬架設(shè)計(jì)最大荷載為100kN,按爬模爬升裝置單元設(shè)計(jì)垂直爬升最大荷載1•3倍安全系數(shù)即130kN進(jìn)行壓載試驗(yàn)。壓載方法:采取爬模系統(tǒng)單面爬架逐個(gè)試壓的方法進(jìn)行壓載。預(yù)先準(zhǔn)備130kN砂袋,在爬模系統(tǒng)安裝完成后,按爬模單層爬架設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行堆載。在堆載過程中隨時(shí)觀察爬架各個(gè)主要受力部位預(yù)貼應(yīng)變片的應(yīng)力變化情況。全部荷載130kN堆載完畢后,穩(wěn)載10min,再卸載,進(jìn)行下一面爬架系統(tǒng)壓載試驗(yàn)。在壓載試驗(yàn)全過程中,派專人負(fù)責(zé)檢測、記錄應(yīng)變片受力情況。全部爬架系統(tǒng)壓載試驗(yàn)完成后,在確保爬模系統(tǒng)滿足施工需要的情況下,進(jìn)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(diào)整爬架上的移動(dòng)板支架將模板調(diào)整到位后,按一般常規(guī)方法進(jìn)行第2節(jié)段墩身施工。在第2節(jié)段混凝土達(dá)到脫模強(qiáng)度后,拆除對拉螺栓及錨錐堵頭螺栓,通過移動(dòng)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(qiáng)度達(dá)到20MPa以上后,在其預(yù)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(jìn)行調(diào)整。最后進(jìn)行液壓控制系統(tǒng)的安裝及調(diào)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(tái),該吊架的作用在于提供錨錐拆除及墩身混凝土表面修補(bǔ)的工作平臺(tái)。整個(gè)下吊架均為拼裝構(gòu)件,采用螺栓和銷軸連接。操作人員通過搭設(shè)的支架進(jìn)行拼裝。
(5)第2次爬架爬升到位后,安裝電梯入口吊架平臺(tái)。
(6)內(nèi)爬架及內(nèi)模的安裝
在墩身隔墻施工完畢后,即可安裝內(nèi)爬架。先在預(yù)拼場地將內(nèi)爬架散件拼裝成整體,然后整體吊裝掛裝在內(nèi)錨板上,再將內(nèi)模板吊入內(nèi)爬架,懸掛在內(nèi)爬架上。內(nèi)爬架及模板安裝到位后再進(jìn)行鋼筋綁扎。
2•4　墩身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段液壓爬模施工
墩身進(jìn)入正常節(jié)段施工后,每4m 1個(gè)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(hù)。
2•4•1　軌道爬升
在確定墩身混凝土強(qiáng)度達(dá)到20MPa后,先進(jìn)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(yù)定位置,確保限位銷固定住錨靴;②將步進(jìn)裝置擺桿朝上,安裝好彈簧復(fù)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(shí)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(guān)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(zhǔn)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(jìn)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(guān)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(fù)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(shí),可能出現(xiàn)如下兩種情況:①軌道隨液壓缸伸長并下移。應(yīng)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(jìn)裝置下
爬箱的擺桿打向下邊(即爬升爬架時(shí)的位置);②軌道隨液壓缸伸長但不能下移。應(yīng)待液壓缸伸長至合適位置后將步進(jìn)裝置下爬箱的擺桿打向下邊,然后縮回液壓缸至步進(jìn)裝置下爬箱的卡塊卡進(jìn)軌道開槽孔,再伸長液壓缸帶動(dòng)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(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)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(guān)閉所有雙向球閥;⑩切斷液壓動(dòng)力站電源。在第⑤步爬升爬架時(shí)應(yīng)注意:①應(yīng)設(shè)監(jiān)控人員站在合適位置,注意報(bào)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(jìn)一步爬升時(shí),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(yù)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(yù)埋螺栓也不同。如圖3所示。
(2)地腳螺栓裸露端距結(jié)構(gòu)面距離L=模板厚+5mm,埋件與地面成45°,現(xiàn)場埋件預(yù)埋時(shí)要求拉通線,保證埋件在一條直線上,同時(shí),埋件角度必須按45°預(yù)埋,可以用45°的靠尺進(jìn)行質(zhì)量控制。
(3)地腳螺栓在預(yù)埋前應(yīng)對螺紋采取保護(hù)措施,用塑料布包裹并綁扎,以免施工時(shí)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(jié)構(gòu)主筋點(diǎn)焊,為保證混凝土澆筑時(shí)埋件不跑位或偏斜,要求在相應(yīng)部位增加附加鋼筋,地腳螺栓點(diǎn)焊在附加鋼筋上,點(diǎn)焊時(shí),注意不要損壞埋件的有效直徑。
3•1•2　模板及單側(cè)支架安裝
(1)安裝流程　鋼筋綁扎并驗(yàn)收→彈外墻邊線→合外墻模板→安裝單側(cè)支架→安裝加強(qiáng)鋼管(單側(cè)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(diào)節(jié)支架垂直度→安裝上操作平臺(tái)→再緊固檢查一次埋件系統(tǒng)→驗(yàn)收合格后混凝土澆筑。
(2)合外墻模板時(shí),模板下口與預(yù)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(gè)墻體段,每安裝5~6榀單側(cè)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(cè)支架部分連成一個(gè)整體。
(6)調(diào)節(jié)單側(cè)支架后支座,直至模板面板上口向墻內(nèi)傾約3mm,以補(bǔ)償單側(cè)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(shí),模板下口不漏漿。
3•2　單側(cè)外掛架體系
(1)預(yù)埋件及爬錐設(shè)置　埋件采用25的鋼筋挑扣(D20型),爬錐與鋼筋連接后預(yù)埋在混凝土中。在使用爬架前,先在混凝土中預(yù)埋爬錐,預(yù)埋件位于墻體水平施工縫以下350mm,并保證預(yù)埋件離混凝土邊緣大于300mm,預(yù)埋件水平間距1 000mm。掛架預(yù)埋件應(yīng)在同一高度上。
(2)爬架周轉(zhuǎn)流程　將主梁三角架用M36螺栓固定在已預(yù)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(tái)與主背肋連接→調(diào)節(jié)模板垂直度→澆筑混凝土。
4　結(jié)語
單側(cè)支架體系和單側(cè)外掛架體系的應(yīng)用在交通部和平里東街10號(hào)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(shù)改進(jìn)了傳統(tǒng)的施工方法。較為理想的解決了外墻混凝土單側(cè)支模和模板接高的問題,不僅減少了工序的操作時(shí)間和施工難度,較大的提高了工作效率,而且使施工質(zhì)量得到了更好的保障,節(jié)省了大量的周轉(zhuǎn)材料。模板拆除后經(jīng)監(jiān)理、質(zhì)檢站等部門驗(yàn)收均無脹模、跑?，F(xiàn)象,垂直度誤差為±2mm。