乌江特大桥液压自爬模技术应用.doc

中铁二局第一工程有限公司

乌江特大桥
液压自爬模技术应用

中铁二局股份有限公司
思南至剑河高速公路第二合同段项目经理部

目 录
1 工程概况 1
2 工程数量 1
3 关键技术 1
3.1 施工工艺 2
3.1.1 钢木组合结构液压自爬模预埋件安装操作要点 2
3.1.2 钢木组合结构液压自爬模模型拼装操作要点 3
3.1.3 钢木组合结构液压自爬模模型安装操作要点 4
3.1.4 钢木组合结构液压自爬模模型爬升操作要点 5
3.1.5 钢木组合结构液压自爬模模型定位与调整 6
3.1.6 钢木组合结构液压自爬模安全措施 6
4 应用效果 7
5 经济社会效益 7

乌江特大桥液压自爬模技术应用
思南至剑河高速公路是《贵州省骨架公路网规划》“678”网中第2纵——沿河至榕江高速公路的中间路段，起于贵州省思南县，终于剑河县，分别与杭瑞、沪昆高速公路相接，全长152.74km，路基宽21.5m，双向四车道，设计时速80km/h。
1 工程概况
乌江特大桥是思南至剑河高速公路重难点工程之一，位于思南县鹦鹉溪镇双龙村境内，两岸地形陡峭，桥位区地形起较大，斜坡自然坡度为10°～50°，呈“V”形河谷。乌江特大桥分幅布置，左线桥孔跨布置为：（3×30）+（4×30）+（4×30）+（116+220+116）+（4×30）+（4×30）+（3×30）m，全长1157.0m；右线桥孔跨布置为：（3×30）+（4×30）+（116+220+116）+（4×30）+（4×30）+（4×30）m，全长1010.0m。其中主桥主墩基础采用12根桩径2.5m的钻孔灌注桩，承台厚5m，墩身采用双肢等截面矩形空心墩，主桥上部结构采用116+220+116m变截面预应力混凝土连续刚构箱梁；主引桥间过渡墩基础为双排4根直径1.8m的钻孔灌注桩，承台厚3m，墩身采用等截面矩形空心墩；引桥桥墩根据墩高不同分别采用圆形双柱式墩和矩形实心墩，圆形双柱式墩柱径分别为1.6m、1.8m，桩径1.8m、2.0m，基础为单排钻孔灌注桩，矩形实心墩桩径1.8m，基础为双排钻孔灌注桩，引桥采用预应力混凝土30mT梁，先简支后结构连续。
2 工程数量
贵州省思南至剑河高速公路乌江特大桥墩柱截面尺寸大，墩柱高，主墩墩身采用双肢等截面矩形空心墩，肢间净距8.4m，单肢截面尺寸9.5×3.8m，墩高102～119.5m；过渡墩墩身为等截面矩形空心墩，截面尺寸6×3.5m，墩高24.5～55m；引桥矩形实体墩，截面尺寸6×2.2m，墩高35～48.5m。
3 关键技术
（1）、自重轻，操作方便
外模由21cm维萨板、木工字梁和槽钢背楞等组成，自重轻、刚度大，接长或接高都方便；支架由斜撑、后移装置和炒作平台、防护栏杆等组成，模板部分可整体后移650mm，以满足绑扎钢筋，清理模板及刷脱模剂等要求，利用斜撑模板可前后倾斜，最大角度为30°模板部分可相对支撑架部分上下左右调节，使用灵活，施工误差可逐层消除。
（2）、自带爬升动力，施工一次到顶
液压自爬模自带液压系统，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。通过导轨和爬模架交替附墙，互为提升对方，爬模架即可沿着墙体上预留爬锥逐层提升。
施工过程中，除因建筑结构的要求需要对模架改造之外，一般情况下爬模架一次组装后，一直到顶不落地，模型整体自爬，原地清理，大大降低塔吊的吊次。
3.1 施工工艺
3.1.1 钢木组合结构液压自爬模预埋件安装操作要点
埋件部分包括：埋件板、高强螺杆、爬锥、受力螺栓和埋件支座等；预埋件安装时，将爬锥用安装螺栓固定在模板上，爬锥孔内抹黄油后拧紧高强螺杆，保证混凝土不能流进爬锥螺纹内。埋件板拧在高强螺杆的另一端。锥面向模板，和爬锥成反方向。
砼浇筑完成后，卸下安装螺栓，拆除模型，用受力螺栓将附墙装置紧固在砼面上，然后将埋件支座安装在附墙装置上，通过埋件支座上的承重插销和承重三角架即可进行爬模架体的安装。
导轨提升就位后拆除下层的附墙装置及爬锥，周转使用。附墙装置及爬锥共3套，2套压在导轨下，1套周转。
其工艺原理和操作要点示意图具体见图3.1.1-1

图3.1.1-1 预埋件安装图
3.1.2 钢木组合结构液压自爬模模型拼装操作要点
货物送到现场后，因小构件较多，工地模板方面的负责人应将各部件分门别类码放于工地木工房，不得随意乱堆，以免丢失。
在木工房的平台上进行模板拼装，标准节段浇筑高度为4.5米，模板配置高度4.65米，下包100mm，上挑50mm。在单块模板中，面板（维萨板）与竖肋（木工字梁）采用自攻螺丝和地板钉连接，竖肋与横肋（双槽钢背楞）采用连接爪连接，在竖肋上两侧对称设置两个吊钩，便于吊装。两块模板之间采用芯带连接，用芯带销插紧，从而保证模板的整体性，使模板受力更加合理、可靠。木梁直墙模板为装卸式模板，拼装方便，在一定的范围和程度上能拼装成各种大小的模板。拼装好的模板注意保证其表面平整度。如图3.1.2-1所示。 图3.1.2-1 外模拼装图
直墙木梁模板通过芯带进行连接，模板与模板之间直接拼缝时，采用拼缝一的做法，当模板与模板之间不能拼在一起时，则增加拼缝模板，用芯带压住拼缝模板，按拼缝二做法。

图3.1.2-2 拼缝一 图3.1.2-3 拼缝二
墩柱阳角处模板通过45度斜拉杆来控制，角部模板成启口形式并贴上海绵条，能有效保证模板角部不胀开和漏浆。如下图所示。

图3.1.2-4 阳角处模板拼装图

3.1.3 钢木组合结构液压自爬模模型安装操作要点
承台施工完成后，经测量放线，绑扎完成第一节墩身钢筋，利用吊车或塔吊安装液压爬模模型系统，按照设计进行预埋件安装，调整模型完毕后，浇筑第一节墩身砼。
第一节砼浇筑完成后，利用爬模的支架系统绑扎第二节墩身钢筋，待第一节墩身砼达到强度后，拆除第一节模型，安装到第二节墩身，通过第一节预埋的爬锥固定在混凝土面上，并按照设计安装第二节预埋件，调整模型完毕后，浇筑第二节墩身砼。
第二节砼浇筑完成后，利用爬模的支架系统绑扎第三节墩身钢筋，同时安装主平台，待第二节墩身砼达到强度后，拆除第二节模型，利用后移装置将模型后移，插入导轨，顶升模型至第三节，并按照设计安装第二节预埋件，清理模型后合模，浇筑第三节砼。
第三节砼浇筑完成后，安装吊平台，拆除第一层预埋爬锥，以备倒用。至此，模型安装完毕，进入标准节施工。

第一节 第二节 第三节
⑴绑扎第一节墩身钢筋 ⑴绑扎第二节墩身钢筋 ⑴绑扎第三节墩身钢筋
⑵安装爬模模型及桁架 ⑵拆除第一节模型，安装到第二节 ⑵插入导轨，顶升模型至第三节
⑶浇筑第一节墩身砼 ⑶浇筑第二节墩身砼 ⑶浇筑第三节墩身砼
⑷安装吊平台，拆除第一层爬锥倒用

3.1.4 钢木组合结构液压自爬模模型爬升操作要点
进入标准节施工后，待下一节墩身钢筋绑扎完成后，即可开始模型爬升前的准备，拆除模型，利用后移装置将模型后移，同时安装附墙装置（受力螺栓、挂座体等）；
第一步 第二步 第三步 第四步 第五步
绑扎下一节钢筋 拆模、后移模板 提升导轨 拆除下端埋件、倒用 合模、预埋埋件
安装挂座、承重销 提升架体、清理模型 浇筑砼
重复施工
爬升过程如下：
首先，提升导轨，将上下换向盒内的换向装置调整为同时向上，换向装置上端顶住导轨，利用液压千斤顶顶升导轨，顶升到位后，固定导轨；然后，爬升架体，将上下换向盒同时调整为向下，下端顶住导轨，通过液压千斤顶反顶导轨，提升架体，爬升到位后，清理模型，将下一节墩身预埋件固定在模板上，合模、调模，进行下一节砼浇筑。重复施工，直至墩顶。
导轨、架体提升过程中，液压控制台须有专人操作，每榀架子设专人看管是否同步，发现不同步，可调液压阀门控制。具体流程如上图所示：
3.1.5 钢木组合结构液压自爬模模型定位与调整
在钢筋绑扎到位后，即可进行模板初步定位工作。用专用工具转动后移装置齿轮轴以推动模板，使下部顶紧已浇筑节段砼表面。为保证模板不漏浆，结合长度控制在10cm以上，且在两者结合部处贴两道泡沫胶带，有效地控制了漏浆。
为减小模板合模完成后的调整量，测量先在已浇筑砼表面进行模板4个角点放线，将放有4个角点边线测量点钢筋牢固焊接在4个角点的主筋上，通过吊线锤来确定模板上口位置。
模板粗定位后，通过调节撑杆、围楞卡具、调节器来调整模板上口位置、倾斜度、整体高度及位置。调节完成后，在前、后支座中插入紧固件将模板固定牢固。
3.1.6 钢木组合结构液压自爬模安全措施
（1）落实“安全第一、预防为主”的方针，现场内各种安全标牌齐全、醒目，严禁违章作业及指挥。现场危险地区悬挂“危险”或“禁止通行”的明显标志，夜间设红灯警示。
（2）施工前，专职安全员必须对工人有安全交底；进入施工现场人员必须戴好安全帽，高空作业必须用安全带，并要系牢。
（3）下平台与墙面接口处采用合页护栏,以确保不会有杂物从接口处掉落。
（4）夜间不得进行爬模升降作业，遇八级(含八级)以上大风不得进行提升或进行模板前后移动作业。
（5）外平台模板移动前，调整可调斜撑使模板倾斜；外平台模板移动结束后，及时将后移装置与主梁连接的销轴插好就位,在承重三角架的主梁外部与下部埋件支座之间拉好防风缆绳（或拉紧绷带）,以防风荷载等引起上平台大幅晃动，发生安全事故。
（6）模板拆除时，应由上至下进行，所拆的材料，不得抛扔。拆下的模板及木方运到指定地点清理干净、堆码整齐，不得乱堆乱放，平台上严防模板及木方的钉子朝天伤人。
（7）冬期施工，要注意大风后检查爬模架子的稳定性，防护措施是否有损伤，以及扣件紧固是否松动等内容，防止大风对架子安全造成的不利影响。
（8）遇到雨、雪天气，及时清理爬模架子，做到脚下安全、防滑。
（9）爬架自外墙主平台护栏以下设全封闭式防护栏，护栏杆件连接应使用合格的扣件，不得使用铅丝和其他材料绑扎，防护栏外围满设密目网。外墙模板主平台上方外围满设大眼安全网。
（10）设专人定期和不定期对爬模装置进行维修保养，保证万无一失。
4 应用效果
采用液压自爬模技术实现119.5米双肢等截面矩形空心墩实测竖直度最大偏差9毫米，大大低于规范标准20毫米的允许偏差。
5 经济社会效益
1、经济效益
钢木组合结构液压自爬模自带爬升动力，减少对塔吊等起重设备的依赖，且爬升速度快，节约了工期，在同样的钢筋绑扎、砼浇筑条件下，每节模型爬升、清理及合模仅需3个工日，常规的翻模模型拼装约需9个工日（墩柱越高花费工日越多），节约人工费用约：12肢*20节*6*120元/工日=172800元；由于乌江特大桥主桥是本项目的控制性工程，节约了工期，将创造很大间接经济效益。
2、社会效益
钢木组合结构液压自爬模投入施工后，以其完备的安全防护措施，快速的施工进度，良好的施工质量，受到了业主、监理、业内相关单位及各级政府部门等的广泛赞誉和宣扬，取得了良好的社会效益。
随着国家对云、贵、川等西部地区大开发政策的实施，以及城市地标性高层建筑规划越来越多，高墩大跨度桥梁和高层建筑设计将非常普遍，利用液压自爬模作为外模体系进行施工，具有显著的优势，值得大力推广和使用。