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摘要:结合青兰线黄河公路大桥主塔的施工实例,重点介绍了液压爬模的设计及施工技术要点,进一步推广液压爬模的应用,为宝瓶型塔柱的施工提供参考经验。
关键词:液压爬模设计施工要点
1工程概况
青兰线黄河特大桥为双塔单索斜拉桥索塔,主塔采用宝瓶型钢筋混凝土结构,分为上塔柱、中塔注和下塔柱。中、下塔柱采用单箱单室空心箱形截面;上塔柱采用单箱双室空心箱型截面。其中下塔柱19米,中塔柱60.78米,上塔柱58.22米,总高140米。上塔柱横桥向尺寸为17.9~7.2mm,中塔柱横桥向尺寸为4.75~8.95m,下塔柱横向尺寸为9.8~10.1m。
2施工方法
本工程塔身高度较大,总共分40次浇筑,模板周转次数多,根据塔柱结构结合液压爬模特点,在充分研究、反复比较的基础上,确定采用安全、经济、合理的液压爬模进行施工。
3液压爬模结构组成
本工程中的液压爬模主要由模板体系、液压爬升体系和工作平台体系组成。
3.1模板体系
由于是高空作业,因此采用木梁胶合板模板体系,该体系由木胶合板、H20木工字梁、槽钢背楞和专用连接件组成,每平方米模板重量约为65kg/m2,具有强度高、重量轻、拼装简单、改装方便、混凝土成型质量好等优点。
木胶合板为21mm厚木胶合板面板,可保证清水混凝土面效果情况下周转30次以上。套管支撑在两片双14号槽钢背楞中间,螺栓穿过槽钢上的孔和套管,把它们连接成整体背楞。进口板与木工字梁采用自攻螺丝连接,竖肋与双槽钢背楞采用连接爪连接。两块模板之间用芯带销固定,从而保证模板的整体性,使模板受力更加合理、可靠。木梁直模板为装卸式模板,拼装方便,在一定的范围和程度上能拼装成各种尺寸大小的模板。
3.2液压爬升体系
主要包括爬升架体、爬升机构、爬升导轨、预埋件、爬升挂件、液压系统等。
3.2.1爬升架体:是爬模的主体骨架结构,由型钢焊接成框架形式,用于支撑安设模板、搭设平台。
3.2.2爬升机构:与爬升架体、顶升液压缸连接,通过液压缸的伸缩,实现自动爬升功能,不用人工辅助。转化棘块方向,即可实现爬升架体与导轨爬升的转换,而且具有自锁功能。
3.2.3爬升导轨:导轨是整个爬模系统的爬升轨道,它由型钢及梯档组焊而成,梯档间距250mm,供棘爪将载荷传递到导轨,进而传递到预埋件上。
3.2.4预埋件:由预埋螺栓、锥形套、螺杆、螺母组成。受力螺杆是锚定部件中的主要受力件,必须经过调质处理且探伤。锥形套、螺杆是周转使用的,必须及时拆除。预埋件总成在塔柱施工时按照爬轨位置进行埋设。
3.2.5爬升挂件:主要由固定架、挂架体、调解丝杆组成。通用性高,可在一定范围内调解倾斜角度。与预埋件连接,导向约束导轨、悬挂固定爬架,将受力传到预埋件上。
3.2.6液压系统:主要由液压泵站控制台、液压油缸、同步阀、胶管、液压阀和配电装置组成。
3.3工作平台体系:
共分5层,两个上部工作平台、一个主工作平台、两个下部工作平台。主工作平台用于调节和支立外侧模,2#、1#平台用于绑扎钢筋和浇筑混凝土,-1#平台主要用于爬升操作,-2#平台用于拆卸锚固件和混凝土修整。所有平台设计可调机构,随着桥塔截面的变化,工作平台的尺寸以及模板的尺寸都可以通过人工进行适应性调节。平台四周采用全封闭防护,保证施工安全。
4施工技术方案
本桥塔施工中,液压爬模从中塔柱开始使用。塔柱共分24节施工,标准浇筑高度4.5米,模板配置高度为4.8米。顺桥面布置三榀液压爬摸架体,横桥面布置俩榀爬模架体。黄河公路大桥主塔为宝瓶型,横桥向液压爬架无法一次到顶,合拢段处需进行一次变轨操作,顺桥向液压爬架一次到顶。
4.1标准爬升流程
混凝土浇筑完成→拆模后移→安装预埋、挂件→提升导轨→爬升架体→绑扎钢筋→模板清理刷脱模剂→预埋件固定在模板上→合模→浇筑混凝土。
由于塔柱截面变化,在完成中塔柱施工后,横桥向合拢段处液压爬架进行变轨操作。具体步骤为:
(1)浇筑至合拢节后,顺桥向及横桥向外侧面液压爬模系统于继续爬升,横桥向内侧面安装支撑牛腿,现场自行搭设合拢段操作平台,合拢段内模模板由现场散拆散拼。
(2)合拢节浇筑完成后,顺桥向及横桥向外侧面液压爬模系统继续爬升,现场自行搭设支撑及操作平台,安设区域一模板。
(3)顺桥向及横桥向外侧面液压爬模系统于继续爬升,由于塔柱截面变小,区域一模板散拆为区域二。
(4)横桥向外侧面液压爬模系统继续爬升,顺桥向液压爬模系统需作变轨处理,将横桥向内侧面液压爬模爬架吊装于顺桥向,进行主塔后续施工。
5本工程中液压爬模主要特点
(1)本工程塔身为宝瓶型,截面尺寸部分变化,内外模均采用钢木结合模板,通过对模板的裁剪就可实现截面的收缩,且钢木结合模板裁剪可以在爬模架体上进行,操作简单、快捷。
(2)爬升机构、挂件结构新颖,通用性及适用性高。
(3)爬架结构经济、合理,合拢段变轨操作实施方便,节省了人力物力,缩短了施工工期。
6结束语
液压爬模施工具有诸多优势施工周期短,自动化程度高,提高混凝土外观质量显著;抗风能力强,施工安全,施工现场文明、整洁,目前在各种高耸建筑、现代桥梁和高层建筑等工程中都有广泛应用,液压爬模在青兰线黄河公路大桥主塔施工的成功应用,为宝瓶型塔柱的施工提供参考经验,同时也进一步促进了液压爬模的推广和桥塔施工技术的提升。
参考资料:
1《钢结构设计标准》GB50017-2017
2《液压爬模模板施工技术规程》JGJ195-2010
3《机械设计手册》
4《混凝土结构工程施工及验收规范》