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新疆果子沟大桥液压爬模施工技术应用

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摘要:该系统一次安装后,可自行调整塔身截面、倾角,避免了常规爬模只能适应一种截面型式,需多次安装的短处,可大大加快施工进度。

关键词:果子沟大桥;液压爬模;施工技术

中图分类号: U455 文献标识码: A 文章编号:

1.工程概况

新疆赛果公路第五合同段斜拉桥主塔为双H型空间索塔。Z1、Z2主塔为阶梯形钢筋混凝土结构,塔柱为单箱单室结构,采用C50混凝土。Z1号塔全高209.5米,Z2号塔全高215.5米;阶梯形主塔共分为三大节段,采用液压爬模技术施工。

2.液压爬模工作原理及流程

2.1工作原理

本系统采用中交武汉港湾工程设计研究院有限公司研究开发的HF-ACS 100型液压自动爬模系统的技术成果,选用其通用部件配置成四套液压自动爬模系统,专用于主塔塔身施工,爬模标准施工节段高4.5m,索塔共设49个施工节段。

由于塔身为双肢对称排列,桥墩基座以上每个节段的浇注高度为4.5m,故采用的模板系统也为相应的对称结构,大面积模板设计高度为4.7m,其中下部0.1m作为新旧砼面的压踏脚,上部0.1m防止砼浆水溢出污浊砼表面和工作平台,从基座底至墩顶,总的爬升工作周期为47次。

导轨依靠附在爬架上的液压油缸进行提升,导轨提升到位后与上部爬架悬挂件连接,爬架与模板体系则通过顶升液压油缸沿着导轨进行爬升。

2.2工作流程

(1)按照设计位置埋设锚锥,并保证其位置准确。

(2)砼达到强度要求后拆模,以起始段中预埋的锚锥为支点拼装系统。

(3)调整模板位置,保证定位精度,进行浇注工作并埋设锚锥。

(4)拆模,操作动力装置控制器爬升轨道,使其上部与挂在预埋锚锥上的悬挂件固接,固定爬升轨道。

(5)操作动力装置控制器爬升爬架,带动系统爬升至下一工作节段。

(6)支模,并重复上述工作流程。

3塔柱液压爬模施工

3.1塔柱总体施工方法

除下塔柱起步段13.5m外,其余下塔柱、中塔柱、上塔柱全部采用液压爬模施工,Z1主塔施工共投入2套自动液压爬模。

该系统一次安装后,可自行调整塔身截面、倾角,避免了常规爬模只能适应一种截面型式,需多次安装的短处,可大大加快施工进度。由于主塔塔身较高,而现场的有效作业时间不足七个月,为加快施工进度,主塔施工采用塔、梁分离进行施工,先行施工塔肢,再施工横梁。

3.2自动液压爬模体系

液压自爬模体系主要由模板体系和液压爬升体系组成。模板体系主要由胶合板、木工字梁和背部钢围檩三部分组成。面板与木工字梁通过铁钉或木螺丝固定,钢围檩与木工字梁之间通过夹具连接,三者有机固结成一整体。

采用液压顶升设备进行外爬架整体提升,根据爬架重量及施工荷载,在顺桥向两侧各布置2套顶升力为100kN液压顶升设备,在横桥向两侧各布置2套顶升力为100kN液压顶升设备,8套顶升设备共用一个控制柜,通过操作电子控制板来实现爬架的正常爬升,也可通过远距离电子控制系统达到远程控制的目的。

内爬架采用手拉葫芦整体提升,顺桥向每边布置3个提升力为100kN的手拉葫芦,人工操作同步整体提升爬架。

3.3木模板体系

木模板主要由木工字钢、面板、背部钢围檩及造型木组成。面板与木工字梁通过铁钉或木螺丝固定,钢围檩与木工字梁之间通过螺栓连接。

木模板具有以下特点:

(1)木模板具有一定的透气性能;

(2)木模板收分具有较好的操作性、方便、快捷、板缝整齐美观;

(3)混凝土外观质量好。

木工字梁在制造过程中都经过脱水及固化处理,它具有重量轻、弹性好、耐高温、防腐蚀、使用寿命长等特点。根据模板的要求可选用不同规格的木工字梁。

木面板经过特殊胶合,具有防水、不变形等性能,其表面经过高压合成树脂处理,可有效减低混凝土的附着。

内模板采用可拆式组合钢木模板,面板采用胶合板, 背楞采用[12.6槽钢,围檩为[10槽钢。

3.4系统特点

(1)模板面板及爬架平台能适用于不同形状的塔柱和倾斜度,当索塔截面形状改变时,只需对模板面板及平台做少量调整即可。

(2)木模板体系自重小,采用车间组拼、现场安装,利用爬架上设置的模板悬挂及纵、横向调节系统进行模板的闭合、调位及脱模,操作十分便捷、效率高。

(3)爬架采用液压油缸顶升,自动化程度高,安全性能高,能加快工程进度,确保工期和施工安全。

3.5爬模施工步骤

(1)爬架组装前准备工作

1)爬架各分段构件在现场进行试拼;工程、质检、安全部门按设计要求对焊缝、外形尺寸、配件等逐一进行检查验收,合格后方可使用。

2)模板:按大模板制作要求进行验收,复核螺栓孔位置是否准确,吊点是否符合要求。特别检查吊环焊接是否符合要求。

3)检查提升设备、节点板拼接螺栓等配件是否配齐,混凝土墙体上的预留孔位置是否与爬架孔位一致。

(2)爬架的组装与安装

1)架体运至现场后,组织专门组装班组,并由技术和安全部门进行技术、安全交底。

2)安装爬升模板前,应检查工程结构上预埋螺栓的孔径和位置是否正确,如有偏差,必须纠正后方可安装爬升模板。

3)爬架分段进行组装,主要分为附墙段和工作段两部分。根据爬架结构进行分块,并按图编号。

4)首先吊装导轨至安装层墙体上,用专用螺栓固定于墙体上,然后安装附墙段。

5)吊装采用四点吊,靠近墙体后根据倾斜方向临时固定壁体一端的螺栓,再移位固定另一端的螺栓,最后同时拧紧。

6)附墙架就位固定后,然后起吊工作架至附墙段上部,交叉固定上下拼接点与斜节点,螺栓必须全部拧紧,不得漏拧和少拧。

7)调整和固定上下架体的脚手架连杆,安装完毕后的爬架的误差不得超过规定要求。

8)安装过程由专人负责,必须经工程、质检和安全部门验收合格后才能正式使用。

9)组装完成后,周边兜底布设安全网封闭。

(3)液压爬模爬升

爬升前,检查爬升设备,确认符合要求后方可正式爬升。

(4)导轨爬升

1)砼强度达到10MPa以上;上部爬升悬挂件安装完成;清洁爬升导轨,导轨表面涂上油;液压油缸上、下顶升弹簧装置方向一致向上。

2)经确认爬升条件具备后,打开液压油缸的进油阀门、启动液压控制柜,拆除导轨顶部楔形插销,开始导轨的爬升。当液压油缸完成一个行程的顶升后,经确认其上、下顶升装置到位后,再开始下一个行程的顶升。

3)当导轨顶升到位后,按从右往左插上爬升导轨顶部楔形插销,以确保插销锁定装置到位。下降导轨使顶部楔形插销与悬挂件完全接触。

4)导轨爬升完成后,关闭油缸进油阀门、关闭控制柜、切断电源。

(5)爬架架体及模板的爬升

1)清理爬架上荷载;改变液压油缸上下顶升弹簧装置状态,使其一致向下;解除塔柱与爬架的连接件;完成前节段砼螺栓孔修补。

2)经确认爬架爬升条件具备后,打开液压油缸的进油阀门、启动液压控制柜、拔去安全插销,开始爬架的爬升。

3)当爬架爬升两个行程后,拔除悬挂插销。

4)当爬架顶升到位后,应及时插上悬挂插销及安全插销。关闭油缸进油阀门、关闭控制柜、切断电源。

(6) 模板的安装、固定及拆除

安装前的准备工作:清理施工缝、检查钢筋保护垫块和预埋件、清理模板表面及涂刷脱模剂。

下塔柱及起步段模板采用塔吊安装,手拉葫芦调位,手拉葫芦悬挂于劲性骨架上。模板临时固定在劲性骨架上,塔柱四面模板就位后,相对面的模板用对拉螺杆固定。液压爬模利用其本身的悬挂系统来实现模板的就位。相邻模板用通长螺杆固定,内外模板用对拉螺杆固定。模板安装应在测量精确定位后固定。

当砼达到规定强度时开始拆模。起步段模板拆除前,应先拴好缆风绳,以防摆动,拆模采用塔吊。液压爬模拆除可利用其本身的悬挂系统进行。拆除的模板应及时处理,以便周转使用。

4.结论

液压爬模是目前国内墩身施工中较为先进的工艺,该模板体系提供了全方位的操作平台,高空作业达到了全封闭式状态,大大降低了安全风险。爬模系统爬升速度较快,有效地提高了施工速度,减轻了工期压力,给作业人员提供了一个安全、宽敞的作业平台,施工质量和工期得到了保障,在果子沟大桥恶劣的施工条件中应用液压爬模施工技术取得了良好的经济效益和社会效益。