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1、 第 3 期 液压爬模系统在金塘大桥桥塔施工中的应用 5 1 液压爬模 系统在金塘大桥桥塔施工 中的应用 钟鸣 中铁大桥勘测设计院有限公司 湖北 武汉 4 3 0 0 5 0 摘要 金塘大桥采用 HF AC s 1 0 0型液压自动爬模 系统 选用其通用部件配置成 2套液压 自动爬模系统 用于 桥塔塔身施工 爬升装置由油缸驱动 液压顶升系统由多台 液压油缸及相关的控制部 件组成 可方 便地完 成提 升工作 主要 介绍 液压 自动爬模 系统 及其施工 注意事项 关键 词 金塘大桥 斜拉桥 液压爬模 爬 升 施工技术 1 工程概述 1 1 地 理位 置 金塘大桥连接金塘岛与宁波市 是舟山大陆连 岛
2、工程的第 5座跨海特大桥 起于金塘岛上雄鹅嘴 接在建西堠 门大桥 经化成寺水库 茅岭 沥港水道 和灰鳖洋海域 止于 宁波镇海老海塘 接 宁波 连接 线 全长 2 6 5 4 k m 其主通航孔桥为双塔双索面五 跨连续钢 箱梁斜拉 桥 其跨 径布 置为 7 7 2 1 8 6 2 0 2 1 8 7 7 1 T I 1 2 桥塔参数 桥塔 为 钻 石形 高 2 0 4 0 m 桥 面 以上 塔 高 1 5 2 8 6 2 m 高跨比为 1 4 0 6 塔根处横 向净距 1 5 0 m 塔顶尺寸顺桥向 7 0 r n 横桥 向 6 5 m 塔底尺 寸顺桥向 1 1 0 m 横桥向 8 0 m 索塔
3、双肢均为变 截面中空钢筋混凝土构造 双肢桥墩对称并列 塔 柱外侧设 1 5 0 m 0 5 0 r n的倒角 桥塔顶部设置 塔冠 塔冠高 2 5 0 m 塔身沿高度设 置 1道横梁 高 6 m 横梁宽 9 5 r n 桥塔共 4 7 个施工段 起始节 1号节段 高度 1 m 2号节段斜长 4 3 m 后续标 准 节段斜长为 4 5 m 2 液压 自动爬模系统简介 根据金塘大桥塔身施工的具体要求及相关技术 条件 节段斜长 4 5 m 浇筑强度 3 0 m h 本工程 采用 HF AC S 1 0 0型液压 自动爬模系统的技术成 果 选用其通用部件配置成 2 套液压 自动爬模系统 用于桥塔塔身施工
4、 2 1 主要性能及技术参数 本系统由大面积模板体系 爬升主体及钢结构 工作平台构成 大面积模板体系通过钢梁结构与爬 升主体相连 液压 自动爬架设 6层工作平台 平台 之间采用 固定扶梯相连 在同一平面上 平台间连成 一 条贯穿的通道 为防止火灾发生 在平台面上设置 防火板或钢格栅 爬升装置由油缸驱动 操作十分方便快捷 液压 顶升系统由多台液压油缸及相关 的控制部件组成 可方便地完成提升工作 在塔柱施工过程 中 设置在周围的爬升装置均 同步爬升 带动大面积模板共 同均匀上升 单个油 缸通过控制调节器相互协调 同步工作 另外 液压 油缸配备 了防止油管破裂的安全装置 系统的主要技术参数如下 1
5、爬升装置单元设计额定能力 垂直爬升能 力 1 0 0 k N 最大垂直爬升能力 1 3 0 k N 2 爬升装置单步步长 1 6 3 mm 3 最大爬升倾斜角 1 7 5 4 最大施工节段高度 4 5 m 5 模板 浇筑 钢筋绑扎工作平台承载能力 单层最大承载能力 3 k N m 总体额定承载能力 3 k N m 6 爬 升 装 置 工 作 平 台最 大 承 载 能 力 1 5 k N m 7 修 饰及 电梯入 口平 台单 层最大承 载能力 l 0 k N m 8 液压 系统 额定工作压力 2 0 MP a 最 高工 作压力 2 5 MP a 9 供电制式 三相交流 3 8 0 2 2 0 V
6、 1 0 外形尺寸 最大高度 1 5 5 2 m 最大宽度 2 96 m 2 2 工作 流程 1 起始浇注段 中 按照设计位置埋设锚锥 并 收稿 日期 2 O O 9 一l 1 2 4 作者简介 钟鸣 1 9 8 2 一 男 助理工程师 2 0 0 5年毕业于武汉工业学院电气 工程及 其 自动化专业 工学学士 5 2 桥梁检测与加固 2 0 0 9年第 2 期 保证其位置准确 2 混凝土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 操作动力装置控制爬升轨道 使其上 部与挂在预埋锚锥上的悬挂件固结 固定爬升轨道 5
7、 操作动力装置控制爬升爬架 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 2 3 模板 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 5 m 故采用 的模板系统为相 应的对称结构 大面积模板设计高度为 4 7 5 I T I 其 中下部 0 1 5 m作为新 旧混凝土 面的压踏脚 加强 一 组对拉螺杆 上部 0 1 0 m 防止混凝 土浆水溢 出 污浊混凝土表面和工作平台 2 3 1 外模 在本套液压爬模体系中 外模采用钢木组合大 面积模板 主要 由木 面板 钢背楞 钢围檩 3部分组 成 木面板与钢背楞通过沉头螺栓 固定 钢背楞与 钢 围檩之间通过螺栓相连接 三
8、者有机 固结成一整 体 木面板厚 2 1 mm 板 面为酚醛树脂 双面覆膜 四周边缘采用防水涂料封边 理想使用环境下单面 可重复周转 2 0 4 0次 桥梁施工现场一般可重复周 转 1 5 3 0次 适合高墩柱施工用 每块大面积模板 上对称设置 2个吊点 方便起重设备 的吊装就位及 开 拆模过程中的位置调整 当整个爬升结构全部 安装到位后 利用其 自身的液压传动装备可 自动完 成上升 下降 不需要外部机械的配合 2 3 2 内模 内模主要由国产胶合板 钢背楞 钢 围檩 3部分 组成 内 外模板 间采用对拉杆 以克服混凝土 的侧 压力 对拉杆选 用 1 5 mm 精轧 螺纹钢筋 强度较 高 从而
9、使对拉杆穿混凝土的孔径小 减少修复量 木面板具有 吸水性 可 防止混凝土浇注面气泡 的产 生 保证 昆 凝土外观的质量 2 4爬 架 爬架体系包括预埋件 液压爬升装置 模板移动 支架 悬吊装置以及由 3 个上部平 台 1个工作平台 和 2 个下部清理平 台及 电梯入 口平 台组成 的外爬 架 主操作平台宽 2 9 m 爬架总高度 1 6 m 2 4 1 爬架布置 1 下塔柱 总浇筑层数 1 O层 第 1节 第 1 0节 下塔柱起步高 5 2 6 m 利用脚手管临时支 架施工 从第 3节至第 1 O节外爬架采用液压 自动 爬模系统施工 在浇筑第 1 O号节段时 拆除内侧面 外爬模系统 进行横梁同
10、步浇筑 2 中塔柱 总浇筑层数 2 1 层 第 1 1节 第 3 1 节 中塔柱从第 1 1 节至第 3 1 节外爬架采用液 压 自动爬模系统施工 爬架需根据各 节段尺寸进行 收分 调整 内模支架采用 内爬架系统施工 3 上塔柱 总浇筑层数 1 4层 第 3 2 节 第 4 5 节 中塔柱从第 3 2节至第 4 5 节外爬架采用液 压 自动爬模系统施工 此时两塔肢已经交汇 要拆除 内侧面爬架 爬架需根据各节段尺寸进行收分 调 整 根据上塔柱设置钢锚梁的结构特征内模支架采 用脚手管平台施工 2 4 2 预埋件 预埋件 由埋件板 锚筋 锥形螺母 六角法兰面 螺栓等组成 已浇筑节段锥形螺母及时取 出
11、 保证 预埋锚筋离混凝土表面 5 0 mm 2 4 3 爬升装置 爬升装置主要 由锚板 锚靴 爬 头 轨道 下撑 脚 步进装置 承重架及下支撑等部件组成 其主要 功能是在塔肢节段施工时支撑整个系统 并承受系 统 自重及浇筑节段混凝土的侧压力等荷载 在 1个 节段浇筑施工完成后 自动爬升 带动整个系统爬升 至下一个浇筑节段位置 如此循环至完成塔肢施工 1 轨道爬升 将锚板锚靴安装在下一节段预 定位置上 确保限位销固定住锚靴后 将步进装置摆 杆朝上 安装好 弹簧复位器 打开液 压系统双 向球 阀 检查保证下支撑撑住混凝土表面 同时爬升轨道 大约 0 5 m 3 4步 抽掉轨道上的楔形块 爬升 所有
12、轨道至距锚靴下边缘 1 0 c m左右 关闭所有液 压缸双向球阀 分别打开液压缸双 向球 阀 逐根爬 升轨道 将每根轨道分别对准爬靴 爬升轨道至爬靴 顶上方 并使轨道楔形块插孔处于爬靴顶上方约 5 c m 插入楔形块 将步进装置上爬 箱的摆杆 打向下 边 即爬升爬架时的位置 伸长液压缸 到位后缩回 液压缸 关闭液压缸双向球阀 拆除已空出来的锚板 锚靴 将轨道撑脚撑在混凝土面上 完成轨道的爬升 2 爬架爬升 放松下支撑 使之距混凝土面 1 2 c m左右 检查并确保所有步进装置摆杆朝下 打 开所有液压缸双向球阀 抽掉锚靴安全销轴 同时爬 升爬架 插人锚靴安全销轴并锁定 使下支撑撑住混 凝土面 缩
13、回所有活塞连杆 关闭所有液压缸双向球 阀 切断液压动力站电源 完成爬架爬升 总第 3 期 液压爬模系统在金塘大桥桥塔施工中的应用 5 3 2 4 4 移动模板支架 移动模板支架主要功能是在浇筑混凝土时安装 和支撑模板并承受部分混凝 土侧压力 混凝土浇筑 完毕后 通过支架上齿轮齿条带动固定在支架上的 模板整体脱模 并可让 出足够空间 进行模板维护工 作 通过移动模板支架上的可调撑杆可调整模板 的 倾斜角度 2 4 5 外爬架 外爬架主要功能是构成 模板 的安装 调 整 拆 除 锚锥的安装及未浇混凝土段的塔肢钢筋绑扎处 理 爬升装置的操作 锚锥的拆除 塔肢混凝土表面 修饰及设置电梯人 口等工作平
14、台的支架 爬架从下 到上分为 6层工作平台 2层为电梯人 口平台 一1 层主要用于锚锥的拆除及修饰塔肢混凝 土 表面 0层为爬 升装置 的操 作平 台 l层 2 层 主要用 于模板 的安装 调整 拆 除 锚锥 的安 装 3 层主要用 于未浇混凝土段的塔肢钢筋绑 扎处理及混凝土浇筑时的工作平台 外爬架桁片是 由若干基本单元构件 包括竖杆 横梁和可调斜杆等 拼装 而成 采用螺栓 和销轴连 接 根据其位置又分为上爬架和下 吊架 各爬架桁 片间用水平梁连接形成平台 且可适 当收分 满足桥 塔外形施工需要 3 施工注意事项 3 1 导轨爬升施工注意事项 1 安装上部爬升锚板和爬靴并及时检查其实 际位置与
15、理论位置是否一致 不符合要求 的应进行 相应的调整 爬升悬挂件安装好后 应派专人检查 其连接高强螺栓是否完全到位 2 用棉纱清洁导轨 并在导轨表面涂上润滑油 3 改变上 下爬箱中复位机构摆杆的状态 使 其一致向上 4 导轨爬升时 液压装置应 由专人操作 现场 施工负责人必须到场 5 与实验室联 系确认混凝土强度是否已达到 2 0 MPa以上 3 2 爬架爬升施工注意事项 1 应清除爬架上不必要的荷载 如钢筋头 氧 气乙炔空瓶等 2 抬起爬升导轨底部支撑脚 并旋转伸长使 其垂直顶紧塔身混凝土面 3 将承重架下支撑的支撑脚完全缩 回 4 改变上 下爬箱中复位机构摆杆的状态 使 其一致 向下 5 检
16、查爬架长边与短边 的连接 如电线 等是 否已解除及安全保护绳是否已套牢 6 检查塔 吊至爬架主电缆的悬挂 长度 保证 爬架爬升时电缆有足够的长度 7 爬架爬升时 液压装置应 由专人操作 现场 施工负责人必须到场 8 检查上节段混凝土修补是否已符合要求 3 3 预埋件与模板施工注意事项 1 在预埋锚筋前 应检查其是否完全进入锥 形螺母 2 在预埋锚筋时 严禁采取 电焊 固定方式 3 每次模板安装前 应测量相应施工节段的 模板底标高 模板按测量所放理论位置安装到位后 应及时通知测量复核 4 应确保模板下 口与已浇节段混凝土 的结合 严密 同时应保证模板间接缝严密 5 模板对拉杆安装时 应 确保端部 塑料套与 模板的结合严密 同时应使拉杆处于拉直状态 下层 拉杆设置预紧力 6 混凝土浇筑过程中应派专人观察模板 的变 形及偏位情况 并做出及时处理 4 结语 桥塔施工是控制全桥工期的关键工程 也是施 工和技术 的难点 金塘大桥 桥塔采用液 压爬 模施 工 不仅保证 了工程质量 还大大节约 了人工 提高 了工作效率 下塔柱施工周期为 3 c l 上塔柱为 4 d 极大地保证 了工程进度 目标的提前
