液压爬模系统在金塘大桥桥塔施工中的应用_pdf

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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

2、 置 金塘大桥连接金塘岛与宁波市 ， 是舟山大陆连 岛工程的第 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

3、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 m0 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

4、强度 3 0 m。 h ) ， 本工程 采用 HFAC 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。 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

5、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 )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

6、 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。 ( 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

7、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 )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

8、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， 三者有机 固结成一整 体 。木面板厚 2 1 mm， 板 面为酚醛树

9、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， 从而使对拉杆穿混凝土

10、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

11、号节段时 ， 拆除内侧面 外爬模系统， 进行横梁同步浇筑。 ( 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。

12、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， 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 ，

13、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

14、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

15、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 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