杭州湾跨海大桥Ⅲ-A标主塔液压自动爬模系统施工技术.doc

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杭州湾跨海大桥Ⅲ－A标主塔

液压自动爬模系统施工技术

刘迪

（中交武汉港湾工程设计研究院有限公司湖北武汉市邮编：

430071）

摘要:

简述了杭州湾跨海大桥Ⅲ－A标主塔液压爬模施工工艺,并对锚锥预埋、爬架拼装及爬升、轨道爬升等进行了重点阐述。

关键词:

杭州湾跨海大桥、液压自动爬模系统、自主研发、施工技术

1、概述

根据杭州湾跨海大桥Ⅲ－A标主塔塔身施工的具体要求及相关技术条件（节段高度4.5m、浇筑强度30m3/h等），采用武汉港湾工程设计研究院研究开发的HF-ACS100型液压自动爬模系统的技术成果,选用其通用部件配置成两套液压自动爬模系统，专用于主塔塔身施工，爬模系统标准施工节段高4.5m，索塔共设46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0.15m作为新旧砼面的压踏脚，上部0.05m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42次。

塔柱结构及施工节段划分示意

2、液压爬模系统简介

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个工作平台。

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。

单个爬升装置的承载力为130kN。

爬升装置由油缸驱动，操作十分方便快捷，液压顶升系统依靠多台液压油缸、相关的控制部件组成，方便地完成提升工作。

在塔柱施工过程中，设置在一周的爬升装置均同步爬升，带动大面板模板共同均匀上升。

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：

·爬升装置单元设计额定垂直爬升能力100kN

最大垂直爬升能力130kN

·爬升装置单步步长163mm

·最大爬升倾斜角±17.50

·最大施工节段高度4.5m

·模板、浇筑、钢筋绑扎工作平台

单层最大承载能力3kN/m2

总体额定承载能力3kN/m2

·爬升装置工作平台最大承载能力1.5kN/m2

·修饰及电梯入口平台

单层最大承载能力1.0kN/m2

·液压系统额定工作压力20MPa

最高工作压力25MPa

·供电制式三相交流，380/220V

·外形尺寸

最大高度15.52m

最大宽度2.96m

3、液压爬模系统的安装

3.1预埋锚锥

⑴检查锚锥、精轧螺纹钢精、红头螺栓、锚锥定位板之间的连接配套；

⑵按照设计位置，将锚锥定位板用6-φ2.5圆钉子钉在模板相应位置上，将锚板定位块用木螺钉固定在模板相应位置上，且将锚板定位块内表面上凹槽用胶泥封住并抹平；

⑶按照设计要求，根据锚筋类型，将锚筋、锚锥和锚锥保护层（黄油和封箱带）装配好（见照片）；

⑷将装配好的锚锥总成与锚锥定位板连接，模板就位，浇砼。

锚锥定位板

锚板定位块

锚锥I、II型

3.2爬模系统的安装

爬架安装主要分4步进行。

第1步，先利用模板系统浇注塔柱起始第1#、2#节段混凝土，浇筑后安装承重架、移动模板支架以及外爬架;第2步，在第3节段混凝土浇筑后安装轨道、步进装置、爬头、动力装置等部分;第3步，在第1次爬升后安装修饰吊架平台;第4步，在第2次爬升后安装电梯入口平台。

爬模各散件在工厂制作完毕后,运抵施工现场,在拼装场地需先将各散件拼装成单元部件,并对各部件的功能进行检查和调试。

（1）起始段1#、2#节段混凝土浇筑后的安装

由于本塔柱起始第1#、2#、3#节段高度均仅为3m，必须先利用模板系统浇注1#、2#节段砼，在2#节段混凝土脱模强度达到20MPa后,通过高强连接螺栓将锚板安装在预埋的锚锥上,以塔吊作辅助机具，将预先拼装好的承重架通过锚靴挂在锚板,再依次安装移动模板支架,上爬架上及操作平台，最后吊装内、外模板并调整到位,浇筑第3节段混凝土。

（2）在第3#节段混凝土浇筑后的安装

在第3节段混凝土达到脱模强度后,拆除对拉螺栓及锚锥堵头螺栓,通过移动模板支架及模板悬吊系统脱开模板距混凝土表面一定空间距离。

在第3节段混凝土强度达到20MPa以上后,在其预埋锚锥上安装锚板及锚靴。

然后依次安装爬升装置、轨道及下支撑并进行调整。

最后进行液压控制系统的安装及调试。

（3）爬架第1次爬升后的安装

爬架在第1次爬升后，安装外爬架的修饰吊架平台,该吊架的作用在于提供锚锥拆除及墩身混凝土表面修补的工作平台。

整个下吊架均为拼装构件,采用螺栓和销轴连接，操作人员通过搭设的支架进行拼装。

（4）爬架第2次爬升后的安装

第2次爬架爬升到位后,安装电梯入口吊架平台。

3.3液压爬模系统安装精度要求

①锚锥定位应采用适当工艺措施,保证其在砼平面定位误差小于10mm。

②各构件预拼装的容许偏差应满足如下精度控制要求:

·单元总长±3mm

·接口截面错位±2mm

·节点处杆件轴线错位±2mm

·各层框架两对角线差±1mm

·框架对角线差±2mm

③拼装的容许偏差应满足如下精度控制要求:

·爬升装置安装垂直度±2mm

·上爬架和下吊架安装垂直度±5mm

·两爬升装置、上爬架和下吊架间间距±5mm

·支座中心线对定位轴线的偏移±3mm

4、主塔液压爬模施工

4.1施工工艺流程

起始段施工施工工艺流程：

起始段钢筋绑扎、预埋件安装→模板施工、混凝土浇筑→拆除模板、安装悬挂件→组拼爬模→2号节段钢筋绑扎、预埋件安装→模板施工、混凝土浇筑→拆除模板、安装悬挂件→安装轨道→爬架爬升→标准节段施工。

标准节段施工工艺流程:

钢筋绑扎、预埋件安装→模板安装→混凝土浇筑→模板拆除、安装悬挂件→轨道爬升→爬架爬升。

4.2爬升简介

4.2.1节段液压爬模施工

塔柱进入正常施工后，每4.5m浇注高度1个节段循环作业。

各节段主要工序:

典型爬升工艺图

4.2.2爬升轨道

⑴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。

⑵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。

⑶检查确保下支撑撑住混凝土表面。

⑷同时爬升轨道大约0.5m（3~4步）。

⑸抽掉轨道上的楔形块。

⑹爬升所有轨道至距锚靴下边缘10cm左右。

⑺关闭所有液压缸双向球阀。

⑻分别打开液压缸双向球阀，逐根爬升轨道。

⑼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5cm。

⑽插入楔形块。

⑾将步进装置上爬箱的摆杆打向下边（即爬升爬架时的位置）。

⑿伸长液压缸，可能出现如下两种情况：

·轨道随液压缸的伸长而下移。

应待轨道下落到位（楔形块卡在爬靴顶）且液压缸伸长至合适位置后,将步进装置下爬箱的摆杆打向下边（即爬升爬架时的位置）。

·轨道随液压缸的伸长不能下移。

应待液压缸伸长至合适位置后将步进装置下爬箱的摆杆打向下边（即爬升爬架时的位置），然后缩回液压缸至步进装置下爬箱的卡块卡进轨道开槽孔,再伸长液压缸待动轨道下落到位（楔形块卡在爬靴顶）。

⒀缩回液压缸。

⒁关闭液压缸双向球阀。

⒂拆除已空出来的锚板锚靴。

⒃将轨道撑脚撑在混凝土面上。

⒄重复⑻~⒃步，使所有轨道挂在爬靴上及撑在混凝土面上。

4.2.3爬升爬架

⑴放松下支撑，使之距混凝土面12cm左右。

⑵检查并确保所有步进装置摆杆朝下。

⑶打开所有液压缸双向球阀。

⑷抽掉锚靴安全销轴。

⑸同时爬升爬架。

应注意：

·应设监控人员站在合适位置，注意报告一切不同步的现象（不均匀及不规则）。

·爬升两三步以后抽掉锚靴承重销轴。

·进一步爬升时，检查一致性，使爬升一致。

·爬升爬架超过锚靴承重销轴孔。

·插入锚靴承重销轴并锁定。

·爬架回落到锚靴承重销轴上。

⑹插入锚靴安全销轴并锁定。

⑺使下支撑撑住混凝土面。

⑻缩回所有活塞连杆。

⑼关闭所有双向球阀。

⑽切断液压动力站电源。

5、液压爬模施工特点

HF-ACS100型液压自动爬模系统在技术上的优势主要体现在其组合拼装方式和可重复周转使用的功能上，具有下述特点：

A、利用遥控的液压设备使模板自动向上爬升而无需其他起重机，效率高。

B、系统部件标准化程度高，根据实际施工对象的特点进行相应的配置，可形成适应各种断面形状、各种高度（最大高度200m、最大施工节段高度5m，最大倾度72.5度）的自动爬模系统。

最大施工节段高度5m可大大提高施工速度。

C、模板面板及爬架平台设计能适用于变截面塔柱，截面形状改变时，只需在桥塔上对模板面板及平台作少量调整即可。

D、模板体系自重小，采用车间组拼，现场安装。

模板移动及调整独立于爬架平台，爬架平台荷载不传至模板以保证模板位移小，模板闭合、调位及脱模方便快捷、效率高，同时，构筑物倾斜时，平台工作面可调整为水平，提供舒适的工作环境。

E、面板材料采用木面板、钢面板均可，更能满足国内行业习惯。

F、多次工程实用，系统安全可靠，抗风能力强。

G、国产化程度高，经济性好。

6、结语

HF-ACS100型液压自动爬模系统在杭州湾跨海大桥主塔施工建设中的应用，有效解决了杭州湾跨海大桥主塔施工难度大的问题，节约了施工作业工期，并以其良好的经济性能，的降低了施工成本，体现了良好的社会和经济效益。