关键词：液压爬模体系;调研;荷载;有限元分析;监测;安全性
引言
随着交通需求的飞速发展和桥梁技术的日益进步，现代桥梁逐渐向大跨度方向发展，很多桥梁的桥墩和索塔都超过了百米，这对施工技术提出了更高的要求。为了保证施工安全，桥梁施工中多采用液压爬模施工的方法。液压爬模施工采用液压整体爬升技术，不仅运行平稳、安全可靠，而且速度快，大大降低了工人的劳动强度；采用标准化制造的木模板体系，刚度大且自重轻，木板的安装、调位和脱模以及模板的收分都十分的方便、快捷。但由于液压爬模结构复杂且体积庞大，容易出现模板坍塌、高处坠落等事故。目前国内外学者，对液压爬模的安全问题进行了一系列的研究，从爬模施工的各个工序出发，探讨了桥梁液压爬模施工的安全保证；对液压爬模在塔柱施工过程中的危害因素进行分析并提出相应的控制措施；通过对桥塔液压爬模轨迹进行合理的布置，在施工过程中只需要在中、下塔转角的位置对桥塔液压爬模进行一次转换，有效规避了多次转换的施工风险。本文对大桥高索塔液压爬模施工的安全预防措施作了进一步的探讨，通过将镀锌钢板加工成“Ｌ”型焊接模板四周、严格控制起重的措施，组织相关管理人员、作业人员进行安全教育培训、交底，以提高桥梁的施工质量，保证施工效率，最大程度的保障施工安全。
1项目概况
某区运河核心区IX-11地块项目总建筑面积约262074m2，为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，2座塔楼地下4层，其中C01塔楼地上38层，建筑高度170m;C02塔楼地上38层，建筑高度170m;裙房E01地下4层，地上6层建筑高度42.95m。本工程C02塔楼采用核心筒先行、外框架后续施工的方式组织施工。核心筒竖向结构采用内外同爬的重型爬模进行施工，本工程爬模体系共布置48个机位，其中外侧24个机位，内侧24个机位(12榀双侧机位)。每个机位设置1套液压油缸和1套动力单元。
2液压自爬模的优点
（1）液压爬模体系可整体式爬升（本项目为整体式爬升），也可单榀爬升，且整体式爬升与单榀爬升之间交换简单易操作。（2）液压操作系统操作简单，模板整体安全性高，整体式爬升速度快，可节省大量工时和材料。（3）爬模模架一次组装完成至施工结束都不用更换，节省了施工场地，且减少了模板面板的碰伤损毁，还能减少模板费用的投入。（4）施工误差小，纠偏简单，施工误差随着结构断面的变化可逐层消除。
3液压爬模工作原理
液压爬模的爬升是通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现的。导轨和爬模架之间可进行相对运动，当爬模架处于工作状态时，导轨和爬模架受力点支撑在预埋件上，两者之间无相对运动，待导轨顶升到位，操作人员转移到下平台拆除导轨提升后位于下平台处的预埋件支座、锥形接头等；在解除爬模架上所有拉结之后，就可以开始进入爬模架升降状态，顶升爬模架。这时候导轨保持不动，调整上下棘爪方向后启动油缸，爬模架就相对于导轨向上运动。通过导轨和爬模架这种交替附墙，互为提升对方，如此重复循环来完成施工任务。
4现场实时监测
4.1监测机位选取
核心筒液压爬模系统外侧架体与墙体为单面附墙连接，与液压爬模系统内侧架体的双面附墙相比，外侧的液压爬模架体在系统爬升过程中整体性和稳定性可能会存在更大隐患，因此，需要格外关注外侧液压自爬模架体的整体性和稳定性。因此，选择液压爬模监测区域时，选取核心筒墙体外侧液压爬模架体构件进行应力监测。
结合液压爬模系统有限元结构受力分析，最终选取应力相对较大的N3爬升机位作为监测机位，且N3机位承载宽度最大，为3200/2+5600/2=4400mm。
4.2监测设备选择
经过对比和筛选，数据采集设备选用MCU-32型分布式模块化自动测量单元，该设备为开放式结构，模块化组合，测量精度高，系统稳定可靠，具有较强的抗环境电磁干扰和抗工频干扰的能力。采集设备如图1所示。
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图1采集设备
4.3传感器布置方案
经过初步计算和分析，对核心筒外侧液压爬模架体结构进行应力监测，如单个承载宽度最宽的N3爬升机位布置传感器。监测构件主要选取存在压弯失稳问题的竖向受力构件和架体的承重三角架等。传感器对称布置，以更好地掌握构件的工作状态和受力情况。本工程共监测液压爬模架体8个构件，布置传感器23个。传感器编号和布置位置如图2所示。
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图2传感器布置
5爬模施工注意事项
爬模施工过程中必须要注意以下几点:1)在进行模板安装之前需要对钢筋进行检查，避免拉杆孔与钢筋出现重叠;2)在进行预埋件系统安装时，必须在爬锥孔内部涂抹黄油并拧死螺栓，在进行混凝土浇筑时还需避免将混凝土浇筑到爬锥螺纹中;3)在进行上层爬升之前，必须要确保下层混凝土强度等级已经达到100MPa，并对架体系统进行全面检查;4)导轨提升到位后，拆除下层埋件支座及爬锥，周转使用。安全管理是爬模施工中的另一个重点问题，在具体施工过程中应注意:1)在进行埋件、模板以及挂座施工时，施工人员必须佩戴劳动防护用品，避免发生人身伤害;2)爬模夜间施工必须要确保照明强度;3)严禁在恶劣天气施工，在遇到六级以上强风以及大雾等天气时应立即停止施工;4)在进行爬升操作时，必须要在地面上设置警戒线，避免出现高处坠物砸伤地面人员。
结语
1)对液压爬模在施工状态下荷载进行调研统计，通过分析调研结果得到不同工况下各平台荷载取值，总结出更贴合工程实际荷载情况。本工程液压爬模相关荷载规范取值偏于保守，架体设计安全储备较高，安全性和稳定性较好。2)通过将ANSYS有限元计算分析值和工程项目现场监测值进行对比分析，将各被监测构件逐一对比，绝大多数构件现场监测数据和有限元模拟能很好吻合。通过对比分析，验证有限元建模方法在本项目液压爬模计算分析中的可靠性和准确性。3)现场监测过程中，个别传感器所监测杆件的应力前后变化略大，一方面是施工现场的复杂情况，各种偶然事件或意外因素都会不同程度地影响传感器监测，导致部分位置监测数据会有较大幅度变化;最重要是因为爬升过程中，人为因素或机械故障等会导致架体爬升时，部分爬升机位的液压顶升装置不同步，架体整体受力不平衡。因此，液压爬模外侧架体在爬升过程中要严格按照操作规范，除必要的操作工人在现场作业，无关人员不得在现场，避免人为干扰爬升，尤其注意爬升机位同步性，防止因爬升不同步导致架体自身内力过大，影响架体整体稳定性。
参考文献
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［4］陈波，李文睿，夏志材，等.超高层建筑单液压柜控制整体爬升木模板施工技术与创新［J］.施工技术，2015(s1):529-532.
论文作者:杨斌华1, 杨芳琴2, 沈雅萍3
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：液压论文; 机位论文; 导轨论文; 模架论文; 荷载论文; 模板论文; 体系论文; 《城镇建设》2020年2月第5期论文;