兰州南绕城高速公路西固黄河大桥4#、5#主塔塔高分别为151m、147m，施工节段分别为31个、30个，每个施工节段高度4.5m。主塔为钢筋混凝土菱形塔，在下横梁施工前后通过液压爬模的二次拆除和安装完成下横梁的施工；主塔下塔柱为箱型变截面，下塔柱间部分节段设置箱型下隔板连接，通过爬架每层平台的逐步切割变窄以适应主塔截面变化。
1 工程概况
1.1 项目简介
西固黄河大桥主桥桥跨布置为（177+360+177）m双塔三跨半漂浮体系结合梁斜拉桥。桥跨布置见图1。
图1 西固黄河大桥桥跨布置图
1.2 主塔简介
本桥有2个主塔，分别为高151m的4#主塔，高147m的5#主塔高，主要结构型式为变截面菱形结构，标准节段少，异型变截面多。从下至上依次为异型箱式隔板连接的变截面倾斜下塔柱、下横梁、每塔柱2个塔肢为单独标准节段的上塔柱、塔柱的塔肢相接段钢横梁、异型箱式隔板连接的上塔柱、塔顶等，上、下塔柱倾斜方向相反。
塔柱混凝土标号为C50。4#、5#主塔上塔柱高度都为84m，4#主塔下塔柱高67m，5#主塔下塔柱高63m，塔柱均采用单箱单室箱型截面。变截面的下塔柱顺桥向宽7.0～9.81m，横桥向宽4.5～8.86m，塔柱标准段顺桥向宽7.0m，横桥向宽4.5m，全部塔柱截面顺桥向壁厚皆为1.2m，横桥向壁皆厚0.7m。
1.3 液压爬模系统
液压爬模系统设计依据：塔柱全断面尺寸、主塔施工方案、主塔临时结构布置、周边环境条件等，西固黄河大桥共采用2套中交武港院HF-ACS100型液压爬模系统。本系统可同步和异步爬升，标准施工节段高4.5m。
1.3.1 主要性能及相关技术参数
液压爬模系统由爬升装置、大面积模板体系和钢结构工作平台三大部分组成。大面积模板体系通过爬升装置与钢结构连接，钢结构工作平台共设置6层。每层平台通过固定爬梯相连，同平面平台通道贯穿，通道处设置相关防火装置。单个爬升装置设计承载力为130kN。
爬升装置主要由液压系统组成，爬升过程通过控制液压油缸驱动开关进行操作，十分方便。塔柱的液压爬模爬升通过设置在一周的爬升装置同步爬升，带动液压爬模整体结构及可允许荷载共同均匀缓慢上升，通过控制调节器对每个油缸工作相互协调达到同步工作。
爬升系统的主要技术参数如下：设计单元额定垂直爬升力：100kN；最大垂直爬升力：130kN；爬升装置单步步长：163mm；最大爬升倾斜角：±17.5°；最大施工节段高度：4.5m；模板、浇筑、钢筋绑扎工作平台；单层最大承载力：3kN/m2；
总体额定承载力：3kN/m2；工作平台最大承载力：1.5kN/m2；修饰平台单层最大承载力：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；最大高度：15.52m；最大宽度：2.96m。
1.3.2 爬模系统爬升工作流程
（1）根据图纸设计位置精确稳固的埋设锚锥及其他预埋件。
（2）起始段塔柱混凝土强度达到20MPa后拆除模板，以埋设的锚锥为支点拼装爬模系统。
（3）通过液压爬模模板调整装置，校核模板，满足设计要求，埋设锚锥，浇注混凝土。
（4）满足拆模条件拆除模板后，爬升轨道上部同挂在埋设锚锥上的悬挂件相固接，使轨道固定。
（5）通过操作液压装置提升爬架，使系统爬升至施工下一节段的设计位置。
（6）钢筋制安、预埋件制安、模板收分、安装模板，并重复上述工作流程。
1.3.3 爬模系统相关配置
外模：组合模板：4×1套；爬升装置：4×10套；4.5m拼装式外上爬架：4×16套；拼装式外下吊架：4×16套；动力装置及管路系统：4×10套；提升能力：1000kN/肢；工作平台：6层。
2 液压爬模总体拼装和施工工艺
液压爬模的爬架系统主要由爬升装置、悬架装置、外爬架、液压系统等通用部分及塔柱预埋件和部分“非标准件”组成，完成爬架系统的安装调试后进行液压爬模的总体拼装和塔柱施工工艺。
在塔柱起始段开始施工前2个月开始按照液压爬模装配图逐步进行液压爬模系统分部位及总体装配及系统平台附件的安装，所有工序必须按照液压爬模的设计规范要求进行，保证安全安装施工。
2.1 起始段
下塔柱起步段高4.0m或4.5m，需要搭设脚手架（绑扎钢筋、支立模板）；拆模后，安装液压爬模系统的承重架层，从第2节段即可利用液压爬模作为施工平台施工塔柱节段。
2.2 塔柱
浇筑层数：31层、30层（1＃～31＃节段、1＃～30＃节段）。
塔柱外模的安拆在液压爬模爬架上进行，内模安拆通过自制平台及塔吊操作，根据下塔柱截面的逐渐缩小，人工调节各层平台尺寸或部分爬架构件。
液压爬模在塔柱施工工艺见图2。
图2 塔柱施工工艺图
3 液压爬模在变截面塔柱和菱形主塔下横梁处施工
3.1 液压爬模在变截面塔柱施工
下塔柱为变截面形式，由下至上逐渐变窄并形成标准截面7.0m×4.5m。
在液压爬模各层平台的设计上，保证平台的施工操作空间，并逐步割除。以承重平台为例，如图3所示，在割除宽度内需要割除承重架3，而承重架1、2保留，在设计时，即考虑此项因素，由承重架1、2承重并设置在合理位置保证液压爬模的牢固性和稳定性。
图3 液压爬模承重平台
在液压爬模的模板设计上，根据主塔设计尺寸和每节爬升高度计算出每提升节段爬模模板需缩小的宽度尺寸，采取模板两边收分的方式，通过在模板上加设角钢标明每次爬升需要割除的部分达到设计施工要求。
而液压爬模在变截面的各节段施工时，液压爬模模板在变截面的节段，每爬升一个节段，即沿着设计好的法兰，割除两边的模板，两边收分，塔柱四边模板同样处理。对于液压爬模的各层平台，因液压爬模在塔柱四周间本身有一定的预留间隙，只需要每隔2个或多个节段即割除多余的平台空间，防止四周的液压爬模相互干扰，在多次割除后，再割除多余的承重架或其他支撑架即可。
针对变截面塔柱，通过依次收分液压爬模模板并在塔柱相邻截面的工作平台间产生干扰前的特定节段提前割除一定宽度的各层平台，相应减少承重斜撑等以满足塔柱施工相关尺寸要求，使液压爬模变截面塔柱施工难题得以解决。
3.2 液压爬模在菱形主塔下横梁处的施工
菱形主塔在下横梁处塔柱斜率方向发生变化，同时下横梁浇筑高度达到9m，增加了液压爬模的施工难度且存在较大安全风险，使节段施工工期延长。通过充分利用液压爬模承重平台，并精心组织液压爬模的二次安装和拆除，安全、高效的完成了液压爬模在下横梁处的施工难题。
根据下横梁施工方案，下横梁施工采取高空牛腿支架一次浇筑法施工，浇筑高度达到9m。高空搭设牛腿支架，安全风险极高，同时液压爬模爬升到此处时，因塔柱斜率方向发生变化液压爬模需要拆除。
通过认真研究，采取将液压爬模分段拆除的方式，既可保证下横梁支架、主体施工的安全，又拆除了液压爬模。
液压爬模完成下横梁下部节段施工后需拆除爬模的上爬架，只留承重架以下的部分，在承重平台上搭设简易支架作为下横梁支架的搭设平台，保证安全。完成下横梁和上塔柱的第一个节段施工后需再次安装液压爬模，解决下横梁支架搭设安全风险较大及液压爬模二次安装和拆除的难题。
4 结语
综上所述，液压爬模在西固黄河大桥变截面菱形主塔施工时得到了成功的应用，也为类似主塔施工提供了相关借鉴，液压爬模实际施工中需要根据主塔的具体结构及主塔完善的施工方案相应调整。
参考文献
[1]陆潇雄．前倾双背索异型主塔斜拉桥力学特性分析[D]．苏州：苏州科技学院，2015.
[2]尹逸云，李雨桐，邓家赞．江顺大桥Z3主墩桥塔液压爬模施工关键技术[J]．城市道桥与防洪，2017，（7）.
收稿日期：2018-04-19
作者简介：彭精（1985-），男，四川巴中人，供职于中交二航局第六工程分公司，研究方向：高速公路施工。
