橋梁高墩爬模施工技術(shù)論文
摘要：通過(guò)工程實(shí)踐，介紹高墩大跨橋所采用的爬模施工的模板設(shè)計(jì)、提升配置、性能、施工工藝、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。施工結(jié)果表明，該技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞：高墩爬模；結(jié)構(gòu)；施工
引言
寧夏南部山區(qū)的大橋，橋位地形比較復(fù)雜，，自然坡在10°～40°之間，墩高相差懸殊。位于西吉縣三須路K13+800的徐家溝大橋，主跨在70m以上，隨著墩身的加高，施工難度越來(lái)越大，對(duì)高墩施工方法的研究。已成為橋梁施工的主要技術(shù)問(wèn)題之一采用爬模施工。
1施工方案確定
爬模施工是當(dāng)前高聳結(jié)構(gòu)物施工中較先進(jìn)的施工方法，它集模板支架、施工腳手架平臺(tái)于一體，利用已完成的主體結(jié)構(gòu)為依托隨著結(jié)構(gòu)的升高而升高，省去了大量的腳手架，具有快捷、輕巧、操作簡(jiǎn)單，中線易控制，外觀質(zhì)量光滑，施工費(fèi)用低等。
2爬模結(jié)構(gòu)
爬模施工以澆筑成型的鋼筋混凝土為重要支承主體，模板與混凝土實(shí)現(xiàn)密貼，上層模板由下層模板上混凝土的粘結(jié)力與摩擦力支撐，垂度、平整度、曲率易于調(diào)整及控制，可避免施工誤差積累，設(shè)計(jì)合理，模板不占用施工場(chǎng)地，可循環(huán)倒用，無(wú)需配置太多的數(shù)量。
構(gòu)造組成：
（1）爬升架。主要由豎向連接桿、斜撐桿、上橫梁、爬架斜拉桿和一些連接桿件組成，具有承重和滑升作用，是特殊設(shè)計(jì)的穩(wěn)定構(gòu)架。每組爬架有6對(duì)鋼夾頭，每對(duì)鋼夾頭都帶有安全鋼銷（安全裝置），在提升過(guò)程中采用人工限位，裝在鋼夾頭上可垂直滑動(dòng)，卡在滑道工字鋼腹板上可起限位導(dǎo)向作用。爬升架提升采用YCD23P200型提升千斤頂，帶安全裝置。（2）滑道。采用I320工字鋼與大塊模板焊接為整體，不須預(yù)埋螺栓。爬升架與滑道之間銷接，配有特殊鋼夾頭在爬升架支點(diǎn)處與鋼滑道連接，有足夠穩(wěn)定支點(diǎn)和長(zhǎng)度。鋼滑道上下不垂直度1m內(nèi)為0~15mm。（3）提升桁架。由N型萬(wàn)能桿件拼裝成“井”字形組成，爬升架的斜爬升可通過(guò)調(diào)整其下楔形塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。（4）模板。模板在豎向分為兩層，外模采用大塊鋼模板，每節(jié)按卷?yè)P(yáng)機(jī)的起重能力設(shè)計(jì)為8、12、16塊三種類型的鋼模板。模板為框構(gòu)結(jié)構(gòu)，具有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，并且滿足橋墩外形尺寸的要求，單塊宜進(jìn)行整體組合或裝配組合。相鄰模板間、上下節(jié)鋼模間均用栓接并配有定位銷，定位銷探傷檢驗(yàn)應(yīng)全部合格。內(nèi)模采用翻模，每節(jié)高2m，每墩設(shè)3組，隨墩身的逐節(jié)上升按照4m級(jí)數(shù)向上翻動(dòng)。內(nèi)模的安裝與拆除通過(guò)墩內(nèi)設(shè)置的可調(diào)式工作盤實(shí)現(xiàn)，工作盤懸掛在爬架上，可隨爬架上升，亦可自行調(diào)節(jié)位置，方便墩內(nèi)及墩上作業(yè)。內(nèi)模系統(tǒng)的模板及支撐件均經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)檢算，對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱部位均進(jìn)行加強(qiáng)加固處理。（5）扒桿。為解決墩身中各種施工材料和小型機(jī)具的提升問(wèn)題，每個(gè)爬升桁架上設(shè)2副吊重為25kN的起重扒桿。扒桿不垂直度1m內(nèi)允許±1mm。提升扒桿的擺向由人工配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。扒桿上選用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，以免在起吊長(zhǎng)大桿件時(shí)，由于鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)而碰壞墩身或模板，造成安全事故。
3施工工藝及技術(shù)要求
爬架、滑道、大塊模板及滑升桁架的非標(biāo)桿件加工全部在工廠互拼，待檢查合格后再解體成節(jié)段大塊模板運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)組裝。制作的關(guān)鍵是拼裝位置要準(zhǔn)確和拼裝部件的互換性。
灌筑第一節(jié)墩身混凝土（4m）清理雜物、檢查模板與提升設(shè)備、安裝與調(diào)整爬架位置、固定爬架鋼夾頭螺栓、安裝與調(diào)整提升桁架、安裝與調(diào)整提升機(jī)具、檢查驗(yàn)收、投入使用，測(cè)量定位-提升爬模-安裝與檢查內(nèi)模-綁扎與檢查鋼筋及預(yù)埋件-提升、就位外模-測(cè)量校正-檢查驗(yàn)收外模-澆筑混凝土。
4爬模的施工
4.1施工組織。根據(jù)具體情況排出每一組大模板的循環(huán)路線，要嚴(yán)格按照循環(huán)線路進(jìn)行模板調(diào)度，并隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，保證模板循環(huán)流暢。模板的周轉(zhuǎn)及調(diào)配由專人負(fù)責(zé)，并成立模板運(yùn)輸組，配備專人及專用機(jī)械設(shè)備，保證模板調(diào)配的正常進(jìn)行。
施工前根據(jù)工序分析計(jì)算出完成一個(gè)單循環(huán)作業(yè)所需要的時(shí)間，并排出單循環(huán)的網(wǎng)絡(luò)圖。施工中指定專人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)寫真，不斷優(yōu)化循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，使單循環(huán)的時(shí)間從開始時(shí)的10d提高到3d一個(gè)循環(huán)。
4.2施工測(cè)量。每組模板安裝前后，均需用激光準(zhǔn)直儀測(cè)出墩中心點(diǎn)至墩施工頂面，施工人員據(jù)此進(jìn)行模板安裝和檢查調(diào)整。每施工兩組后要用全站儀對(duì)激光準(zhǔn)直儀的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，以確保墩身結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)確無(wú)誤。
4.3鋼筋施工。為加快施工進(jìn)度，針對(duì)空心高墩設(shè)計(jì)中鋼筋數(shù)量大、接頭多的具體情況，施工前對(duì)鋼筋接頭施工進(jìn)行專門研究，初步選擇了兩種接頭施工方式，即電渣焊和CBR剝肋滾軋直螺紋連接技術(shù)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比，雖然兩種方式都能達(dá)到設(shè)計(jì)及使用要求，但電渣焊速度慢、工作面污染嚴(yán)重，而CBR連接技術(shù)大部分工作在地面加工完成，高空連接工作量小、操作簡(jiǎn)單、工作速度快，可滿足現(xiàn)場(chǎng)快速施工的要求。 4.4混凝土施工�；炷翝仓捎帽盟突炷潦┕ぜ夹g(shù)。混凝土輸送泵主要技術(shù)參數(shù)：選用內(nèi)徑為125mm的配套泵管，泵管沿墩身通風(fēng)孔固定爬高�；炷帘眉夹g(shù)指標(biāo)技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)：電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率75PkW；理論混凝土輸送壓力7.8～13MPa，理論混凝土輸送量35～60（m3/h）；主油泵額定工作壓力32PMPa；最大骨料尺寸Pmm40；輸送缸直徑×最大行程195×1400mm。
4.5爬模的拆除：爬模到墩頂后，可按爬模上爬相同的工藝進(jìn)行下爬至墩，先拆除模型段，再拆除承力架段，各部進(jìn)行檢修后保存或再次作業(yè)；模型架、承重架也可用吊機(jī)分塊拆除落地。
5施工中的幾個(gè)問(wèn)題
為克服溫度變化引起墩身開裂，施工中需采用早強(qiáng)、高效減水劑等外加劑，隨不同氣候條件調(diào)整水泥用量和混凝土配合比，并加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)、降溫、保濕工作；墩身混凝土采用泵送方式入模，對(duì)粗、細(xì)骨料的質(zhì)量及混凝土坍落度的控制是施工中應(yīng)特別注意的問(wèn)題�；炷林辛�0~15mm以下的顆粒含量≮15%；由于部分橋墩施工時(shí)室外的溫度高達(dá)36～39℃，因此保證泵送混凝土的順利入模，同時(shí)最大程度降低混凝土入模溫度是一個(gè)難題。首先在拌和站搭設(shè)涼棚，不讓太陽(yáng)直射到大堆料，可降低大堆料溫度3～5℃；其次對(duì)粗骨料沖水降溫可降低粗骨料溫度6～8℃；對(duì)泵管環(huán)繞打有小孔的.塑料管外包麻袋，通過(guò)對(duì)塑料管內(nèi)通水以降低泵管溫度。試驗(yàn)證明在夏季白天使用這些措施可降低混凝土入模溫度3～5℃。實(shí)施以上措施后，混凝土入模溫度控制在25℃以內(nèi)，保證了混凝土順利泵送，降低了入模溫度，從而較大程度降低了出現(xiàn)溫度裂縫的機(jī)率。高墩混凝土的養(yǎng)護(hù)由于難度較大且不被重視，本次施工中使用了兩種養(yǎng)護(hù)方式：一是在拆外模后噴液體養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)，二是在墩內(nèi)吊一環(huán)墩鋼管，鋼管靠墩的一側(cè)打孔，鋼管連接到高壓水池，定時(shí)開關(guān)閘閥進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)水管可隨爬架的提升而升高，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用，取得了較好的效果。
6施工效果
爬模施工屬無(wú)支架施工工藝，保留了滑模自身不用腳手架的優(yōu)點(diǎn)，但不像滑模那樣必須連續(xù)作業(yè)及需要大型專用起重設(shè)備，從而使施工更安全，墩身線形也容易控制。采用大塊模板技術(shù)具有混凝土結(jié)構(gòu)尺寸精確、表面光滑、施工高度不受限制、專用設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。
利用爬模施工加快了施工進(jìn)度，在施工中，由于混凝土等強(qiáng)等原因，一般一個(gè)循環(huán)時(shí)間≯72h，最快一個(gè)循環(huán)只需69h。一個(gè)70m高墩，墩身施工時(shí)間最長(zhǎng)需50多天，因此利用爬模施工是高墩快速施工中的一種較理想的方法。爬模施工接縫較少，混凝土外觀質(zhì)量比采用滑模施工的好。在山區(qū)施工難免會(huì)出現(xiàn)停電、機(jī)械故障等引起的停工，這是滑模施工的致命弱點(diǎn)。爬模與滑模比較：a.節(jié)省鋼材，特別是墩的上端，不需為穿心頂受力增加粗鋼筋。b.無(wú)明顯的砼接縫。c.表面無(wú)損傷、擦跡。（4）千斤頂用量少。爬模與翻模相比：a.模板爬升較大塊模板吊機(jī)提升、就位，易控制中心線，安全、可靠（特別是大風(fēng)季節(jié)），外觀質(zhì)量好。b.爬模提升就位時(shí)約3~6小時(shí)，比翻模少30％~50％工作時(shí)，節(jié)省勞動(dòng)約60％。
7結(jié)論
爬模是當(dāng)前高橋墩較為理想的模架。它集工作平臺(tái)、支架、模板、提升設(shè)備為一體，能升、能降，施工循環(huán)周期短。勞動(dòng)力消耗量，節(jié)省用鋼量，砼外表平整光滑美觀。
參考文獻(xiàn)
[1]孫小麗.高墩爬模施工技術(shù)的應(yīng)用[Z].
[2]李學(xué)生.變截面圓形空心高墩爬模施工技術(shù)[Z].
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