摘要：洛栾高速公路走向在栾川县和嵩县的山区，地形起伏大，地质条件差，施工难度大。桥梁施工大部分位于高山深谷中，空心高墩多，施工方法多种多样。本文详细阐述了变截面空心墩爬模施工的结构组成、特点，施工工艺，爬模的设计和安装进行探讨。爬模施工适于高空作业，施工迅速，混凝土表面外观质量较好。
关键词：特大桥；爬模设计；爬模施工；施工工艺
1工程概况
龙勃1#特大桥位于河南省栾川县与嵩县县交界处，横跨伊河，受地形影响，采用162m主跨跨越，是该项目重点工程之一。
龙勃1#特大桥全长566.45米，1#～5#墩为变截面矩形空心墩（其中1#墩高68米，2#墩高76米），6#、7#墩为变截面矩形实体墩。1#、2#墩采用爬模施工，墩身模板采用精制的木模，每块模板的设计高度为4.65m；3#～7#墩采用塔吊配合无架翻模法施工，墩身模板采用精制的钢模，每块模板的设计高度为1.5m。混凝土集中搅拌，通过混凝土罐车运输至墩位附近，采用泵送入模。根据两次浇筑的高度等于钢筋长度（9m）的原则，将墩身每次的浇筑高度设为4.5m。
2施工方案
龙勃1#特大桥1#、2#墩变截面矩形空心墩采用特制的爬模进行施工，爬模施工的模板采用大型木模板，混凝土施工接缝少，外观质量较好，支架可以全封闭防护，不易出现危险。
高墩材料运输采用在墩旁设置塔吊进行材料运输、设置混凝土地泵进行混凝土的浇筑并搭设工业电梯供施工人员上下。
3 爬模的结构组成及特点
3.1爬模的结构组成
爬模由支架系统、固定系统、模板系统三部分组成。
（1）支架系统：由三脚架、操作平台、吊平台和内支架组成。吊平台以便拆除可用于周转的预埋件和修饰需处理的混凝土面。操作平台和吊平台四周均设置栏杆和防护网。
（2）固定系统：模板、支架及施工荷载全部由预埋件和锚固装置承担，模板的倾斜度由可调斜撑控制。
（3）模板系统：墩身外模采用工字木梁模板，由20mm厚胶合板作为面板，20的工字木梁作为竖肋，两根14槽钢靠背组合作为横肋和M20的高强螺栓组成。
3.2爬升模板的特点
支架、模板及施工荷载全部由预埋件承担，不需另搭脚手架，适于高空作业；模板部分可整体后移650mm；模板可利用锚固装置使其与混凝土贴紧，防止漏浆及错台；模板部分可相对支撑架部分上下左右调节，使用灵活；利用斜撑模板可前后倾斜，最大角度为30°；各连接件标准化程度高，通用性强；模板上设吊平台，可用于埋件的拆除及混凝土处理；支架设有斜撑，可方便调整模板的垂直度。
4施工方法及工艺
4.1塔机安装
（1）塔机基础施工
如塔吊标准件已进场，可以直接利用承台作为塔吊基础，但是在塔吊标准件预埋处需对承台钢筋进行加强。如果标准件没有进场，直接在承台上预埋钢筋就可以满足安装要求。
（2）塔机安装
在固定基础的砼强度达到设计强度后方可进行，组装程序为：50吨吊机吊装两节标准塔身节—→吊装爬升架—→吊装回转支承总成—→吊装塔帽—→吊装平衡臂总成—→吊装司机室—→吊装起重臂总成—→配装平衡重—→安装绕绳系统—→换倍率器使用—→顶升加节—→试吊和调试—→安检部门取证—→投入使用。
4.2模板设计及拼装
（1）模板设计
同样根据两次浇筑的高度等于钢筋长度的原则，将墩身每次的浇筑高度设为4.5m。每个节段墩身模板两正面（横桥向）各由4块5.325m×4.65m（2块）、5.201m×4.65m（1块）、5.159m×4.65m（1块）大模板组成，两侧面（顺桥向）各两块4.5m×4.65m大模板组成，侧面模板通过可调节斜撑调整模板倾斜度，以满足墩身截面的变化。
（2）模板拼装
a.拼装平台
此工程模板正面打自攻螺钉，要求平台高度200-400mm，可选用工字钢或者槽钢搭设平台；操作平台大小根据模板的大小选择拼装场地。要求操作平台搭设牢固、安全、平稳，对应的各构件平行而且确保在同一水平面上，对角线长度保持一致。
b.放置背楞
按照图纸所示间距把背楞放在搭设平台上，在背楞上画上定位线，拉准对角线，让任意两条背楞构成的长方形对角线相等。
C.木梁组装
按图纸尺寸，先在背楞两端各放一根木工字梁，画上定位线，拉准对角线，让两根木梁构成的长方形对角线相等，然后用连接爪固定。这两根木工字梁的同一端连上一根细线，作为基准线，其他木梁都对齐这根基准线排放，并保证与两边的木梁平行，把每根木梁用连接爪固定。在固定连接爪的时候，将要装吊钩的木梁两侧都要用连接爪固定。
d.铺设面板
把面板先按照图纸裁好铺在木工字梁上，尺寸有误差时，用手工刨把尺寸找好。将第一块面板四角打引孔，钢钉定位（不要钉太深），随后用电钻打自攻螺钉。铺第二块面板，将接缝处抹玻璃胶，粘合，拼缝紧凑。以后重复以上步骤进行操作，面板全部铺好后，将面板擦干净，去除尘土，将面板表面水分擦干，将调好的原子灰抹于面板螺钉处，刮平。
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e.安装吊钩：按照图纸安装吊钩，对称安装
安装端头木方，如果面板超过了木梁的长度尺寸，就要根据需要尺寸临时增添端头木方。端头木方的作用是：增加模板顶部的整体刚度，防止混凝土污染模板背面，最重要的是防止起吊时木梁跟面板间发生位移。
f.打对拉螺杆或埋件孔
根据图纸模板拉杆孔的大小，给手电钻装好相应的开孔器。按图纸孔位，用墨斗弹好线，确定孔在模板上的位置，要求孔的上下、左右位置偏差在2mm以内。注意，保证电钻与模板面垂直，打好的孔无偏斜现象。
4.3承台面凿毛
钢筋安装前混凝土面必须凿毛，清洗干净，在浇筑砼前洒水湿润，钢筋表面的水泥浮浆必须清理干净。
4.4测量放线
由精测队精确放出结构外轮廓线并将基底精确找平，找平误差控制在2mm内，保证模板拼装后的垂直度符合规范要求，确保墩身位置的准确性。
4.5钢筋的制备及安装
基本要求：钢筋具有出厂合格证；钢筋表面洁净、平直、无局部弯折，使用前将表面油腻、鳞锈等清除干净；各种钢筋下料尺寸、钢筋的弯制和末端符合设计及规范要求。
钢筋安装要求：承台与墩台基础锚固筋按规范和设计要求连接牢固，形成一体；基底预埋钢筋位置准确，满足钢筋保护层的要求。注意：墩身第一节段为大体积混凝土时，安装冷却水管。
4.6墩身第一节段模板安装、锚锥埋设、测量放线
模板安装前，进行清理，以无污痕为标准，刷脱模剂。模板采用塔吊安装，首先进行墩底实心段模板安装，安装模板时现场技术员必须严格控制墩底中线、水平。
预埋件埋设正确与否，对整个爬模安装至关重要。在锚锥与高强螺杆连接处，应涂抹黄油；在锚锥表面处均匀涂抹黄油，便于埋件拆除。预埋件固定在模板上，通过安装螺栓，将埋件固定在模板上，待墩身第一节段混凝土浇筑完后，取出安装螺杆，埋件仍留在墩身内。预埋件埋设时，为避免与墩身钢筋发生冲突，在绑扎墩身钢筋时，就应考虑墩身钢筋要避开预埋件位置。
待模板安装完后，由精测队精确放出结构外轮廓线，确保墩身位置的准确性。
4.7浇筑第一节段混凝土
混凝土采用自动计量拌和站生产，输送车运输，泵送入模。
浇筑前，对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查，模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净；模板缝隙填塞严密，模板内面涂刷脱模剂；检查混凝土的均匀性和坍落度；混凝土分层浇筑厚度不超过30cm；采用振动器振动捣实。混凝土浇筑连续进行，如因故必须间断时，其间断时间小于前层混凝土的初凝时间，允许间断时间经试验确定，若超过允许间断时间，按工作缝处理。
墩身下实体段、空心段、上实体段混凝土施工时，特别注意实体段与空心墩身连接处的混凝土质量和外观。特别在实体段，由于一次浇筑混凝土体积过大，采取和承台相同措施降低水化热。
4.8墩身第二节段施工
待墩身第一节段混凝土达到一定强度后拆除模板，用塔吊起吊爬架，并将爬架安装在相应的预埋件上。
爬架安装好后，首先安装墩身横向的八块模板，然后安装顺桥向的模板。模板、平台和三脚架在平地进行预拼检查，起吊前通过后移装置将模板后移30cm，然后用塔吊起吊模板，人工配合安装，模板主要依靠预埋螺栓和三脚架支撑定位。模板安装就位后，先调整墩身横桥向模板，然后调整顺桥向模板。操作工人站在平台上通过后移装置和斜撑一起调节模板至紧贴已浇筑混凝土面，通过锚固装置将模板下沿与上次浇筑完的混凝土结构表面顶紧，确保不漏浆，不错台。侧模的坡度通过上口的宽度调节，每一标准节段浇筑4.5m，上口混凝土顶面每侧各缩减37.5cm，调节时主要依靠斜撑上的螺栓控制。
外模安装完毕后，开始内模拼装，边角和倒角位置尺寸准确。主筋采用直螺纹连接，钢筋绑扎完毕后，内、外模之间采用对拉螺杆加固，对拉螺杆外套一根PVC管，以便对拉螺杆的拆除。
模板安装完并初校后，经测量人员校核调整无误方可进行混凝土浇筑。由于墩身底有一节6m高的实心段，第二节段实心段和空心段一次性浇筑，先浇筑实心段，一般间隔3～4个小时，待实心段混凝土有一定的强度后，再进行空心段浇筑，从而不必支设实心段顶部模板。由于每节段浇筑高度为4.5m，混凝土由泵送入模，通过串筒浇筑，以免混凝土离析散落。为保证墩身模板受力均衡，混凝土分层下料振捣，分层厚度不大于30cm，振捣棒与模板保持5～10cm的距离。
4.9后续墩身节段施工
在支架下安装吊平台，利用吊平台方便拆除可周转的埋件、修饰混凝土的缺陷。
根据规范要求，混凝土达到一定强度后即可拆模，拆模时要求不能猛烈敲打和强扭，以免损伤混凝土表面和棱角。
拆模后将模板整体后移65cm，利用塔吊吊住模板及支架，拆除支架与预埋件的连接件，塔吊缓缓提升模板及支架至下一位置就位，通过预埋件和连接件安装好支架，同时在空心段相应位置预留Ф20cm的通气孔，用U型或井字型钢筋牢固定位在主筋上。如此循环，直至将全部模板及支架提升到位。
其他施工同第二阶段（实心段除外）。
5体会
爬模施工简单、迅速，能满足5天一节段的施工进度要求，混凝土表面外观质量较好。
爬模支架、模板及施工荷载全部由预埋件承担，适于高空作业。
本模板面板为20mm厚胶合板，与钢模板想比，其使用寿命及周转次数有一定的劣势，但耗费人力少，进度较快，应用灵活。
6施工注意事项
6.1爬模组装属高空作业，不得安排交叉作业。
6.2模板必须严格按照墩身尺寸拼组，各模板搭接密贴，内外大模板对称分布，保持上缘平齐，拉杆所套之PVC管的长短适宜，以便拔出模板拉杆。
6.3为了确保每个桥墩内实外美和上下颜色一致，在施工准备时充分考虑桥墩的施工时间，每个桥墩用同一批号的水泥。
6.4爬模施工时预埋件很多，确保不漏不错，位置正确。
7结语
龙勃1#特大桥是洛栾高速公路的关键性控制工程，工期紧、任务重，材料、机械设备运输供应困难。墩身施工采用爬模施工工艺，节省材料、成本底、工效高、质量高。
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》
[2]《现行公路施工及验收技术规范大全》
论文作者:焦庆伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/14
标签：模板论文; 混凝土论文; 预埋件论文; 钢筋论文; 木梁论文; 支架论文; 塔吊论文; 《建筑学研究前沿》2017年第17期论文;