王文涛
中铁十局集团有限公司城市轨道交通工程分公司
摘要：本文主要针对桥梁高墩施工中爬模技术的应用展开了分析，通过结合具体的工程实例，对模板工艺选择、液压爬模系统的组成等九个方面的要点作了详细的阐述，以期能为爬模技术更好的应用提供帮助。
关键词：爬模技术；桥梁高墩施工；应用
所谓的爬模技术，是指应用爬升模板进行施工的一种技术，合理的运用爬模技术能减少起重机械数量、加快施工速度，在桥梁高墩的施工中有着广泛应用。为了进一步促进爬模技术在桥梁高墩施工中的发展应用，我们就需要在施工过程中采取有效措施保障爬模技术的施工，并解决施工过程遇到的间题。
1 工程概况
某桥全长862米。全桥孔跨布置4×50米简支T梁+1×39米简支T梁+（120+230+120）米连续刚构+3×39米简支T梁+1×20米现浇箱梁。主桥为大跨度高墩结构，6号主墩为75米、7号主墩为82米的空心薄壁高桥墩，墩身截面尺寸为纵桥向10米、横桥向8.55米，墩顶和墩底各15米，墩身内侧为漏斗形，壁厚由2.5米渐变至隔板处1.5米，中间标准段壁厚为1.5米。主墩C40混凝土14899.5平方米，钢筋2283吨，其他钢材290.8吨。
2 主墩模板工艺选择
本工程工期紧任务重，前期桩基及承台施工受金沙江洪水影响较大，而后期连续刚构的挂篮施工时间又相对固定，因此徵身施工时长对整个工程的工期控制至关重要。由于墩身较高、施工安全保证、混凝土浇筑质量、高墩界面尺寸及轴线偏位的控制等方面又有较高的要求。所以，模板施工工艺选择极为关键。综合考虑到工程安全、工程质量、施工进度、成本费用等问题，对于目前工程上常用的大面积组合模板翻模施工，拼装和拆卸较为麻烦和费时，并且施工质量不易控制，故不宜采用。经过对桥墩的特点和要求进行充分研究，决定外模采用定型液压爬升模板系统，内模采用大块组合钢模板、倒角等异型部位模板由项目部自行加工。
3 液压爬模系统的组成
爬模系统由液压爬升体系、钢模板体系和工作平台体系组成，如图1所示。该系统每节混凝土浇筑高度为4.5m。
图1 液压自爬模装配图
（1）液压爬升体系：包括千斤顶、油栗、锥形套、爬轨悬挂件、爬轨、自锁液压提升杆和专用预埋螺母板，后者为所有模板系统的支撑着力处。
（2）钢模板体系：分外模和内模。
外模由钢模板、调节支撑杆，滑动平车组成，外模面板为6mm钢板，次背肋用L100×63×8不等边角钢（用于墩身时竖向，用于箱梁时纵向），主背肋用2×12槽钢；外模由2.5m×5.1m模板及转角模组成，内模按标准段配制，非标准段工地结合内模自备材料散拆散装，内模标准板墩身使用后用于箱梁。
（3）工作平台体系工作平台共分5层，两个上部工作平台、一个主工作平台、两个下部工作平台。主工作平台用于调节和支立外侧模，2号、1号平台用于绑扎钢筋和浇筑混凝土，一1号平台用于爬升操作，一2号平台用于预应力施工，包括穿束、张拉、压浆、封锚。
4 液压爬模施工基本工作原理及工艺流程
（1）工作原理
爬架和导轨互为支撑、相互顶升，模板随爬架就位，并依靠爬架进行操作。即导轨依靠附在爬架上的液压油缸进行提升，到位后固定于已经浇好混凝土段的预埋件上，并与上部爬架悬挂件连接，爬架与模板系统通过顶升液压油缸沿着导轨进行爬升定位，形成墩柱各节段施工工序循环。
（2）工艺流程
液压爬模总体施工工艺流程见图2。
图2 液压爬模总体施工工艺流程图
5 爬模系统安装及应用
5.1 爬模系统安装
（1）模板拼装
爬模可利用单构件直接在起步段上拼装，也可在地面上拼装成几组大件，然后在起步段上进行组拼。组装过程中，应注意各大部件的精度要求和组装顺序，确保各连接件的紧固、各运动部位的润滑防尘效果良好。模板拼装前，在4个侧模的上下面标记出模板中心点，就位时使模板中心线与墩柱中轴线对齐，模板接缝处贴海绵条平顺封闭处理。在模板上放出对拉拉杆位置并钻孔，孔壁内涂刷油漆。起步段模板用塔吊分块起吊安装，模板拼装高度为4.6m。
（2）爬架安装
爬架安装的一般顺序为：主工作平台（0号）→下部1号（一1）平台→下部2号（一2）平台→上部1号（+1）平台→上部2号（+2）平台。
架体安装的主要方法为：先将0号与一1号平台搭设完成并连成整体，将其悬挂在墩柱墙面上的预埋件上；其余平台可以利用这两个平台为工作面进行搭设；也可以先组拼好再用塔吊整体吊装。
架体安装的关键构件就是0号平台的挂设，施工要点如下（图3）：
用轴销将爬架头与爬架进行连接；将悬挂靴固定在混凝土结构面上；安装嵌人式挂靴，并将其锁定；将悬挂销插人嵌人式挂靴，旋转固定到位；用吊车将已预拼好的爬架系统悬挂在嵌入式挂靴的悬挂销上；插人安全销，将爬架锁紧在嵌入式挂靴上。调节承压丝杆，调节爬架与结构物之间的垂直度，直至设计位置。
图3 主平台悬挂点示意图
5.2 液压系统的安装与调试
液压系统的安装调试程序为：将液压动力柜布置固定在爬架设计位置—安装主管—安装分支器—在分支器上接分支管—液压油缸安装并与分支管连接—接通电源一按操作规程进行液压系统调试。
5.3 预埋件埋设及导轨安装
预埋件严格安装模板设计图纸所示位置进行埋设，由于预埋件系统是整个爬架的受力支撑点，一定要认真检查是否上好上正，必须确保构件的可靠性。当发现有移动变位现象要立即纠正。
5.4爬模系统的操作和使用
当新浇节段混凝土的强度到达爬升要求值（一般不小于1OMPa，本工程控制为不小于15MPa）时，即可导轨爬升，导轨爬升的主要步骤及要点为：
（1）导轨爬升准备
安装上部爬升悬挂件；清洁爬升导轨，导轨表面涂上润滑油；液压油缸上、下顶升弹簧装置方向一致向上；将所有的承压丝杆顶紧混凝土面。
经确认爬升条件具备后，打开液压油缸的进油阀门、启动液压控制柜，拆除导轨顶部楔形插销，开始导轨的爬升。当液压油缸完成一个行程的顶升后，经确认其上、下顶升装置到位后，再开始下一个行程的顶升。
当导轨顶升到位后，按从右往左插上爬升导轨顶部楔形插销，以确保插销锁定装置到位。下降导轨使顶部楔形插销与悬挂件完全接触。
导轨爬升完成后，关闭油缸进油阀门、关闭控制柜、切断电源。
（2）爬架架体及模板的爬升
导轨爬升到位后，方可进行爬架架体及模板的爬升，其爬升的主要步骤及要点为：
清理爬架上荷载；改变液压油缸上下顶升弹簧装置状态，使其一致向下；解除墩柱与爬架的连接件；松开承压丝杆，取下锁紧板，后退承压丝杆；完成前节段混凝土螺栓孔修补。
经确认爬升条件具备后，打开液压油缸的进油阀门，启动液压控制柜，拔去安全插销，开始爬架架体的爬升。当爬升两三个行程后，拔除悬挂插销。当爬架架体顶升到位后，及时插上悬挂插销及安全插销，调节承压丝杆顶紧混凝土面。关闭油缸进油阀门，关闭控制柜，切断电源。整体提升过程中，派专人检查爬升是否同步平稳或有异常情况。
（3）模板脱模和就位
脱模时，先解除所有的连接和固定装置，然后利用设置在模板肋带与爬架之间的传动装置将模板缓慢脱开。
模板就位：用液压杆将模板架顶回并校正，测量调整和定位后，进行本节段混凝土的浇筑。
（4）爬模系统爬升检查
在墩身施工中，每次液压爬模系统的轨道、爬架爬升前和爬升过程中以及爬升到位后，都应进行严格而细致的检查，在确定该步操作完全符合规程或要求时，才能进行下一步的操作。其主要检查内容包括：混凝土强度是否满足爬升要求；预埋锚锥是否精确到位；爬升悬挂件的安装、高强螺栓的紧固是否到位；限位销是否固定住锚靴；爬架是否与混凝土还有连接；自锁提升件的换向开关是否回归到位；液压系统各部件和控制系统技术状况是否处于良好状态等。
5.5 液压爬模系统的维护
（1）爬架及液压系统系统维护
产品抵达工地后，爬架系统（包括爬架头、提升装置、支撑装置和所有的液压部件）必须合理储存，尽可能避免天气对其造成损坏。
爬升前，检查提升机构、液压油缸和液压软管是否有损坏现象；检查爬架头、提升机构是否干净（没有混凝土渣、钢筋和杂物等）以保证设备运行正常。
对于提升装置转换杆、爬架悬挂处导轨、支撑结构上的承压丝杆和滚轮、液压千斤顶上的铰接头等运动部件，特别注意经常上润滑油。
（2）模板系统的维修、保养
模板表面应避免重物碰撞和敲击，严禁用尖利的硬物刮刻模板表面。
模板面板在储存时，要避免暴晒雨淋。切割和钻孔后用防水油漆封边。
施工完一个节段后，及时清理模板表面。
发现模板表面有损伤时，及时进行修补。
吊运模板时注意不能碰坏模板，特别是板面。
6 液压爬模施工的质量与安全控制
（1）建立健全完善的质量安全管理体系；
（2）做好施工技术和安全技术交底工作；
（3）严格按照操作规程进行导轨和爬架的爬升；
（4）爬模作业按前述工艺和程序组织分工，安排专业施工班组，做到定岗、定位、定责；
（5）技术人员按照规范及设计要求对施工全过程进行控制，安全部门派专人检查提升过程中的各项安全措施。
7 液压爬模的特点及与常规滑模、翻模施工的比较
液压爬模是当前较为先进的施工方法，它集工作平台、支架、模板、提升设备为一体，无须塔吊辅助而只靠自身液压传动系统进行爬升。其施工效率高、安全有保障，虽然前期施工设备一次性投人可能比传统施工工艺略高，但在降低工人作业强度，减少其他辅助设施、增加工程进度方面效果显著。
液压爬模的主要优点包括：爬架结构轻巧简便，提升系统操作方便，分体拆装，减少模板上下起吊组装作业，吊装方便，施工安全可靠。一次完整的爬升过程仅需要3?4h，可大大加快施工进度，并且不依赖外部设备的辅助。其导轨和爬升架都是固定在预先预埋在前一节墩柱的预埋件上，模板架的液压微调系统可以很精确地校中，中线及墩身线形易控制，施工精度更易达到。利用多层支架平台，可提供数个工作面，同时为钢筋制安、预应力张拉和柱面装饰提供了工作平台，从而缩短工期a省掉了施工承重支架，大大简化了施工脚手架，节省了成本和时间；爬架模板随墩柱各节段混凝土浇筑交替提升，简化了施工程序，形成了循环作业，使施工进度加快。
（1）液压爬模与翻模相比，模板就位更容易、更可靠、更好控制；减少了施工缝，外观质量更好；自身不需要借助外力（塔吊等）就能爬升，减少机械使用量；模板提升速度快并节省劳动力。
（2）液压爬模与滑模板相比，保留了滑模自身不用脚手架的优点，但不像滑模那样必须连续作业及需要大型专用起重设备，从而使施工更安全，墩身线形也容易控制，并且减少了受力钢材用量。
8 施工过程中的几个问题
（1）模板变形的处理。爬模模板一次拼装成型后，随着使用时间过长、次数过多，容易从模板中间和倒角相邻处产生变形，影响墩柱截面尺寸及外观。本工程采用增加背方以增强模板整体刚度、用精轧螺纹钢代替普通圆钢作为对拉拉杆及连接螺栓、必要时加密等方式，较好地预防和控制了这一问题。
（2）爬模施工上下节段施工缝的处理。施工缝处理得当与否，严重影响墩柱的质量和外观，除做好常规的凿毛、清渣等措施外，本工程在爬模爬升时，爬模扣住已浇节段不小于5cm，并尽量与混凝土接触密实，局部细小缝隙采用贴双面胶、海绵条、泡沫胶等方式进行填充找平，浇完模板后移后，如有瑕疵应及时修饰。通过努力，使节段间连接光滑平顺。
（3）高墩位混凝土养护一直是个难点，本工程利用爬架平台布置φ20镀锌钢管作为养护水管，水管间隔50cm钻φ5孔，布置上下两层。在平台固定地方放置水箱与水管连接，通水后以喷灌方式对混凝土进行养护。与传统人工洒水养护相比，方便高效连续，混凝土无开裂现象。
9结语
综上所述，爬模是当前高桥墩较为理想的模架，它集工作平台、支架、模板、提升设备为一体，具有着能升、能降和施工循环周期短的优点。在桥梁高墩的施工中，合理有效的运用爬模技术，可以为工程施工带来极大的益处，相信经过不断的完善，爬模技术会有更广泛的应用。
参考文献：
[1]任宝.爬模技术设计及其在桥梁高墩施工中的应用[J].公路交通科技（应用技术版）.2014（06）.
[2]鲁斌、熊娜.桥梁高墩施工中爬模技术的应用[J].中国新技术新产品.2010（08）.
论文作者:王文涛
论文发表刊物:《基层建设》2015年13期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：模板论文; 液压论文; 导轨论文; 混凝土论文; 平台论文; 插销论文; 系统论文; 《基层建设》2015年13期供稿论文;