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摘要：云南省作为一个多山区省份，地势高差悬殊，因此其所修建的桥梁往往有很高的墩身高度，针对桥梁施工中经常遇到的高大墩柱结构，本文结合工程实例，浅析其所采用的爬模施工工艺。
关键词：高墩柱；爬模施工
引言：
当前在桥梁高墩柱施工中，主要有滑膜、爬模、翻模等几种工艺，这几种工艺都有各自的适应性和优缺点。本文结合实例介绍爬模工艺的施工要点。
1工程概况
黄草坪特大桥为跨越红河的一座特大桥，是全线的控制性工程之一。单幅桥宽12.5米，孔跨布置为：（3*28）米连续T 梁+（90+160+90）米连续钢构+（2*29）米连续T 梁，桥长482米（不含桥台）。左、右幅4、5号主墩均采用双肢薄壁空心墩，墩身高度为67-85米不等的高墩。其墩身参数如下表：
表1：墩身参数表
2爬模系统组成
爬模是一种综合大模板及爬升系统的工具型施工工艺系统，需要单独编制专项方案，往往还需要进行专家论证的一项工程。一套完整的爬模系统一般包含有：模板系统，液压爬升系统，轨道系统，承重系统，支架平台系统，锚固系统等六个主要系统。此外还需要配备有相应其他的施工设备。
2.1模板系统：
模板分内、外模板。内模采用优质胶合板。外模的面板材料采用δ=8mm钢板，背楞采用［16a槽钢,分配梁采用［10槽钢，连接处采用∠100×10角钢连接。模板在专业厂家预定制作，加工好之后运送至现场进行拼装，经验收合格之后方可投入使用。
模板系统通过背楞扣件及调节器固定在上平台系统前立柱上，通过上平台系统的前后移动实现模板的合模及脱模。模板对拉螺杆采用直径为φ25、等级为PSB830的精轧螺纹钢筋及锚具等，模板与模板之间用M20×60的螺栓连接。
2.2液压爬升系统：
液压爬升系统主要包括：液压泵、油缸、上、下爬箱四部分组成。
1）液压泵和油缸：通过液压泵和油缸给整个爬模系统提供升降动力。
2）上、下爬箱：上、下爬箱是爬模架与导轨之间进行传递的重要部件，改变爬箱转向舌的方向，实现提升爬架或导轨的功能转换。
2.3导轨系统：
导轨系统由导轨、卡块、脚撑等部分构成，卡块用于传递架体爬升过程中架体重力及轨道自重，脚撑用于改善爬升轨道整体受力。导轨是整个爬模系统的爬升轨道，它由H型钢及梯档(梯档数量依浇筑高度而定）组焊而成，梯档间距300mm，供上下爬箱在爬升时支撑、传递荷载用。
2.4承重系统：
承重系统由横梁、立柱、斜撑、撑腿等部件构成。承重系统其上承受上平台系统的重力荷载及施工荷载，其下承受下平台系统、液压系统自重及相施工荷载。承重系统在非爬升状态下，借助挂靴通过预埋锚锥和承重架撑腿两点来将自身所承受的全部荷载传递到已浇筑的混凝土上；在爬架爬升状态下，通过承重架立柱和承重架撑腿将自身所承受的荷载传递到已固定的轨道系统上。
2.5支架平台系统：
支架平台系统包含各种支架、安全栏杆、上平台系统、下平台系统等。上平台系统由前立杆、后立杆、横梁、斜撑等构成；下平台系统由吊杆及横梁等构成。上平台系统横梁固定于承重系统分配梁上，横梁以上部分可通过齿轮齿条传动机构前后移动，模板系统通过背楞扣件及调节器固定在上平台系统前立柱上，通过上平台系统的前后移动即可实现模板的合模及脱模动作。
2.6锚固系统：
爬模系统主要是通过预埋在已浇段墩柱内的各种预埋件，通过将整个系统锚固、连接在预埋件内，将承受的所有作用力施加在已浇的墩柱内。各种预埋件包括：埋件板、高强螺杆、爬锥、承重螺栓等。预埋件系统是整个爬模系统的最终承力部件，预埋件的牢靠与否直接影响整个爬模系统的可靠性，所以预埋件系统是整个爬模系统的最为重要的部分。
1埋件板与高强螺杆：
埋件板与高强螺杆连接，能使埋件具有很好的抗拉效果，同时也起到省料和节省空间的作用，因为其体积小，免去了在支模时埋件碰钢筋的问题。埋件板大小、拉杆长度及直径须按抗剪和抗拉设计计算确定。
2锚锥、安装螺栓：
锚锥和安装螺栓用于埋件板和高强螺杆的定位，混凝土浇筑前，锚锥通过安装螺栓固定在面板上。
3承重螺栓：
承重螺栓是锚固系统中的主要受力部件，要求经过调质处理(达到Rc25-30）,并且经过探伤,确定无热处理裂纹和其他原始裂纹后才允许使用。
2.7其他系统：
其他系统中，除了施工必须用到的测量、试验、混凝土施工等仪器、设备之外，最主要的是起吊系统，包含塔吊、电梯、爬梯等。
所采用的塔吊性能必须满足现场施工需要，并按照相关要求，经过备案、验收合格挂牌之后方可投入使用。本项目采用的塔吊型号为QZT80（6012）型塔吊。
塔吊的性能参数如下：
表2：塔吊性能参数表
根据相关要求，在不同使用高度，本项目另配置电梯、“之”字形脚手架爬梯各一部。
在墩柱侧面附墙安装一台地泵进行混凝土浇筑。
3 爬模施工工艺
3.1 爬模施工原理
爬模系统的提升通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现。导轨和爬架互不关联，二者之间可以相对运动。当爬模固定不动时，导轨和爬模架都支撑在预埋件上，两者之间无相对运动。
当混凝土浇筑完毕退模后立即在留下的爬锥上安装受力螺栓、挂座体、预埋件支座，调整上下爬箱棘爪方向来顶升导轨，待导轨顶升就位固定于该埋件支座上后，进行下平台拆除导轨提升后露出的位于下平台的埋件支座、爬锥等。在解除爬模架上所有拉结之后就可以开始顶升爬模架，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运动。
通过导轨和爬模架这种交替附墙，互相运动，实现爬模逐渐上爬工作。
3.2 施工流程图
本项目爬模施工流程图如下所示：
图1：爬模施工流程图
3.3爬模施工方法
3.3.1 施工准备
在承台施工回填之后，进行测量放样，确定墩柱四周的位置并做好标记，同时设置好施工的安全工作范围，做好安全标志。承台与墩柱结合的部位按要求进行凿毛处理。
3.3.2 爬模系统参数
本项目中所采用的是PM-100型液压自动爬模系统，一些主要技术参数为：
架体支承跨度：≤4.5米；
架体总高：14米；
（1） 平台层数及使用荷载：
作业平台≤2KN/m，主平台≤2KN/m，液压操作平台≤1KN/m，修饰平台≤0.75KN/m。
平台宽度：主平台=2.8m，作业平台=1.7m，液压操作平台=3.0m，修饰平台=2.0m。
（2） 电控液压升降系统
额定压力：25Mpa；
油缸行程： 400mm；
液压泵流量：2L/min；
伸出速度： 300mm/min；
额定推力： 100KN；
双缸同步误差： ≤20mm。
图2：爬模系统结构图
爬升机构：爬升机构有自动导向、液压升降、自动复位的锁定机构，能实现架体与导轨互爬的功能。
3.3.3 爬模施工方法
1）本桥4#，5#主墩为双肢薄壁空心墩，单肢的平面尺寸为7.0*2.5米，每肢配一套爬模系统，全桥共需8套爬模。爬模标准节段高度为4.5米，则高度最高的左幅4#墩共有19个节段，高度较低的右幅5#墩共有15个节段。根据实际情况，某些节段的浇筑高度会有所调整。
2）为增加砼浇筑质量，防止漏浆，在模板下边缘采用止浆胶带进行止浆，同时模板下缘与已浇段搭接100mm，模板上口超出浇筑标高50mm。因此模板的实际高度比标准段高150mm，为4.65m。
3）钢筋在加工棚里加工完成之后，用平板车运送到现场，利用塔吊配合人工进行钢筋绑扎、架设。钢筋若先暂时堆放在操作平台上时，注意重量不要超过平台的设计荷载。墩柱主筋采用滚轧直螺纹套筒进行连接，接头满足规范要求。
4）本项目混凝土浇筑主要采用地泵进行输送，地泵沿墩身侧面铺设。由于墩身高度较高，当地施工平均温度较高，为了满足顺利浇筑的要求，防止发生堵管的情况，浇筑时要保证材料连续供应，同时混凝土的性能指标也要满足要求。
5）墩柱施工至横隔板或系梁位置时，将横隔板或系梁钢筋预留出来，并在适当位置设置预埋件，作为将来横隔板或系梁施工时架设支架的支撑点。
6）预埋件施工：由于爬模系统最终所有的力全部都由预埋件承担，因此一定要特别重视预埋件的各项工作：预埋件的位置要准确，要保护好各预埋件不被混凝土污染，埋件的连接要可靠牢固，螺栓一定要拧紧，并且要及时更换磨损的埋件，使用一定次数的埋件要必须更换，以免发生疲劳损坏。预埋件安设流程为：节段浇筑完毕→ 拆模后移→ 安装附件→ 导轨顶升→ 支架爬升→ 绑扎钢筋→ 清理模板→ 埋设预埋件→ 合模→浇筑混凝土。
3.3.4爬模施工要点
（1）拆模和退模阶段
混凝土强度满足拆模之后方可拆模。
退模前应转动斜撑，确保模板与墩柱混凝土面分离，确保主梁面清洁干净，无妨碍滚轮滚动的杂物等。退模时务必使滚轮与主梁面充分接触，确保荷载能完全传递到主梁。
退模时要随时观察确保退模安全。退模时要保持作业同步、对称。
导轨爬升阶段
爬升作业前，检查所有准备工作全部完成，确保上平台的所有受力螺栓已经全部松开，并调节上平台，使之后仰一定距离（约15cm），以确保爬升平顺。
确保双孔锚板已经全部上好，并且挂靴已经全部安插到位。检查所有爬箱的承重舌已经全部打到上面。把导轨脚撑打到垂直方向。并且一定要检查换向舌方向已经全部转换完毕，并且保证灵活。
启动油泵，保持四周动作一致，使导轨往上爬升，每次爬升都要确保所有梯档都挂在上爬箱的换向舌上，然后再进行一下步操作，直至导轨爬升到位。
当导轨爬升到位后，确保导轨的承重舌全部挂在上爬箱的挂靴上，然后转换上爬箱的换向舌的位置。打开导轨所有脚撑，使之保持支撑良好。
模板爬升阶段
模板爬升与导轨爬升是相对运动关系。因此，在模板爬升阶段，需要先确定导轨全部挂在了挂靴的承重板上，脚撑支撑良好，松开撑腿，使导轨处于相对固定状态。
检查模板上下爬箱的全部换向舌方向正确，并且使用灵活。
启动液压油泵，使模板爬箱缓慢向上移动。每到一个油泵行程，需要进行回油时，一定要检查上爬箱的换向舌是否越过了导轨的梯档，并能完全挂靠承重在导轨梯档上。爬升过程中，要注意各爬升单元步调一致，油缸动作要缓慢均匀。
如此循环反复，直至上爬架的主桁架头穿过上层的挂靴，并完全压在承重板上，插入承重销，把换向舌的方向扳上去。使爬架固定到位，撑好撑腿。
4 结语
爬模系统由于具备施工机械化程度较高；安全性较好；对周围环境影响较小；模板一般可以一次组装施工到顶；施工质量较好等特点，目前在我国西南山区桥梁高墩柱施工中应用较为广泛。由于每个节段的施工周期大约为5-7天，速度较快。影响施工速率的是各工序必须的施工时间以及砼养护时间，模架爬升时间影响很小。因此本项目在施工中，采用双肢交叉施工的方法，有效的利用了资源，提高了施工效率，取得了很好的实际效果。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）；
[2]《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)；
[3]《液压滑动模板施工安全技术规程》（JGJ 65-2013）；
[4]《云南省高速公路施工标准化实施要点》。
论文作者:祝恒善,刘方啟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/23
标签：系统论文; 导轨论文; 预埋件论文; 模板论文; 平台论文; 荷载论文; 螺栓论文; 《防护工程》2019年第3期论文;