水利工程中爬升模板設計與施工技術

沈佐山

（安徽水利開發股份有限公司，安徽蚌埠 233000）

1 概述

水利水電工程中，爬升模板比較適用于大倉面面積現澆鋼筋混凝土豎直或傾斜結構施工的模板工藝，它是綜合大模板與滑動模板工藝和特點的一種模板工藝，具有大模板和滑動模板共同的優點。尤其適用于大型水利樞紐工程施工。

爬升模板與滑動模板一樣，在施工階段主要依附在建筑豎向結構上，隨著結構施工而逐層上升，這樣模板可以不占用施工場地，也不用其他垂直運輸設備。而且是逐層分塊安裝，故其垂直度和平整度易于調整和控制，可避免施工誤差的積累。也不會出現墻面被拉裂的現象。但是，爬升模板的配制量要大于大模板，原因是其施工工藝無法實行分段流水施工，因此模板的周轉率低。另外，爬升模板自身設計腳手架操作平臺，施工時有可靠的安全圍護。

2 爬升模板的實用性

2.1 爬升模板側壓力計算

2.1.1 新澆混凝土對模板側面的壓力值

式中;F為新澆混凝土對模板的最大側壓力，kN/m2;rc為混凝土的密度，取24 kN/m3;to為混凝土的初凝時間，取6 h;β2為混凝土的落度的影響系數取0.85;V為混凝土每小時的澆筑速度，m/h，按0.3 m/h計算。

2.1.2 振搗混凝土時產生的荷載

圓鋼φ14 mm（承受荷載≤17.8 kN）。

2.2 模板結構設計

水利水電工程中爬升模板一般以4個大角的8根大柱截面尺寸為2.5 m×2.5 m（下層）和2 m×2 m（上層），其他12根上、下層均為1.5 m×1.5 m。外梁的截面尺寸為0.80 m×1.05 m（下 層）、0.60 m×1.05 m（中 層） 和0.60 m×0.85 m（上層）。

爬模按方位分成4部分各部分可獨立操作，豎向施工縫設在外梁，水平施工縫設在梁底標高處。

爬模設備由密肋鋼模板、爬升機構、承載架及工作平臺等組成。

模板組件通過螺栓、滑輪懸掛于導軌上。導軌由工字鋼制成，置于承載架橫梁?；喎譃閮山M，每組兩個，分別安裝于工字鋼兩側，滑輪通過懸臂軸固定于槽鋼上。懸掛螺栓的一端焊于槽鋼的底部，另一端則用螺母固定于模板組件上。模板可利用滑輪沿導軌滑動，實現模板的開合。

每一部分模板裝有五套爬升機構，每套爬升機構由一個電動機、兩副傳動機構及兩副螺旋千斤頂組成，安裝在承載架的中橫梁上。電動機額定電流12 A，轉速1 800（r/min）。螺旋千斤頂由螺桿、龍門架組成，螺桿外徑6 cm，高約4.4 m，螺桿頂端用大螺母固定在龍門架上，螺桿底部與蝸輪蝸桿減速機（變速比8∶1）蝸輪相接，蝸桿與傘齒輪輸出軸相接，傘齒輪再與電動機輸出軸連接的蝸輪蝸桿減速機（變速比15∶1）相連。電動機輸出的扭矩通過減速裝置帶動螺桿旋轉，并使螺桿的大螺母帶動龍門架沿導向筒上下運動，從而實現爬模的提升。

工作平臺分3層，上平臺用于柱鋼筋安裝、擱置配電箱和材料臨時堆放，中平臺作梁柱鋼筋安裝及合模，脫模操作，下平臺用于爬升工作。

爬升模板支撐珩架在每塊模板背面用螺栓垂直固定，上、下層模板珩架內弦桿上游側模板直接用插銷鉸接，外弦桿則通過調節絲桿連接，肋板用螺絲連接。珩架作為整個模板的支撐系統。調節螺桿兩端通過銷孔與上、下層模板珩架的外弦桿鉸接相連，中間段為螺桿，通過轉動中間段的螺桿調節模板上口，使之符合安裝精度要求。

3 爬升模板的特性

水利水電工程中爬升模板以疊放的3塊3 mm×1.5 m模板為1個施工單元和兩塊3 m×3 m模板為1個單元。原則上在混凝土澆筑過程中交替上升。主要構件包括模板，支撐珩架，調節絲桿，錨固件等，全部為剛結構。模板：采用大鋼模板，板厚6 mm，肋板厚8 mm。支撐珩架：每塊模板背面用螺栓垂直固定上、下層模板珩架內弦桿上游側模板直接用插銷鉸接，外弦桿則通過調節絲桿連接，肋板用螺絲連接。珩架作為整個模板的支撐系統。調節螺桿兩端通過銷孔與上、下層模板珩架的外弦桿鉸接相連，中間段為螺桿，通過轉動中間段的螺桿調節模板上口，使之符合安裝精度要求。錨固件為重要部件，所有荷載都集中在錨固件上。

水利水電工程中在碾壓式混凝土壩體的施工中，根據碾壓混凝土特點：短間歇，薄層全斷面碾壓快速上升，在施工中選擇爬升式模板施工最為便利。主要不足之處是壩體形體出現轉折時無法連續施工：錨固件開始受力時相應錨固件埋設層混凝土的齡期較短，錨固件拉拔力太小模板易走樣。特別是壩體寬度變窄后混凝土上升速度快，此矛盾尤為突出。故再壩體變窄后混凝土上升速度快的情況下使用拉筋是必要的。

4 模板施工技術

4.1 拉筋施工

4.1.1 拉筋的作用

拉筋的作用是保證混凝土澆筑時模板具有足夠的穩定性，強度，剛度，使模板能可靠地承受新澆筑混凝土的重要或側壓力以及施工荷載，確保澆注后結構物的形狀，尺寸與相互位置符合設計要求。如果拉筋布置和連接不當，輕則引起變形重則一起崩模。因此，對拉筋的施工一定要引起高度的重視。

4.1.2 拉筋的布置

由于目前澆筑混凝土每一層高度≤3 m，暫時確定在模板安裝時第一層錨固件由于模板間用螺絲聯結，故第一層只用蝴蝶環作為錨固件;模板中上部受到混凝土及機械影響側壓力最大，故第二、三層全部用φ14拉筋固定模板;第四層上游無，下游用蝴蝶環固定。

4.1.3 拉筋施工注意事項

1）焊接后的拉筋必須平直，不允許有起彎和松脫現象。

2）拉筋焊接時，應盡可能焊接在預埋的鋼筋上。

3）拉筋與混凝土面的角度a≤45°

4）振搗時振搗棒絕對不能碰撞拉筋及模板。

4.2 模板安裝

水利水電工程中擬采用翻升鋼模板的施工環節，一般情況下用連接絲杠調弧。理論計算用平面代替曲面，施工混凝土面和設計面的最大誤差為15 mm。面板后肋板內可充填塑料泡沫板作為保溫材料，使之成為保溫面板。模板支撐體系采用斜面模板支撐桁架，相鄰面板則采用U型卡連接。

一般在碾壓混凝土大壩工程中，根據碾壓混凝土分層高度，一般情況下模板采用2～4層翻升的方式立模。鋼模板采用一臺5 t汽車吊，安裝時先將下層模板的各緊固件松除，用汽車吊吊至上層模板上，基本就位后將連桿連接上，通過連桿進行內外向傾角微調，最后將相鄰模板面板用U型卡固定好。

5 適量控制要求

水利水電工程中爬升模板工程量大、質量要求高的特點，擬采取以下專項措施進行模板施工質量控制：

1）建立完善的模板質量控制體系，模板制作持證上崗及在崗專業技能培訓。

2）加大模板等資源投入，從以下3方面作好模板工程：首先提高定型模板和專用模板的使用率，盡可能不用散模;然后嚴格進行模板本體的質量控制與檢查，對品質不佳的模板及時撤換;最后面板盡可能采用鋼面板，使混凝土平整度得到有效的控制。

3）細化工藝，對各單元倉面工藝設計和模板安裝、維護、保管工藝規程等，嚴格操作執行，并在實踐中不斷改進。

6 結束語

爬升模板在水利工程施工難度比較大，施工過程中通過對各工程的施工經驗總結，進一步改進模板的施工工藝，優化模板的施工方案。眾多實例工程施工中用到了大量的爬升模板，通過在施工過程中的總結和分析研究，爬升模板在水利水電工程中被成功使用，保證了混凝土大壩的澆筑質量。

[1]陳宋嚴.爬升模板的新發展[J].工業建筑，1983（5）：54.