爬模工法在高墩橋梁建設(shè)中的應(yīng)用及質(zhì)量控制

史 貴 文

(山西新三公路橋梁建設(shè)養(yǎng)護有限公司，山西 忻州 034000)

爬模工法在高墩橋梁建設(shè)中的應(yīng)用及質(zhì)量控制

史 貴 文

(山西新三公路橋梁建設(shè)養(yǎng)護有限公司，山西 忻州 034000)

簡述了爬模技術(shù)的優(yōu)勢，分析了液壓爬模系統(tǒng)的施工原理和結(jié)構(gòu)，介紹了采用全液壓自爬模施工技術(shù)進行橋梁高墩建設(shè)的工藝流程，并提出了施工中的質(zhì)量控制措施，提高了橋梁高墩施工的質(zhì)量和安全性。

爬模，高墩施工，橋梁，質(zhì)量控制

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，高等級公路建設(shè)規(guī)模日益增多，橋梁工程建設(shè)規(guī)模也不斷擴大。在我國很多高速公路建設(shè)中，經(jīng)過地段地勢險峻，在深溝陡坡的地段需要進行橋梁建設(shè)，橋梁墩高在80 m以上及塔高在180 m以上的工程也逐漸增多。隨著橋梁墩身的加高，施工難度也越來越大。橋梁高墩作為工程主體的重要組成部分，為確保橋梁工程的質(zhì)量，如何有效提升高墩施工的質(zhì)量與安全性是一個重要的課題。

在橋梁高墩工程建設(shè)中，爬模技術(shù)是近年來應(yīng)用較為廣泛的施工技術(shù)之一，是當(dāng)前高聳結(jié)構(gòu)物施工中較先進的施工方法，解決了橋梁之間跨度懸殊，施工難度大的難題，且墩體外觀質(zhì)量光滑，經(jīng)濟效益顯著，具有良好的應(yīng)用前景和推廣價值。

1 爬模技術(shù)概述

在大跨徑、施工難度高的大型橋梁建設(shè)中，橋位處一般地形起伏跌宕，相對高差較大。采用常規(guī)散裝或大型組合鋼模現(xiàn)場拼裝的方法，存在著材料高空吊運時間長，塔吊運輸量大，加固時間長，工序占用久的難題。為確保施工安全與質(zhì)量，采用模板體系可有效減少模板的拼裝、加固與堆放壓力，減少人工勞動強度。

爬模工法是一種將模板支架及腳手架集合為一體的先進的施工工法。在該工法中，將已完工的主體結(jié)構(gòu)充分利用，施工平臺隨著主體機構(gòu)的升高而逐漸升高，可有效避免腳手架的搭設(shè)和拆除，且施工方便快捷，能夠顯著縮短施工工期。

在我國目前的橋梁高墩柱施工中，滑模與爬模技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。結(jié)合地質(zhì)特征、氣候條件等因素，比較兩種技術(shù)的優(yōu)劣，結(jié)合實際選擇合適的施工工藝。爬模工藝是一項重要的施工技術(shù)，克服了滑模技術(shù)的局限性，把滑模與支模有機結(jié)合，使得操作更加簡單，混凝土的質(zhì)量得以保證，促進了橋梁工程質(zhì)量的提升。爬模技術(shù)的優(yōu)勢在于模板與爬架相對獨立。爬架可于施工場地根據(jù)需要自行調(diào)整制作，運輸操作簡便，爬架提升操作簡便。同時，充分利用爬架作為操作平臺，在張拉、壓漿工作中實現(xiàn)交叉作業(yè)，省工省時。

2 液壓爬模原理和結(jié)構(gòu)

在我國，使用的爬模主要有以下幾種類型，分別是手動爬模、電動爬模、液壓爬模和吊爬模等。每種類型的爬模都有各自的特點、應(yīng)用范圍和局限性。

液壓爬模系統(tǒng)是從國外引進的一種成熟的施工技術(shù)。在我國近年的很多高墩工程中，液壓爬模技術(shù)得到了成功應(yīng)用。

自動液壓爬模系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成，分別是預(yù)埋件、導(dǎo)軌、液壓系統(tǒng)和操作平臺，見圖1。

液壓自爬模板工藝原理。在該系統(tǒng)中，導(dǎo)軌和模架之間可以進行相對運動。當(dāng)模架需要爬升時，使用液壓油缸交替頂升導(dǎo)軌和爬架，通過兩者間的交替附墻，相互提升來實現(xiàn)模架的爬升，見圖2。當(dāng)進行灌注施工時，將導(dǎo)軌和模架在預(yù)埋件支座上進行有效支撐，從而實現(xiàn)其處于固定狀態(tài)。退模時，應(yīng)先在退模后留下的爬錐上進行受力螺栓、掛座體及埋件支座等的安裝作業(yè)，再通過進行上下軛棘爪方向的調(diào)整來使得導(dǎo)軌上升到指定位置后，進行導(dǎo)軌下部露出的埋件支座、爬錐等部件的拆除作業(yè)。進行模架頂升作業(yè)時，先將模架上的所有拉結(jié)解除，導(dǎo)軌應(yīng)保持固定狀態(tài)，將上下棘爪方向調(diào)整到位后啟動油缸，進行爬模架的頂升作業(yè)。

將液壓自爬模系統(tǒng)應(yīng)用于大型工程建設(shè)中，由于該系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化配置，能適應(yīng)各種工程的實際需要，安全性好，且爬升速度快，裝卸簡單，能有效降低工程成本。

3 自動液壓爬模施工工藝

在某高墩大橋施工中，由于橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜、墩身高、跨度長、施工難度大、技術(shù)要求高。該橋梁主墩墩身均采用全液壓自爬模施工。

1)模架組拼。

在搭設(shè)好的拼裝平臺上，按要求安放鋼圍檁、木工字梁及造型木并連接，鋪放面板并固定，見圖3。將調(diào)節(jié)螺桿安置在模板背面。為便于模板的水平移動，應(yīng)將滑道安裝在模板底部。選擇使用大塊模板作為塔柱模板，將模板表面清理干凈后進行脫模劑的涂抹，見圖4。在模架拼裝過程中，應(yīng)由專業(yè)人員現(xiàn)場安裝。待各構(gòu)件組裝完畢后，使用起重設(shè)備將各塊件起吊安裝。吊升作業(yè)須在白天進行，專人指揮。當(dāng)遇到雷雨或風(fēng)力在5級以上時，不得進行吊裝作業(yè)。

2)首次混凝土澆筑。

首次混凝土澆筑按設(shè)計高度進行。該節(jié)模板的支撐采用鋼管腳手架。在施工時，需預(yù)埋好模板固定裝置。橋墩的鋼筋綁扎或焊接時的搭接長度應(yīng)符合要求。在模板就位前，通過模板面板上的孔，將埋件系統(tǒng)(埋件板、受力螺桿、爬錐)使用高強螺栓臨時固定在模板上。澆筑過程中，必須分層澆筑、分層振搗。使用插入式振動棒將混凝土振搗密實。

3)模架第一次提升，首次澆筑的混凝土強度達(dá)到6 MPa時，松動埋件螺栓。

當(dāng)混凝土強度達(dá)到10 MPa 時，即可進行模板及支架拆除。將模板表面雜物進行清理后，吊裝爬架并將爬架掛在相應(yīng)的埋件點螺栓上。模板垂直度的調(diào)整通過可調(diào)斜撐來進行。提升到位的模板，為確保澆筑中不發(fā)生漏漿和錯臺，應(yīng)微調(diào)模板上的后移裝置，以保證提升后的模板下沿緊貼上次澆筑的混凝土表面。在爬架第一次提升后，應(yīng)及時進行施工平臺安裝。將下部可重復(fù)使用的埋件拆除后清理干凈，以備下次使用。對混凝土表面出現(xiàn)的坑洞、麻面等，進行人工修飾。拆模后，為減少裂縫，應(yīng)及時進行混凝土養(yǎng)生?？墒褂盟芰夏⒒炷帘砻姘螅谀?nèi)定時進行灑水養(yǎng)生。

4)循環(huán)模架提升、混凝土澆筑。按爬模施工工序循環(huán)完成各節(jié)段墩身施工，直至墩頂，拆除模架。

在爬升過程中，應(yīng)加強模板的面板保護，在表面涂專用脫模劑。在破損部位使用摻有固化劑的樹脂或膩子填補，嚴(yán)禁用鐵質(zhì)鏟清除表面。模板安裝完成后，斷面轉(zhuǎn)角處用對拉螺桿拉緊，保證模板整體性。在施工中，腳手架須符合安全要求。平臺跳板與腳手架應(yīng)捆綁牢固，盡量不出現(xiàn)懸挑現(xiàn)象；墩身四周設(shè)置防墜安全網(wǎng)，做好圍欄；嚴(yán)禁上下同時作業(yè)，嚴(yán)防高空墜落；嚴(yán)禁在模板挑架上堆放重物。模板的起吊速度宜慢不宜快，應(yīng)時刻觀察模板與爬架的距離，防止提升模板對爬架造成的碰撞。自動液壓爬模系統(tǒng)爬架爬升過程約為40 min。爬模施工的流程為：合?！炷翝仓撃！郎h(huán)進行直至標(biāo)高。

4 施工質(zhì)量控制

在橋梁高墩施工中，應(yīng)堅持做到以下措施，從而確保施工安全和質(zhì)量：

1)施工方案和組織設(shè)計經(jīng)評審后一般不得變更，嚴(yán)格按照施工方案和組織設(shè)計進行施工。工人須戴安全帶、安全帽，穿防滑鞋，安全帶必須掛在安全的骨架上。

2)采用高強度螺栓作為爬架附墻螺栓。當(dāng)混凝土強度達(dá)到1.2 MPa，應(yīng)及時拆除對拉螺栓。模板脫開后退，爬升前清除一切障礙。

3)在施工中，切記堅持防偏糾偏。應(yīng)確保支承桿的垂直度和穩(wěn)定性，對出現(xiàn)的偏差應(yīng)及時消除，并進行合理的糾偏。

4)在模板清理過程中，模板脫開混凝土50 mm～80 mm后即可清理，應(yīng)從下到上進行，做到層層涂刷隔離劑。對鋼模板宜采用油性脫模劑。

5)重視支承桿的垂直度和清潔度，應(yīng)經(jīng)常清理和注油潤滑。為確保千斤頂?shù)恼＿\行，應(yīng)具有定期的強制更換和保養(yǎng)制度并嚴(yán)格落實。

6)定時進行垂直度測量，對出現(xiàn)的偏差應(yīng)做到及時發(fā)現(xiàn)，及時調(diào)整。澆筑施工的每層需提供混凝土澆筑前和澆筑后的垂直偏差觀測成果。

7)在爬升過程中，應(yīng)堅持平穩(wěn)上升，勻速進行。千斤頂在進行同步爬升過程中，每爬升一定高度必須進行找平一次。對出現(xiàn)的升差或標(biāo)高偏差，通過調(diào)節(jié)升降調(diào)節(jié)器解決。

8)應(yīng)定期進行模板校正，對變形較大部位進行加固。

5 防偏與糾偏

采用爬模工藝施工的橋墩，具有單層面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，這對垂直度的要求較高。在施工中，應(yīng)采取防偏為主，糾偏為輔的措施來確保工程主體的垂直度。

5.1 防偏措施

1)在同步爬升過程中，應(yīng)堅持做到支承桿標(biāo)高、限位卡底部標(biāo)高以及千斤頂頂面標(biāo)高處于同一水平面上。每爬升一定高度后三者統(tǒng)一進行一次調(diào)平。

2)操作平臺上的荷載應(yīng)均勻分布。

3)在澆筑作業(yè)中，應(yīng)從澆灌順序、布料和分層澆搗上確保均勻作業(yè)。

4)在模板爬升過程中，對體內(nèi)支承桿與鋼筋之間的焊接進行加固。體外支承桿也應(yīng)使用鋼管進行加固。

5.2 糾偏措施

1)對出現(xiàn)的偏差，應(yīng)及時分析原因，及時消除產(chǎn)生偏差的因素，并在上層模板緊固前采取相應(yīng)措施。

2)對荷載不均勻?qū)е碌钠睿瑧?yīng)分散或撤除荷載后進行徐緩糾偏，注意不能矯正過度。

3)對于出現(xiàn)的偏差，一般通過進行升降調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)，向偏差的反方向進行調(diào)整和校正。應(yīng)注意確保爬模結(jié)構(gòu)不變形，整體升降差在可控范圍內(nèi)。

[1] 底曉慧.橋梁高墩滑模與爬模施工工藝研究與應(yīng)用[J].交通世界，2015(3)：15-16.

[2] 朱方榮.爬模是高塔柱工程最優(yōu)秀的施工方法[J].湖南交通科技，2001(1)：20-21.

[3] 化法奇.淺析爬模技術(shù)在橋梁高墩施工中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟市場，2015(5)：18-19.

The application and quality control of climbing form method in high bridge pier construction

Shi Guiwen

(ShanxiXinsanHighwayBridgeConstructionMaintenanceLimitedCompany,Xinzhou034000,China)

This paper simply discussed the advantages of climbing form technology,analyzed the construction principle and structure of hydraulic climbing form system,introduced the process using hydraulic climbing form construction technology to make bridge high pier construction,and put forward the quality control measures in construction,improved the quality and security of high bridge pier construction.

climbing form,high pier construction,bridge,quality control

2015-10-13

史貴文(1973- )，男，工程師

1009-6825(2015)36-0177-02

U443.22 < class="emphasis_bold">文獻標(biāo)識碼：A

A