爬模在高墩工程施工中的優勢

楊旭平

摘 要：本文對爬模的分類、組成、作用和工作原理的介紹和在G310線大力加山至循化公路路基1標臥龍溝4號大橋高墩實施的結果詳細闡述了爬模施工的優勢。

關鍵詞：爬模；高墩；架體；塔吊

中圖分類號：U445 文獻標志碼：A

1 爬模施工法是高墩工程施工中最有優勢的一種

高橋墩的特點是墩身高、重心高、相對于墩身高度截面面積小、墩身柔度大、施工精度要求高，軸線控制難度大，施工縫處理要求高。高墩柱既受壓，還要承受復雜的扭矩、彎矩作用，因此，要求保證高墩柱有一定的柔度，所以在荷載和各種因素作用下會有一定的擺動和彎曲，在如此復雜的受力環境下，高墩柱的施工質量必然要求很高，而高墩柱施工縫的處理要到位，否則就會成為墩身受力薄弱點。G310線大力加山至循化公路路基1標臥龍溝4號大橋有變截面高墩16座，高度70m～104m，數量多、工程規模巨大，工期緊，因此需要投入相當多的模板及機械設備。因單座高墩柱施工周期長，又受到總工期的限制，為了保證整體工程進度，高墩柱需要采用平行作業法組織施工，且每座墩身配備至少6 m以上高度的模板，讓其自成施工體系，這樣就需要投入相當多的模板。另外受墩身高度及地形條件的限制，臥龍溝4號大橋高墩柱施工須要配備大噸位的塔吊，且該大橋高墩身數量多，需要投入的機械設備也多。

通過比較支架法、翻模法、爬模法等施工方法，臥龍溝4號大橋高墩柱施工最理想的施工方法就是爬模施工法。它集工作平臺、 支架、模板、爬升升設備于一身，能自行交替垂直爬升、下降，是一種滿足了翻模施工要求的多層功能架體爬升工藝，極大地簡化了高墩柱施工工序。通過簡化施工工序，提高施工效率，實現了縮短施工周期的目的。采用爬模施工法，不僅節省施工材料，施工速度快，而且混凝土表面光滑美觀，是目前高墩施工中最有優勢的施工方法， 臥龍溝4號大橋高墩施工就采用了這一施工方法。

2 爬模在臥龍溝4號大橋高墩柱施工中的應用

2.1 臥龍溝4號大橋概況

臥龍溝4號大橋高墩形式有等截面矩形空心薄壁墩身，采用翻模施工法施工，變截面矩形空心薄壁墩身，采用爬模施工法施工。其中3#～10#墩為變截面空心薄壁墩，墩身高70m～103m，底口尺寸7.218m×5.718m-8.088m×6.588m，上口尺寸5.5m×4.0m-5.5m×4.0m。詳圖見圖1。

2.2 爬模分類

爬模分為有架體和無架體爬模兩種。根據墩柱截面形狀特點及塔機支撐、垂直運輸條件、 橫梁支撐、施工人員的攀登條件和施工安全等因素，決定臥龍溝4號大橋高墩柱采用有架體爬模。以下針對有架體爬模施工展開論述。

2.3 爬模的主要工作原理

爬模頂升過程是由爬升千斤頂對導軌和爬架交替頂升來達到的。爬架與導軌是互不相聯的，兩者可相對運動。在爬架運行過程中，爬架和導軌一直是支撐在埋件支座上，它們之間相對是靜止的。脫完模，即刻將承載螺栓、掛座體、埋件支座安裝在脫模后留下的爬錐上，頂升導軌是通過調整上、下換向盒棘爪方向來實現的。當導軌頂升到位，在新安裝埋件支座上就位后，立即拆除埋件支座、爬錐等下平臺處導軌提升后露出的部件。再解除爬架上所有拉結，調整上下棘爪方向后啟動油缸，爬架頂升就可以開始了。這時候爬架相對于導軌在運動，導軌靜止的，通過導軌和爬架這種交替附著在墩柱上，相互提升，爬架帶著爬模系統即可沿著墩身上預留的爬錐逐層提升。

2.4 臥龍溝4號大橋使用爬模的組成及作用

液壓爬模針對臥龍溝4號大橋3#-10#墩墩身內外模設計，外模配備液壓爬模，內模使用井筒平臺，標準澆注高度6.0m為豎直方向上的高度，模板實際設計高度為6.33m。

（1）液壓爬模架體

液壓爬模架體主要由上架體、下架體、提升系統、埋件系統組成。一個墩身共設計使用14榀下架體和16榀上架體。架體總高度為17.8m，最寬平臺（主平臺）寬2.8m。其中下架體部分共3層平臺：即主平臺、液壓操作平臺（主要用于爬升導軌和架體操作）、吊平臺（主要用于拆除預埋系統、混凝土修補等）。上架體采用桁架形式，主要用于支撐模板部分。上架體的3層平臺主要用于鋼筋綁扎（上平臺）、模板安裝、對拉螺桿的安裝、拆模、合模和校正模板等。

（2）模板體系

模板由膠合板、槽鋼背楞、木工字梁、吊鉤、連接爪等構件組成，采用木梁膠合模板體系。在后場根據施工圖紙將模板體系拼裝完成。

內模標準節段采用與外膜相同的木梁膠合模板，操作平臺采用井字架平臺，在塔壁上預埋爬錐，安裝爬錐掛件，將內模平臺支撐在爬錐掛件上，平臺主梁采用雙10][槽鋼，分配梁采用20木工字梁，面板滿鋪3cm厚木板（預留人洞），平臺下可以懸掛吊籃以方便埋件的拆除。內模平臺采用手拉葫蘆或者塔吊提升。

（3）安裝液壓爬模

爬架完成安裝需澆注3次砼，爬架安裝步驟如下：

第一步：拼接勁性骨架 → 綁扎鋼筋 → 安裝預埋件→安裝模板 →測量校正→爬架起步段砼澆注及養護。

第二步：模板拆除→安裝爬架的主平臺、操作平臺→綁扎鋼筋→安裝模板（形成主平臺、中平臺和上平臺）→安裝爬架預埋件→測量校正模板→砼澆注及養護。

第三步：拼接勁性骨架→綁扎鋼筋→后移模板并插導軌→爬架爬升→爬升到位后安裝吊平臺→合模并預埋爬架預埋件→測量校正模板→砼澆注及養護。

2.5 臥龍溝4號大橋爬模施工簡述

根據臥龍溝4號大橋墩柱設計的特點以及垂直運輸情況， 墩身首節高度為6m，其作用在于給爬模的安裝創造有利條件。首節外模板采用自爬模外組合模板，外模高6.33m，內模高6.15m，混凝土澆筑時的側壓力采用Ф20對拉螺桿來承受，預埋鐵件在承臺表面，設置加固支撐。

墩身節段進入正常施工，進行重復循環作業，每一個節段均為6.0m，每個節段主要工序包括：爬升-→接長主筋并進行鋼筋綁扎-→關模、校核-→澆筑砼-→砼脫模、養護-→下一次爬升。液壓爬模的施工流程如圖2所示。

通過臥龍溝4號大橋高墩液壓爬模的實施情況可以明顯發現，爬模施工速度快，平均每3天一個節段，完成一個百米高墩，僅需68天，臥龍溝4號大橋共投入6套液壓爬模，歷時145天，完成所有高墩施工，完成1650m墩身，創造了青海省高墩最快施工記錄，也保證了高墩施工任務按時完成。整橋高墩施工完成共節約施工成本200萬元。墩身勁性骨架優化為與鋼筋加工平臺一體活動式的骨架，節省型材900t。

3 爬模施工之優點

3.1 安全作業有保障

爬模架體受力效果很好，采用雙埋件，單個架體抗剪力不低于15t，這保證了高空施工的安全性。架體將墩柱圍成封閉的平臺，真正做到了“墩在架中，人在架里”，大大提高了施工的安全性。

3.2 緩解了施工垂直運輸矛盾

因高聳工程作業面小， 安裝模板， 搭設腳手等所用物件都需要靠塔吊來完成。爬模施工利用其自身動力爬升，無需塔吊，緩解吊點緊張的同時打開多個作業面，加快了施工速度。

3.3 施工簡便，質量有保證

爬模施工利用其自身動力爬升，模板無需塔吊安裝，模板與爬架形成體系，模板不會懸空，在高空作業和風力影響下， 不會出現模板“放風箏”和模板安裝難以就位等情況。架體自動導向定位，減少重復測量校正工作，施工更加簡單方便，且安裝好的模板平直無接縫。成型砼表面平整，層與層之間接縫也比較好。

3.4 節省成本和時間

由于爬模的架體是附著在已澆好的砼柱上，并靠自身動力系統使爬架和模板相互爬升，不用再支模、拆模、搭設腳手架和運輸等工作， 節省了搭設腳手架和滿堂支架來進行模板施工的大量材料、人工和時間，也省去了大量反復裝拆工作所用的塔吊運輸，使塔吊節省更多時間來保證鋼筋和其他材料的運輸，保證了混凝土連續澆筑，施工速度快，可避免施工縫等，大大節省工期。總之，實踐證明，從工作原理、結構到施工效果，爬模是目前高墩柱施工最有優勢的施工方法。

參考文獻

[1]應惠清.建筑施工技術[M].：上海：同濟大學出版社，2006.

[2]夏輝，趙云霞.斜拉橋主塔施工技術要點分析研究[J].大陸橋視野，2016（4）：122-123.