高墩整體式外爬架結合翻模施工技術

梁丕東LIANG Pi-dong

（中鐵十七局集團第四工程有限公司，重慶401121）

1 工程概況

云湛高速公路TJ10 標肖河大橋位于廣東省陽春市八甲境內，橋梁全長608m，全橋共4 聯，橋跨布置為4×40m+4×40m+4×40m+3×40m 先簡支后連續T 梁，下構結構為空心薄壁墩，結構尺寸為：280cm×650cm，墩高35～52m。為了確保墩柱混凝土外觀質量，采用大塊定型鋼模板施工。

2 方案確定

根據施工組織設計，肖河大橋位于關鍵線路，肖河大橋高墩的施工進度對總工期起著至關重要的影響。為了滿足施工質量，確保工期，項目部決定采用翻模法施工，但傳統翻模法施工工藝操作平臺附于模板，施工操作空間限制大，鋼筋綁扎及模板安裝、拆除安全風險大，易發生安全事故；并且墩柱局部個別地方修補難度大，混凝土養生系統難以保證持續養生；塔吊使用頻率大，易發生機械事故和物體打擊事故。

通過技術改進，本項目高墩采用了整體式外爬架結合翻模施工方案，其參照自提升式操作系統，加工整體式外掛爬架，整體式外爬架系統由支承系統、底座及腳手架系統組成。在塔吊及安全爬梯的配合下，墩柱周圍安裝一套整體式爬架，爬架與模板之間預留50～80cm 間距，整體式外爬架可以作為墩柱模板安裝的操作平臺和墩柱混凝土澆筑的施工平臺，還可作為墩柱施工時作業人員的全封閉安全防護裝置。

3 施工工藝方法

3.1 底座制作安裝 爬架底座橫橋向采用2 根I36b工字鋼，與墩柱凈距為10cm，上部依次順橋向4 根I22 工字鋼及橫橋向4 根I22b 工字鋼，組成爬架底座，爬架底座支承在鋼棒上用以支承上部腳手架系統，為了方便鋼棒的安裝與拆除，在爬架底支承點的下面安裝吊籃。

制作時先把底座8 根I22 工字鋼按照墩柱截面尺寸每邊加寬70cm 焊接并栓接牢固，同時在底座I22 工字鋼頂面上按照鋼管架立桿間距鉆Φ14 孔，用于螺栓連接鋼管立桿。

安裝時，先把2 根I36b 工字鋼與墩柱間預留模板安拆距離（約30cm）用方木支墊固定好，即可用吊車吊裝已經焊好的I22 工字鋼骨架。定位后為保證底座穩定，先把I36b 工字鋼和I22 工字鋼骨架接觸的4 個點臨時焊接。待墩柱第一節混凝土澆筑模板拆除后，將36b 工字鋼向內移至與墩柱混凝土距離10cm 位置，再與I22 工字鋼骨架焊接牢固，做成底座骨架。另外，在底層工字鋼面上鋪滿3cm厚木板，作為操作平臺，外側噴涂黃黑相間油漆。底座骨架尺寸示意圖見圖1 所示。

圖1 底座骨架尺寸示意圖

3.2 底部第一節墩柱鋼筋及模板安裝 底座骨架完成后，即可進行第一節墩柱鋼筋的綁扎。應嚴格控制鋼筋保護層厚度，可用胎架對主筋進行準確定位，在合理選擇混凝土墊塊，保證保護層厚度滿足設計及規范要求，胎架采用15mm 鋼板機械加工成梳齒板。鋼筋主筋接頭采用鐓粗螺紋套筒連接，鋼筋的材料、加工、接頭和安裝均應符合要求。

鋼筋綁扎工序完成并驗收合格后，對墩柱模板進行除銹、打磨及試拼，模板試拼合格后對其進行編號，進行墩柱首節模板的安裝，模板打磨清理干凈后，涂抹脫模劑，涂刷時要輕、薄、均勻，以保證混凝土表面顏色一致。內模安裝使用塔吊人工輔助，模板安裝前應對基礎混凝土面進行鑿毛處理并采用壓力水沖洗干凈，模板采用塔吊分塊吊裝，按照試拼編號依次安裝內模，做好內模支撐，擰緊模板間連接螺栓。外模安裝同內模。模板安裝完后對模板安裝質量進行檢查，模板的尺寸、接縫及錯臺及模板順直度、垂直度均應滿足相關規范及施工圖設計要求。模板安裝質量檢查項不合格時，采取相關措施及時調整，偏差較大時，采用手拉葫蘆結合千斤頂進行縱向及橫向調整。每節模板安裝后，用水準儀和全站儀測量并復核模板頂面標高、平面位置及平面尺寸。若誤差超過規范及施工圖設計要求時及時調整，直至符合標準。

3.3 支架搭設 支架采用鋼管制作的腳手架系統，即用直徑φ=48mm，壁厚t=3.5mm 的鋼管通過扣件或焊接聯結成腳手架系統。墩柱每次澆筑高度為4.5m，基模預留2m，爬架高度為6.76m。水平方向：橫橋向單邊均布置兩排間距為142cm；垂直方向：3×2m，共3 排。首先將立桿鋼管焊接法蘭盤，安裝時分層拼裝鋼管腳手架系統。鋼管腳手架的拼裝順序：立桿→縱橫桿→水平小橫桿→外側鋼管加固。采用螺栓把立桿和底座連接牢固，十字扣作為立、縱水平桿鋼管的連接件，連接時要采用扭力扳手擰緊，要求扣件的抗滑力達8.5kN。

每層操作平臺鋪設木板；相鄰層工作平臺之間設置上、下人梯。框架外側用同規格鋼管拉剪刀撐進行加固，框架外側及底座下設防墜安全網，框架四面貫通，為施工人員提供一個整體式操作空間。考慮到模板厚度，設計時在內層腳手框架與墩柱間預留50～80cm 距離。

鋼管架搭設圖完成示意圖見圖2。

3.4 四周圍擋及底部防落網安裝 四周擋板由密目網組成，主要阻止雜物水平方向自由濺落，同時把擋住的雜物引導入平臺上。密目網采用網孔小于2cm 的浸塑網等阻燃材料，防止電焊火花引起火災。底部在底座型鋼之間安裝2～3 層防墜網，防墜網和型鋼之間采用尼龍繩綁扎牢固。阻止高空墜物直接掉落。在防墜網下緣設置帶噴頭的PVC 管道，均勻噴灑墩柱表面，確保墩柱混凝土養護。

3.5 檢測驗收 為檢驗外掛架系統安全性能，使用前對其進行細致檢查，觀察底座等焊縫是否正常。鋼管架立桿需逐一檢查底部與縱梁橫梁的焊接質量，上下爬梯是否焊接牢固，扣件檢查其螺栓是否栓緊。平臺木板是否鋪滿并固定好，密目網與平臺木板間孔隙不得大于2cm。提升葫蘆吊點是否焊接牢固等。

圖2 鋼管架搭設圖完成示意圖

3.6 第一節墩柱混凝土澆筑 將安裝鋼筋、模板過程中產生的雜物等垃圾清掃干凈，先采用壓力水沖洗，第一節墩柱澆筑混凝土前，采用與墩柱同等級水泥凈漿對墩柱與基礎鑿毛面進行粘結處理。混凝土采用集中廠拌以滿足施工要求，根據混凝土用量、拌合站與施工點的距離，選擇混凝土運輸車數量。混凝土現場澆筑采用輸送泵送入，采用插入式振搗器與附著式振搗器相結合的方式進行振搗墩柱混凝土，嚴格控制插入式振搗器及附著式振搗器的配合振搗時間，防止混凝土漏振、過振。墩柱混凝土分層、對稱澆筑，層厚控制在30～40cm 范圍。控制最后一層混凝土頂面距模板頂標高在10～15cm 范圍，澆注完畢后，人工找平混凝土頂面，保證上、下兩段墩柱接縫平整、順直，提高墩柱混凝土外觀質量。振搗時注意減少對預留牛腿鋼棒孔洞預埋管的擾動，避免位置移動或PVC 管破裂混凝土流入堵塞預留孔。

3.7 拆模及爬架提升 墩柱第一次砼澆筑完畢強度達到15MPa 后，即可拆除下面兩節模板，首次提升外爬架。外爬架由4 根鋼棒組成支承系統，每根鋼棒長1.1m，鋼棒直徑為8cm，插在墩柱預留孔內，鋼棒兩端設限位螺母裝置，使其與墩柱鎖定。每次澆筑均須在翻模下40cm 設置預留孔。外爬架共設4 個提升吊點，下吊點設在底座型鋼上，提升動力采用4 個5t 的手拉葫蘆，手拉葫蘆下方通過鋼絲繩與外爬架的底座吊點連接，上方掛鉤通過千斤繩掛在基模的橫向背肋上。為防止外爬架在提升過程中因速度不一而出現偏移、傾斜等意外情況，在底座的4 根工字鋼頂面上安裝6 個導向防偏滑輪。外爬架在提升過程中由專人負責、統一指揮，確保提升過程中葫蘆均勻受力，外爬架勻速上升。外爬架在接近支承鋼棒位置時宜適當放緩上升速度，當外爬架上升到位后，先穩住外爬架，然后安裝支承鋼棒，輕輕放下外爬架，使其平穩地落在安裝好的鋼棒上，然后在外爬架的水平層與模板之間設水平橫桿臨時約束固定外爬架。

圖3 牛腿位置圖

3.8 循環施工墩柱節段 爬架提升后，以爬架為施工平臺，繼續接長豎向主筋并安裝箍筋，鋼筋安裝檢查完畢后，安裝薄壁空心墩內模，最后安裝外模并校正。按照綁扎鋼筋→安裝內外模板→澆筑混凝土→拆除模板→修補拉筋孔洞→提升爬架的順序逐節施工至墩柱頂部。

每澆注一段完畢之后，將掉入平臺上及底部防落網內雜物及時清除，檢查提升葫蘆、立桿、扣件是否正常，發現問題及時處理。

3.9 拆除 蓋梁施工拆模后，為確保拆除安全采用對爬架整體下放至地面落地后拆除的方法，整體下落方法采用兩臺卷揚機結合滑輪組方法，卷揚機一端用鋼絲繩及鋼筋固定在相鄰橋墩的承臺上，在爬架墩頂安裝定滑輪，滑輪吊鉤采用鋼絲繩與三根以上主筋連接。卷揚機另一端固定在底座型鋼骨架上。啟動卷揚機將外爬架徐徐下放至地面，注意兩臺卷揚機必須同步進行，發現不同步及時調整，避免爬架出現傾斜現象。到地面后將外爬架及時拆除循環利用至下一墩柱翻模施工。拆除順序與安裝相反，先拆除四周圍擋和鋼管，最后拆除底座型鋼。

4 經濟、社會效益分析

4.1 經濟效益 ①傳統翻模方法施工速度為0.8～1.0m/d，根據工程應用情況統計，采用整體式外爬架結合翻模施工技術方法正常施工時，平均每3～4d 可完成一次高墩混凝土澆筑（4.5m）作業，施工速度可達到1.3m/d。以30m 高墩施工為例，一般工期要33d，采用整體式外爬架結合翻模施工技術方法施工則工期至少可以縮短10d，施工速度提高顯著。②本施工技術對高墩施工速度的顯著提高，使人、材、機的充分利用，大幅節省機械設備費用及人工費用。高墩柱施工一般位于工程關鍵線路，施工進度直接影響工程總進度，采用本施工技術縮短了總工期，減少施工管理費用，節約成本。

4.2 社會效益 ①本施工技術提高了高墩施工進度，縮短總工期，同時，在施工過程中確保作業人員人身安全，提高高墩施工質量，都將為建設工程增值。②本施工技術基于高墩傳統翻模施工方法改進，僅增加整體式外爬架，結構簡單明了，便于操作，易于施工，結構整體安全性有很大提高，可重復利用，施工作業人員生命和財產安全得以保障。

5 結束語

實踐證明，高墩整體式外爬架結合翻模施工技術相較與傳統翻模施工技術有很大的優越性。首先，模、架分離使得模板與爬架施工中相互干擾小，避免了傳統翻模施工中工作平臺依附于模板上造成的安全隱患。其次，整體式爬架與翻模聯合使用，在施工過程中又具有良好的整體性，整體式爬架為高墩作業人員提供可靠的工作平臺和安全防護措施，有利于提高高墩整體施工質量。最后，整體式外爬架的提升托架結構設計合理，傳力形式簡單，結構整體穩定性能好，易于操作，支架材料投入少，性價比優于傳統翻模施工。肖河大橋高墩施工中采用本施工技術，其經濟效益和社會效益明顯優于傳統翻模施工，受到建設單位及監理單位的一致認可。本施工技術在高墩標準化、規范化施工中具有極其廣泛的應用前景。