薄壁空心高墩爬模施工技術研究

郭士維 GUO Shi-wei

（中鐵十七局集團第三工程有限公司，石家莊 050000）

1 工程簡介

地處貴州省畢節市大方縣的架蓋河特大橋，受地形（石質河坎，石質河底，受下游洪家渡水庫蓄水影響）、通航控制設計，架蓋河特大橋全長566.45m，1#～2#墩為變截面矩形空心墩（其中1#墩高68m，2#墩高76m）。1#、2#墩采用爬模施工，墩身模板采用精制的竹膠板木模，每塊模板的設計高度為4.65m；1#、2#墩使用的混凝土由自建拌和站集中攪拌，利用罐車運輸，地泵泵送入模工藝。根據主鋼筋原材料長度為9m的條件，確定墩身混凝土澆筑高度每次為4.5m，兩次澆筑混凝土高度為9m。

2 施工方案

架蓋河特大橋1#、2#墩為變截面矩形空心墩，為了減少混凝土施工接縫，體現內實外美的質量效果，現場進行自制加工的爬模施工，爬模施工的模板采用大型木模板，模板與支架之間連接成整體進行了全封閉防護，不易出現高空掉物，確保了作業人員工作平臺全防護，安全性好。

高墩鋼筋吊裝及模板爬升采用在墩旁設置的塔吊進行吊裝、墩身混凝土施工采用地泵進行混凝土的輸送澆筑工作，并在墩身側面安裝施工電梯供施工人員上下。

3 爬模的主要結構組成及特點

3.1 爬模的結構組成 爬模主要由大型木模板、支架、固定螺栓三部分組成，具體見圖1。

圖1 爬模結構

①模板：橋梁墩身外模采用工字型木梁模板，由2cm厚竹膠板作為面板，20cm的工字型木梁作為豎肋，[14的雙拼背靠槽鋼作為橫肋。②支架：主要由內支架、三腳托架、操作平臺及吊平臺組合而成。吊平臺的主要作用為拆除可用于循環使用的預埋套筒和混凝土表面必要的處理。在吊平臺與操作平臺的周圍設置可靠的安全設施，以滿足施工工人作業的安全性。三腳托架是用來支撐和調整加固模板，使模板穩定牢固。內平臺和內支架是供空心墩內模施工和內模加固所用。③固定螺栓：墩身預埋件、固定螺栓及已澆筑成型的墩身承受模板和支架自重等荷載，設計的可調斜撐控制裝置可以調整模板的傾斜度。

3.2 模板爬升的特點 墩身預埋件、固定螺栓及已澆筑成型的墩身承受模板和支架自重等荷載，不需要另外搭設腳手架，適用于高空作業；錨固螺栓能使模板與混凝土密貼，防止漏漿及錯臺；模板利用可調支撐架進行上下左右的調節，使用靈活方便；利用模板斜撐調節模板的傾斜角度，最大角度為30°；各種連接件采用標準化設計，通用性強；模板上設有吊平臺，方便拆除相關預埋件及混凝土表面必要的處理；支架上設置有利于調整模板垂直度的可調斜撐。

4 施工方法及工藝

4.1 塔吊安裝

4.1.1 塔吊基礎施工

由于承臺體積較大并且還設有加臺，經過計算利用承臺作為塔吊基礎不影響墩身結構及施工因此直接利用承臺作為塔吊基礎，但是在塔吊標準件預埋處需對承臺鋼筋進行加強并在承臺上預埋塔吊地腳螺栓。

4.1.2 塔吊安裝

在固定塔吊基礎的砼強度達到設計強度后方可進行安裝，組裝程序為：50噸吊機吊裝兩節標準塔身節—→吊裝爬升架—→吊裝回轉支承總成—→吊裝塔帽—→吊裝平衡臂總成—→吊裝司機室—→吊裝起重臂總成—→配裝平衡重—→安裝繞繩系統—→換倍率器使用—→頂升加節—→試吊和調試—→安檢部門取證—→投入使用。

4.2 模板配設及拼裝

4.2.1 模板配設

依據墩身混凝土需要每次澆筑的高度與鋼筋原材長度9m相匹配的原則，確定單次澆筑混凝土高度為4.5m。墩身模板每個節段兩正面（橫橋向）各由4塊5.325m×4.65m（2塊）、5.201m×4.65m（1塊）、5.159m×4.65m（1塊）大模板組成，兩側面（順橋向）各兩塊4.5m×4.65m大模板組成，側模通過可調節斜撐裝置調整其傾斜度，用來滿足墩身截面的變化。

4.2.2 模板拼裝

①拼裝平臺及場地。用工字鋼或者槽鋼搭設模板拼裝平臺；平臺高度為20-40cm為宜，拼裝平臺的大小根據模板的大小而定，選擇拼裝場地。拼裝平臺搭設要牢固、平穩，確保模板拼裝完成后的平整度滿足要求且在同一平面內。

②放置背楞。根據設計模板圖紙所示的間距，把背楞放在搭設平臺上，先在背楞上畫好定位線，并拉準對角線，使各背楞處于等間距的平行狀態，具體見圖2。

圖2 放置背楞

③木工字梁組裝。根據圖紙尺寸，在拼裝平臺上放好打樣，彈定位線，先將背楞兩端的木工字梁按照設計位置進行固定，拉準對角線，讓兩根木工字梁構成的長方形對角線保持相等，然后用連接螺栓進行固定。在固定好的工字梁同一端拉上線作為基準線，其他木工字梁都對齊此基準線進行擺放，并保證與兩邊的木工字梁平行，把每根木工字梁用連接螺栓固定。在固定連接螺栓的時候，要將裝有模板起吊鉤的木工字梁兩側都要用連接螺栓加強固定，具體見圖3、圖4。

圖3 木工字梁組裝

圖4 木工字梁組裝

④鋪設面板及安裝吊鉤。將加工好的面板按照定位標逐塊鋪在工字梁上，尺寸有誤差時進行手工調整至設計位置。將第一塊面板的四個角打上引孔，鋼釘進行定位（不要釘太深），采用電鉆安裝自攻螺絲。接著鋪第二塊面板，在面板接縫處涂抹原子灰使拼縫密貼。然后重復上述步驟進行面板鋪設，面板安裝完成，去除面板塵土，將面板表面的水分擦干，將調制好的原子灰抹在面板螺釘處刮平，使面板平整，具體見圖5。安裝吊鉤：按照模板圖紙安裝吊鉤并且要對稱安裝，具體見圖6。

圖5 鋪設面板

圖6 安裝吊鉤

⑤模板對拉螺桿。根據設計的拉桿位置，確定出孔在模板上的位置，孔的上下、左右位置偏差必須控制在2mm之內，用電鉆打孔。注意要確保電鉆桿與模板面的垂直，確保孔位滿足設計要求。

4.3 承臺面鑿毛

墩身鋼筋安裝前，對承臺混凝土頂面進行鑿毛，并進行清洗干凈。

4.4 測量放線

由測量班精準放出墩身結構外輪廓線并將基底進行精確找平，找平誤差必須控制在2mm內，使模板拼裝后的垂直度符合設計及規范要求，確保墩身位置的準確性。

4.5 鋼筋的制作及安裝

根據設計圖紙制作及安裝墩身第一節段鋼筋：鋼筋要有出廠合格證；鋼筋表面潔凈、表面無顆粒或片狀老銹，且平直、無損傷；各種鋼筋下料尺寸、鋼筋的加工需符合設計及規范要求。承臺上按設計要求設置墩身的錨固鋼筋，形成一體；鋼筋安裝間距、尺寸、數量位置，保護層厚度滿足規范及圖紙要求，具體見圖7。

圖7 鋼筋的制作及安裝

4.6 墩身第一節段模板安裝、預埋螺栓套筒、測量放線

模板安裝前，進行清理模板表面雜物及塵土，刷脫模劑，具體見圖8。模板采用塔吊吊裝，首先進行墩底實心段模板安裝，安裝模板時現場技術員必須嚴格控制墩底中線、水平，具體見圖9。

圖8 清理模板

圖9 模板安裝

精準安裝爬錐及預埋件螺栓，為爬架的安全施工提供堅實基礎。在預埋螺栓與爬錐的交界面、爬錐表面均勻涂抹黃油，以便于預埋件的拆除及循環使用。通過安裝螺桿，將預埋件固定在模板上，待墩身第一節段混凝土澆筑成型，取出安裝螺桿，預埋件留在墩身內。預埋件埋設時，若與墩身鋼筋位置沖突時，對墩身鋼筋位置進行微調。待模板安裝完后，由測量班放出結構外輪廓線，確保墩身位置的準確性。

4.7 澆筑第一節段混凝土

混凝土采用大型強制式攪拌站集中拌合，采用罐車運輸、地泵泵送入模板的施工方法。澆筑前，檢查并清理模板內的積水、雜物等，對模板平面位置，結構鋼筋間距數量，預埋件位置，鋼筋保護層厚度、模板接縫及加固方式等質量控制點進行檢查，待檢查驗收合格后，報監理工程師驗收合格并同意澆筑混凝土；混凝土到現場后由試驗員檢測混凝土的均勻性和坍落度；采用斜向分層澆筑混凝土，每層澆筑厚度不大于30cm；采用插入式振動棒振搗密實。混凝土澆筑過程須連續進行，如發生中斷時間超過下層混凝土的初凝時間時，應停止澆筑，按照混凝土施工縫進行處理，具體見圖10。

圖10 墩身第一節段施工

4.8 墩身第二節段施工

待墩身第一節段混凝土設計要求強度后，拆除側模板，用塔吊起吊爬架，并把爬架安裝至相應的預埋件上。模板及支架系統進行預拼并檢查各項技術指標復核要求后，利用塔吊起吊模板及支架系統，待爬架定位后，人工配合按順序安裝墩身橫向、順橋方向的模板。模板安裝就位后，先調整墩身橫橋向模板，然后調整順橋向模板。通過對模板斜撐螺桿及頂緊螺桿使模板與已澆筑的混凝土密貼，必要時設置雙面膠確保上下層混凝土的外觀質量不出現錯臺和漏漿。側模的坡度通過內撐和外拉方式調節寬度，每節段澆筑4.5m，調節時主要依靠斜撐上的螺栓控制進行調整。模板支撐完成后采用全站儀復核平面幾何位置，具體見圖11。

圖11 墩身第二節段施工

外模安裝完畢后，開始內模的拼裝。墩身主筋采用套筒連接或者閃光對焊，箍筋采用扎絲綁扎，內外模板安裝完成后，檢查鋼筋保護層，墊塊數量不少于4塊/m2。內外模之間按照一定間距設置對拉螺桿，拉筋孔采用合適的PVC管，以方便對拉螺桿的拆除。

模板安裝完成后，測量人員對模板的平面位置及高程進行校核，采用人工配合微調，確保位置準確后，方可進行混凝土澆筑。由于墩身底有一節6m高的實心段，第二節段實心段和空心段一次性澆筑，先澆筑實心段，一般間隔3～4個小時，待實心段混凝土有一定的強度后，再進行空心段澆筑，從而不必支設實心段頂部模板。因規定每節段澆筑高度已達4.5m，混凝土由地泵送入模板內，混凝土自由下落高度超過2m必須通過串筒送入澆筑。墩身澆筑采用分層澆筑確保模板受力均衡，分層厚度不得大于30cm，振搗棒與模板之間的距離保持在5～10cm。

4.9 墩身后續節段施工

利用模板外側的支架平臺，拆除可周轉的預埋件，進行混凝土表面必要的處理。混凝土強度達到設計要求且不因拆模缺棱掉角時進行模板拆除，拆模后將模板整體后移65cm，利用塔吊吊起模板及支架，完成模板及支架系統拆除，塔吊緩慢提升模板及支架至下一節段位置就位，通過預埋件和定位錐安裝好支架，同時在空心段相應位置預留Ф20cm的通氣孔，用U型或井字型鋼筋牢固定位在主筋上。如此反復循環，直至將全部模板及支架提升就位，具體見圖12、圖13。

圖12 墩身后續節段施工

圖13 墩身后續節段施工

其他施工同第二階段（實心段除外）。

5 爬模施工注意事項

①爬模施工時預埋件很多，確保不漏不錯，位置正確。②所有模板拼裝必須保證平面位置及幾何尺寸，并應注意整個墩身的垂直度偏差，各模板之間接縫嚴密，不錯臺，內外大模板分布要對稱，保持邊緣平齊，對拉桿所套的PVC管的直徑、長短需適宜，以便拆除。③墩身爬模組裝屬于高空作業，為了保證安全，組裝時不得進行交叉作業。

6 結論

爬模施工節約模板用量，爬模模板有操作平臺和吊架，施工安全性較好，施工簡單、便捷，施工效率較高，混凝土表面外觀質量較好。模板面板為2cm厚膠合板，與鋼模板相比較，其周轉次數及使用壽命有一定的劣勢，但耗費人力少，進度較快，應用靈活。爬模集支架和平臺及防護于一體，利用已完成的墩身結構為依托，隨結構升高而升高，適用于高空作業，節約大量外部支架。