橋梁高墩液壓自爬模施工技術研究

白笑菲

（中鐵十五局集團第四工程有限公司，河南 新鄭 451100）

0 引言

隨著我國交通工程的快速發展和道路橋梁施工技術的日益進步，越來越多的橋梁朝著高墩大跨方向發展。在這些高墩大跨橋梁的施工過程中，由于涉及到跨河、跨鐵路等因素，對場地以及安全要求更高。因此，如何在保證施工安全的前提下，提高施工效率，減少施工浪費，成為當前橋梁施工技術研究的重要內容。

傳統的模板施工，不管是人工拼裝模板，或者拼裝成片后整體由機械吊裝，都不及液壓自爬模施工技術那般效率高。企業以效益為重，液壓自爬模施工技術備受青睞。本文結合某立交橋工程，對橋梁高墩液壓自爬模施工技術進行研究。

1 項目概況

本研究以在建沿太行高速公路上跨太焦鐵路立交橋工程項目為例，該工程項目12#主墩設計為薄壁空心墩，墩身橫橋向尺寸11.3m，順橋向尺寸3.5m，墩高57m，墩身下設尺寸為16.5m×12m×4m承臺。墩身每節段施工高度控制在4.5m，單幅共計13節段，采用液壓自爬模施工技術。

2 液壓自爬模工作施工技術原理及構造

2.1 液壓自爬模工作施工技術原理

液壓自爬模的頂升運動通過液壓油缸的精準控制，實現導軌和爬架的交替提升，在此過程中，導軌和爬架能夠獨立移動，保障了施工的靈活性。當爬架穩定工作時，兩者共同承擔支撐作用，無需相對運動。退模后，通過精確調整上下換向盒，液壓系統會協調導軌的頂升，確保其準確落在預設位置。爬架的提升則是在解除所有拉結后進行，這一過程中導軌保持靜止。如此交替升降的機制，確保了爬模架沿著橋墩穩步上升，逐層提升至預設高度[1-2]。

2.2 液壓自爬模系統構造

液壓自爬模系統由4個主要部分組成：模板系統、埋件系統、支架系統和液壓系統，如圖1所示。

圖1 液壓自爬模結構示意圖

2.2.1 模板系統

模板系統是液壓自爬模的核心組成部分，由國產優質木板面板、H20 工字木梁、橫向背楞和專用連接件構成。面板厚度為18mm，通過自攻螺絲與豎肋（H20木工字梁）正面連接，而豎肋則通過專用連接爪與橫肋（雙槽鋼背楞）連接。大模板上部設有兩個吊鉤，陽角部位通過斜拉桿固定，增強模板的穩固性和整體性。模板高度為465cm，配有5 道水平背楞，間距最大為115cm，以適應450cm 的澆筑高度。標準模板最重2.5t，下部包裹10cm，上部突出5cm，如圖2所示。

圖2 模板拼裝圖

2.2.2 埋件系統

墩身外側爬模機位的埋件系統，以標準雙埋件方式實施，包含埋件板、高強螺桿、爬錐及受力螺栓。這些構件在施工中依照爬軌位置預先設置，以確保系統穩固。埋件之間的平面距離設定為300mm，提供充足的支持。系統中使用D20 直徑、45#鋼材的螺桿和M42直徑、10.9級的受力螺栓，以增強整體結構的穩定性。

2.2.3 支架系統

爬模架體整體立面有4 層平臺，分別為上平臺、主平臺、液壓平臺和吊平臺。

上平臺寬1m，挑架布置間距1.3m，作為綁扎鋼筋及澆筑混凝土施工平臺；主平臺寬2.8m，平臺梁使用雙拼20 槽鋼，作為合模加固及后移退模平臺；液壓平臺寬2.8m，作為爬模爬升過程中液壓操作施工平臺；吊平臺寬2m，使用16 槽鋼加工，作為周轉及已澆筑混凝土面修飾施工作業平臺。

平臺板采用4.5mm 厚的花紋鋼跳板，部分區域用鋼板加固。花紋鋼跳板的設計旨在提供防火、防滑和耐腐蝕功能。平臺之間通過帶人洞的斜梯相連。為了確保高空作業的安全，外部防護采用了孔徑5mm 的密孔鋼板網，具備0.65 的擋風系數,平臺防護高度1.5m。這種鋼板網在滿足安全和耐用需求的同時，也為架體外觀帶來美觀和整潔的效果[3-4]。

2.2.4 液壓系統

液壓自爬模的爬升過程由液壓系統驅動，該系統包括換向盒、液壓缸、泵站和配電柜。每個爬升位置都配有獨立的動力和控制裝置。液壓缸的額定壓力可達25MPa。

本工程單墩墩身外側共布置8 個機位，單側橫向面4 個機位。這些位置從開始安裝直至頂部完成，位置和數量保持不變，確保整個爬升過程的連續性和施工效率。

3 液壓爬模施工工藝

在液壓爬模施工工藝中，根據空心墩的尺寸，首次施工的澆筑高度定為4.6m，使用外側液壓爬模模板。墩底的實心與空心交接部分采用異型木模板，內部通過拉桿與內模對拉進行穩固，同時內模由鋼管井支架支撐，外側則搭設有鋼管支架平臺。勁性骨架和鋼筋的垂直運輸及安裝均依靠起重設備完成，安裝爬模預埋件并澆筑混凝土。首節墩身混凝土達到足夠強度后，開始進行模板的拆除工作，并對墩頂進行鑿毛處理，確保混凝土表面清潔，為后續施工做好準備。

利用首節墩身預埋件，依次安裝埋件系統、液壓平臺。在液壓平臺上安裝模板后移平臺（主平臺），利用主平臺進行第二節墩身鋼筋的綁扎。同首節施工，安裝爬模預埋件并進行合模加固。預埋件位置安裝準確，保證模板能夠順利地沿著導軌進行升降。完成上述工作后，進行第二次4.5m高度的混凝土澆筑。

當第二節墩身的混凝土強度達到要求后，開始進行模板的后移操作，為下一階段的施工騰出空間。安裝新的導軌和液壓系統并將架體爬升至下一節段（第三節），在液壓平臺下安裝吊平臺，吊平臺可用于后續已澆筑混凝土節段修復。至此，液壓爬模已全部安裝完畢。

利用爬模平臺，再次進行墩身勁性骨架的安裝和鋼筋的綁扎工作，同時安裝新的預埋件，為下一次混凝土澆筑做好準備。后續通過不斷循環架體爬升流程，直至墩身的施工全部完成[5]。

3.1 爬升流程

（1）墩身支模，安裝預埋件并澆筑混凝土。

（2）混凝土滿足強度要求，拆除模板拉桿，拔出模板后移裝置上的齒輪銷，使模板后移。利用螺栓緊固安裝附墻裝置。

（3）提升導軌并拆除下端埋件后提升架體。

（4）繼續綁扎下一節段鋼筋，然后安裝預埋件，合模澆筑下一節段混凝土。

架體爬升流程，如圖3所示。

圖3 架體爬升流程圖

3.2 埋件安裝

根據爬模設計圖紙進行墩身預埋件安裝，預埋件用扎絲綁牢或焊接牢固，使其在混凝土施工時不易移動偏位，預埋件要求安裝位置準確、不遺漏。

3.3 模板安裝及拆除

首節墩身模板采用爬模外模，利用施工塔吊（或汽車吊）進行安裝。

模板安裝前，應先認真檢查模板。模板表面必須保證打磨干凈，并涂刷清水脫模劑。按自下而上的順序進行安裝。四側模板全部就位后要隨即進行校正，安裝連接螺栓和斜拉桿，模板之間采用雙面膠密貼，防止漏漿。

外側模板和內模板之間使用D20 高強度螺桿進行對拉固定，螺桿的布置間距保持在不超過1200mm。采用D20 蝶形螺母和墊片將拉桿緊固，以確保結構的穩固性和安全性。墩身實心段兩側外模對拉，中間為直徑不小于22mm 的螺紋鋼筋(鋼筋拉力>103kN，當所用鋼筋伸長量>10mm時，應對對拉螺桿進行預內緊，以保證澆筑后墩身尺寸精度)，兩側焊接D20 拉桿。首層實心段預埋鋼筋和兩側焊接短D20 螺桿為一次性使用（鋼筋與螺桿間焊縫長度不小于120mm，焊高8mm）。內模如為散拼模板，應通過增加自身剛度與外模匹配。

在混凝土達到規定的強度后，應進行拆模操作。首先，要拆除所有的穿墻螺栓和陽角斜桿，并取出發射器斜桿在內的全部拉桿。接下來，拔掉模板上的齒形銷釘，將模板向后移動至預定位置（移動距離在600～700mm之間），并插入后移插銷。

模板拆除后，要對結構的棱角部分進行保護，以防損傷。清潔模板表面時，可用水或者脫模溶劑，并使用毛刷去除混凝土粘結塊，需要注意的是不能使用鋼制工具，避免損傷模板。若使用水滲性脫模劑，可用清水清洗。

大模板轉移時，要確保穩固安放。將模板豎直放置，嚴禁水平重疊堆放，避免模板表面壓傷。

3.4 爬模拆除

根據規定，拆除爬模裝置前必須清晰規劃平面和豎向的拆除順序，須準備好滿足吊重要求的汽車吊等吊裝設備；在拆除爬模裝置時，應遵循順時針或逆時針方向，逐個單元地進行拆卸。

完成最后一層施工后開始爬升，然后依次拆除：模板→上支架→導軌→主平臺→下架體→剩余掛座、爬錐→拆除完成。

（1）使用塔吊或汽車吊拆除主平臺及以上部分包括模板和桁架系統，確保安全落至地面。

（2）抽出導軌。

（3）在拆卸液壓爬模時，首先應拆除液壓和配電裝置。先移除控制臺主平臺上的跳板，然后使用吊裝設備將其吊出。

（4）通過使用吊平臺，拆除下層的附墻裝置和爬錐，并將其吊至地面。

（5）首先整體拆除主平臺，利用塔吊將主梁三腳架和吊平臺提升到合適高度，然后拆除最上層的附墻裝置和爬錐，并對相應孔洞進行修補。

（6）操作人員卸下相關組件后，使用吊裝設備將最后的架體部分降下。

4 液壓爬模施工安全注意事項

根據在建沿太行高速公路上跨太焦鐵路立交橋工程項目實際情況，對該項目液壓爬模施工安全提出以下9項注意事項：

（1）在安裝埋件和掛座時務必佩戴安全帶和防護裝備，確保螺桿和爬錐連接牢固。澆筑混凝土后，要及時輕敲推銷，防止爬錐卡死。

（2）混凝土強度必須達到10MPa以上才可進行爬升。

（3）避免在光線不足的夜間或惡劣天氣如雷雨、大風、大霧、大雪中作業。

（4）液壓泵應由專人操作，壓力不超過16MPa。爬模作業時，非操作人員應離開架體。

（5）爬模周圍3m 設置警戒線，警戒所有人員不得入內，防止物體墜落造成傷害。

（6）操作前根據檢查清單，應檢查設備正常，架體不得堆放過多物料，一切符合程序方可進行爬模。

（7）爬模液壓系統由專業人員進行操作，施工前要進行專業培訓，嚴禁他人隨意操作。

（8）爬模嚴禁隨意堆放重物，爬升前需要對爬架雜物進行清理。

（9）施工中，定期檢查預埋爬錐和配套螺栓等配件，如有異常及時替換。

5 結束語

太行高速公路上跨太焦鐵路立交橋工程項目采用液壓自爬模施工技術，不僅模板結構簡明，安裝和操作方便，施工速度也很高效。實踐證明，該技術依靠內置的液壓系統作為動力，使得液壓自爬模在無需額外起重設備的情況下，便可實現快速、安全的爬升，適用于直爬和斜爬，是高墩施工的首要選擇。