全自動液壓爬模在高墩施工中的應用

摘要：介紹全自動液壓爬模技術的原理和特點，分析其在高墩施工中的適用性和優勢。通過對案例進行分析，總結全自動液壓爬模技術在高墩施工中的優勢和應用效果，提出相應的安全措施。研究結果表明，在高墩施工中應用全自動液壓爬模技術，能夠有效提高工作效率和質量，減少人工干預，降低勞動強度，同時也減少了對周邊環境的影響。

關鍵詞：液壓爬模；高墩施工；全自動技術；穩定性分析

0 引言

傳統的施工模式中，頻繁拆卸和搬運模板容易導致模板的磨損和損壞，增加了成本和人力投入。采用全自動液壓爬模技術有助于實現模板的精準移動和定位，避免不必要的損耗，有效延長模板的使用壽命，降低模板更換的頻率，從而進一步降低成本。全自動液壓爬模技術可在一定程度上提升高墩施工的成品質量，它通過精準的控制和監測系統，能夠有效避免因施工過程中產生的偏差和錯誤，確保混凝土澆筑的均勻性和穩定性，最終得到更加優質、堅固的墩基。

本文介紹全自動液壓爬模技術的原理和特點，分析其在高墩施工中的適用性和優勢。通過對案例進行分析，總結全自動液壓爬模技術在高墩施工中的優勢和應用效果，提出相應的安全措施。

1 全自動液壓爬模技術特點與優勢

1.1 全自動液壓爬模技術特點

綜合來看，全自動液壓爬模技術具備以下4個特點：一是自動化程度高。全自動液壓爬模技術采用液壓系統控制模板的升降和移動，實現全自動化施工，減少了人工干預，提高了施工效率和質量。二是靈活性強。可以根據不同的施工需要進行調整，實現模板的靈活升降和移動，適用于不同高度、不同形狀的墩身施工。三是穩定性好。采用液壓系統控制模板的升降和移動，具有穩定性好、精度高等優點，能夠保證施工質量和進度。四是操作簡便。采用PLC控制系統對液壓系統進行控制和調節，操作簡便，能夠提高工作效率和減少人員勞動強度。

1.2 全自動液壓爬模技術優勢

全自動液壓爬模技術優勢表現在以下3各方面：一是有利于提高施工效率和質量。全自動液壓爬模技術采用全自動化施工方式，有利于提高施工效率和質量。二是減少人工干預。采用全自動化施工方式，減少了人工干預，降低了勞動強度，提高了工作效率。三是降低環境影響。其采用液壓系統控制模板的升降和移動，減少了對周邊環境的影響。

2 全自動液壓爬模結構組成及工作原理

2.1 全自動液壓爬模組成

2.1.1 液壓系統

全自動液壓爬模技術是一種利用液壓系統控制模板升降和移動的全自動化施工技術，在高墩施工中發揮著重要作用[1]。其液壓系統主要由油箱、液壓泵、電動機、閥組等組成。電動機作為動力源，用于驅動液壓泵的運轉。液壓泵是液壓系統的心臟，通過將電動機傳遞的動力轉換為液壓能量，將液壓油從油箱中抽出，并通過管道輸送到9Bz5pXaKit1D2qdRcwwL+g==各個液壓缸中去。液壓缸則用于控制模板的升降和移動。油箱是儲存液壓油的地方，也是混合氣體和雜質的收集器，起到過濾和冷卻油液的作用。閥組是液壓系統的控制中樞，通過控制液壓油的流向和壓力來實現對模板升降和移動的精確控制。

在實際工程中，通過調整液壓系統中的壓力、流量和速度等參數，可以實現對模板升降和移動的精確控制。在高墩施工中，采用全自動液壓爬模技術，通過電腦程序預設，精確控制模板的升降高度、升降速度和升降壓力，不僅有助于提高工作效率，還可降低人為操作導致的風險。

2.1.2 模板結構

模板結構主要由支撐架、模板、鋼絲繩等組成。在高墩施工中，支撐架是重要的組成部_{ap5qxMf4e9D1EkZXVWGxsw==}分，通常采用堅固的鋼結構，以能夠承受較大的質量和風荷載，保證施工過程的安全性和穩定性。支撐架設計和制造時，需要考慮到不同施工環境和要求，確保它具有足夠的強度和剛度，能夠有效地支撐和固定模板。

模板作為整個結構的關鍵部件，其質量和精度直接影響到施工的效率和質量。模板一般由高密度木材制成，具有較高的強度和耐磨性。在使用過程中，需要定期進行檢查和維護，確保其完好無損，以保證施工的準確性和安全性。模板的形狀和尺寸應該與所需構件的形狀和尺寸相匹配，使得施工過程更加簡便和高效。

鋼絲繩在模板結構中起著連接和控制的重要作用。它用于連接模板和支撐架，并通過液壓系統控制鋼絲繩的拉伸和松弛，實現模板的升降和移動。鋼絲繩需具有高強度和耐腐蝕性，能夠承受較大的拉力，確保模板的升降和移動的穩定性和安全性。

除了支撐架、模板和鋼絲繩，模板結構中還可能包括其他附屬部件，如螺栓、連接件等。這些附屬部件的選擇和使用也對模板的穩定性和安全性有著重要影響。在模板結構的設計和制造過程中，需對各個組成部分進行合理配置和耐久度評估，以確保整個結構的穩定性和持久性。

2.1.3 PLC控制系統

PLC（可編程邏輯控制器）控制系統是現代自動化領域中廣泛應用的一種控制裝置，由中央處理器、輸入輸出模塊、通信模塊等組成。這些組件相互配合，共同完成對機械設備、生產線等系統的精確控制和監測。中央處理器作為PLC控制系統的核心部件，承擔著整個系統的控制任務，負責解析程序、處理邏輯運算，并確保各個模塊的協調運作，是PLC控制系統的智能大腦。

輸入輸出模塊是PLC控制系統中非常重要的一部分，它連接傳感器、執行器等外部設備，并將外部輸入信號轉換為內部數字信號進行處理。通過輸入輸出模塊，PLC控制系統可以獲取現場各種物理量的信息，并根據預設的邏輯進行相應的控制操作。輸入輸出模塊不僅起到數據采集的作用，還能實時控制液壓系統的工作狀態，確保系統運行的穩定性和可靠性。

通信模塊用于實現PLC控制系統與上位機，或與其他外部設備之間的數據交換和通信。通過通信模塊，可以實現遠程監控、遠程診斷和遠程控制等功能，極大地提高了系統的智能化和便捷性。同時，通信模塊還擴展了PLC控制系統的功能，使得系統可以與其他自動化設備、機器人等進行聯動，實現更復雜的生產流程和控制模式。

2.1.4 爬模系統

爬模系統由大面積模板體系、爬升主體及鋼結構工作平臺構成。大面積模板體系通過鋼梁結構與爬升主體相連，液壓自動爬架設4個工作平臺。平臺之間采用固定扶梯相連，在同一平面上，平臺間連成一條貫穿的通道。

爬升裝置由液壓缸驅動，液壓頂升系統依靠多臺液壓液壓缸、相關的控制部件組成，用于完成提升工作。設置在墩柱一周的爬升裝置均需同步爬升，以帶動大面板模板共同均勻上升。單個液壓缸通過控制調節器相互協調同步工作。

2.2 全自動液壓爬模技術工作原理

2.2.1 作業流程

全自動液壓爬模技術作業流程如下：一是模板安裝。將模板安裝在支撐架上，并通過鋼絲繩連接。二是液壓系統啟動。啟動液壓系統，使液壓泵開始工作，將液壓油輸送到各個液壓缸中。三是模板升降和移動。通過PLC控制系統對液壓系統進行控制和調節，實現模板的自動升降和移動。四是結束施工。當施工完成后，關閉液壓系統，進行模板的拆卸和維護。

2.2.2 爬模系統安裝流程

爬模系統安裝流程如下：墩身首節合模澆筑→掛板安裝、插入預埋爬錐→附墻裝置安裝、爬架安裝→安全橫梁、防墜保險楔安裝→模板后移裝置安裝→模板校準、第二節澆筑→模板后移、附墻裝置安裝→模板爬升、吊裝平臺安裝→各環節檢查、重復以上操作。

2.2.3 總體爬升流程

總體爬升流程如下：凝土澆筑完成→拆模后移→安裝附墻裝置→提升導軌→爬升架體→綁扎鋼筋→模板清理刷脫模劑→固定預埋件→合模→澆筑混凝土。爬模Midas模型如圖1所示。

3 全自動液壓爬模技術實例應用

某跨越某山區深谷兩座公路橋梁工程部分橋墩高度達到了58～70m，屬于典型的高墩結構。由于施工場地狹窄，吊裝作業難度大，采用傳統的翻模施工安全風險高，墩身垂直精度難以滿足施工要求，經研究決定采用全自動液壓爬模技術進行施工。

3.1 施工要點

在該項目中，全自動液壓爬模技術主要用于薄壁空心高墩施工。首先，在施工前，將模板安裝在支撐架上，并通過鋼絲繩連接。其次，啟動液壓系統，使液壓泵開始工作，將液壓油輸送到各個液壓缸中。通過PLC控制系統對液壓系統進行控制和調節，實現模板的自動升降和移動。最后，在施工完成后關閉液壓系統，進行模板的拆卸和維護。

3.2 應用效果

用全自動液壓爬模技術使該項目的施工效率得到了顯著提高。具體而言，每2天循環升降高度達到了4.5～6m，相較于傳統的手動操作方式，施工效率提高了2～3倍。同時，由于液壓系統控制精度高、操作穩定可靠，使得施工質量的穩定性和可靠性得到有效保障。

采用全自動液壓爬模技術能夠有效降低人工干預，減少勞動強度，提高工作效率。在該項目中，采用該技術后施工人員數量減少了50%，大大降低了人力成本，同時也減少了安全事故的發生。全自動液壓爬模技術與傳統手動操作方式的施工效率對比如表1所示。

需要注意的是，在實際應用全自動液壓爬模技術時，需要嚴格按照操作規程進行操作，保證施工安全性和可靠性。同時，還需要加強對液壓系統的維護和保養，以便延長其使用壽命。

4 全自動液壓爬模應用安全措施

在高墩施工中，存在著許多安全隱患，例如高處作業、大型機械操作、高空墜物等，這些安全隱患給施工人員的生命財產安全帶來了嚴重威脅。因此，在使用全自動液壓爬模技術進行高墩施工時，必須采取一系列的安全措施，以保證施工過程的安全。

4.1 高墩施工中存在的安全隱患

高墩施工中存在的安全隱患主要包括以下幾個方面：高墩施工一般都是在較高的空間進行，如不注意安全防護措施，易發生高空墜落事故。在高墩施工中，需要使用各種大型機械進行施工，如履帶起重機、汽車起重機、塔機等，如果操作不當容易引起機械故障或事故。在高墩施工中，可能會有工具、材料等從高處墜落，造成人員和設備的傷害。氣候條件也是高墩施工中需要注意的安全因素，如強風、暴雨等極端天氣，容易造成施工現場危險。高墩施工中，需要設置安全通道，以便施工人員及時逃生。以上這些安全隱患，都需要采取一系列的安全措施來進行有效的控制和預防。

4.2 全自動液壓爬模安全措施

在使用全自動液壓爬模技術進行高墩施工時，需要采取以下安全措施：一是采取安全防護措施。在施工過程中，設立專人負責安全管理，對施工進行全過程小時監控。在施工現場設置安全警示標志，劃定吊裝安全區域，設置安全網和安全帶等防護設備，確保施工人員在高處作業時的安全。二是規范操作。需對施工人員進行操作規程的培訓，確保操作規范、安全。三是及時對設備進行維護。在施工前，必須對設備進行檢查，確保設備運行正常，避免設備故障引起的事故。四是配備應急設備。在施工現場配備應急設備，如救生繩、救生器材等，并由專人負責應急事故的處理。五是不良天氣嚴禁施工。在施工前，必須檢查氣候條件是否適宜施工，如遇極端大風超過7級以上天氣，必須停止施工。

5 結束語

本文在介紹全自動液壓爬模技術原理和結構基礎上，分析其在高墩施工中的適用性和優勢。通過對案例進行分析，總結全自動液壓爬模技術在高墩施工中的優勢和應用效果，提出相應的安全保障措施。全自動液壓爬模技術在高墩施工中具有廣泛的應用前景，隨著技術的不斷發展和完善，相信該技術將會為高墩施工帶來更多的便利和安全保障。

參考文獻

[1] 王衛東，郝亞軍，王海濱.全自動液壓爬模在高墩施工中的應用技術探討[J].建筑技術， 2020（3）：79-81.