高速公路橋梁實(shí)心高墩爬模施工工藝

摘 要：為了提升高速公路橋梁實(shí)心高墩的施工效率與質(zhì)量，本文研究了爬模施工工藝。通過對爬模組件準(zhǔn)備、連接系統(tǒng)安裝、安全保護(hù)設(shè)施設(shè)立等組裝步驟的詳細(xì)闡述，以及塔吊布置、上下安全通道設(shè)置、桁架首次提升、模架拼裝、混凝土首次澆筑等施工工藝流程的深入探討，明確了各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)的具體方法和操作要求，以期實(shí)現(xiàn)實(shí)心高墩施工的穩(wěn)定、高效、安全進(jìn)行，為高速公路橋梁建設(shè)提供技術(shù)支持和參考。

關(guān)鍵詞：高速公路 橋梁 實(shí)心高墩 爬模工藝

1 爬模組裝

1.1 爬模組件準(zhǔn)備

爬模組件的準(zhǔn)備是確保高速公路橋梁實(shí)心高墩施工順利進(jìn)行的基礎(chǔ)步驟。首先，大件拼裝與單構(gòu)件拼裝的選擇取決于施工現(xiàn)場的條件及施工計(jì)劃，在實(shí)際操作中，選擇大件拼裝可減少現(xiàn)場作業(yè)時間和勞動強(qiáng)度，但需要的吊裝能力為50噸以上的起重機(jī)。單構(gòu)件拼裝雖然組裝時間較長，但對設(shè)備的要求較低，常用的起重機(jī)吊裝能力為20噸左右。接下來，砼面層的整平處理與鋪裝是確保模板系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度。整平處理使用激光平整儀進(jìn)行，誤差控制在±5mm范圍內(nèi)。鋪裝后，鋼板鋪設(shè)是構(gòu)建勁性骨架加工平臺的重要環(huán)節(jié)，采用8mm厚的鋼板，并通過焊接形成長度達(dá)10m、寬度3m的鋼結(jié)構(gòu)平臺，其平整度誤差必須控制在±3mm[1]。

1.2 連接系統(tǒng)安裝

連接系統(tǒng)的安裝包括液壓管路系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，是爬模系統(tǒng)中的動力和控制核心。液壓管路系統(tǒng)采用直徑不小于25mm的高壓鋼管，保證液壓油流動的順暢和系統(tǒng)的高效運(yùn)行，液壓系統(tǒng)的工作壓力設(shè)定為20MPa，以適應(yīng)不同高度的爬升需求。電控系統(tǒng)需要根據(jù)實(shí)際施工要求配置，包括PLC控制單元，操作簡便，能實(shí)時監(jiān)控爬模的各項(xiàng)參數(shù)，如位置、速度和壓力等。

為保障施工的安全性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安裝后必須對連接系統(tǒng)進(jìn)行全面的功能和密閉性能檢驗(yàn)，包括所有系統(tǒng)接口和組件，確保系統(tǒng)中不存在漏油或電路短路的隱患。特別是液壓系統(tǒng)，還需進(jìn)行額外的壓力測試，以驗(yàn)證其在最高工作壓力下的性能，確保不會發(fā)生泄漏或損壞。

1.3 安全保護(hù)設(shè)施設(shè)立

所有的組裝工作區(qū)域必須設(shè)立明顯的安全警示標(biāo)志，并配備必要的安全防護(hù)欄桿和網(wǎng)。在組裝過程中，重視組裝順序和精度要求是防止事故的關(guān)鍵，如遵守從下到上，從內(nèi)到外的組裝原則。此外，所有螺栓連接必須按照規(guī)定扭矩進(jìn)行緊固，螺栓的標(biāo)準(zhǔn)扭矩值為200Nm，誤差不超過±5%。潤滑防塵主要是對爬模的移動部件如軸承和滑塊進(jìn)行定期的潤滑維護(hù)，使用的潤滑油應(yīng)符合施工環(huán)境要求，耐溫性能好，不易揮發(fā)。

2 爬模施工工藝流程

2.1 塔吊布置

2.1.1 塔吊選擇與布局優(yōu)化

在高速公路橋梁的實(shí)心高墩施工中，橋墩高度大，構(gòu)件重量重，需選用起重能力強(qiáng)的塔吊。以某項(xiàng)目為例，選用QTZ80塔吊，起重能力32噸，滿足吊裝需求。塔吊工作半徑應(yīng)根據(jù)施工場地確定，一般覆蓋橋墩周圍施工區(qū)域，保證高效吊裝。工作半徑通常在40m至50m之間，可靈活吊運(yùn)物料，避免效率低下。塔吊布局需合理，避免干擾，考慮旋轉(zhuǎn)范圍與工作空間協(xié)調(diào)，合理安排數(shù)量與位置。單臺塔吊可覆蓋大范圍，但高度高或需多區(qū)域施工時，可選用多個塔吊配合使用。

2.1.2 裝卸與運(yùn)輸安排

合理的裝卸計(jì)劃避免施工過程中因材料供應(yīng)不及時或運(yùn)輸不暢而產(chǎn)生的工期延誤。在高速公路橋梁實(shí)心高墩的爬模施工中，塔吊的主要作用是將混凝土、鋼筋、模板以及其他施工材料吊至工作面或施工平臺。因此，施工材料的運(yùn)輸和儲存安排需要與塔吊的吊裝作業(yè)緊密配合。首先，塔吊的吊運(yùn)路線應(yīng)盡量與物料的堆放區(qū)域進(jìn)行合理對接。對于橋墩周圍的施工區(qū)域，通常會設(shè)立多個臨時儲料區(qū)，用于存放混凝土、鋼筋等常用施工材料。儲料區(qū)的選擇應(yīng)考慮到與塔吊工作半徑的匹配，確保物料可以在最短的時間內(nèi)完成吊裝。其次，裝卸的安排需確保物料運(yùn)輸?shù)母咝浴２捎闷桨遘嚒⒌跹b車等運(yùn)輸工具，將物料從施工現(xiàn)場外圍運(yùn)送到塔吊的吊裝區(qū)域。物料運(yùn)輸過程中需要嚴(yán)格控制運(yùn)輸路線和時間，避免在施工過程中發(fā)生擁堵或交叉作業(yè)，造成塔吊的工作停滯。此外，運(yùn)輸過程中應(yīng)合理安排運(yùn)輸順序和物料堆放位置，優(yōu)先運(yùn)輸重量較輕的物料，避免造成塔吊的作業(yè)壓力過大。在裝卸過程中，塔吊應(yīng)與施工團(tuán)隊(duì)的其他作業(yè)密切配合，確保物料及時到位并能迅速投入使用，從而提高施工效率，縮短工期[2]。

2.2 上下安全通道的設(shè)置

2.2.1 安全通道設(shè)計(jì)要求

安全通道設(shè)計(jì)的首要要求是保證通道的通暢性和人員的安全。首先，通道寬度滿足高空作業(yè)人員的通行需求。對于橋梁施工的安全通道，寬度要求為1.2m以上，確保兩人可以并排通行并便于施工具體作業(yè)。對于需要攜帶工具和設(shè)備的工人，寬度增大至1.5m以上。考慮到爬模施工時需要頻繁上下，安全通道不僅要滿足通行要求，還要保證通道無障礙。所有通道內(nèi)應(yīng)安裝防滑地面，采用鋼板或防滑混凝土，防止雨雪天氣導(dǎo)致的滑倒現(xiàn)象。其次，通道的垂直高度設(shè)計(jì)應(yīng)確保施工人員安全上下，尤其是在橋墩高度較大時，施工通道的垂直高度要達(dá)到至少2m以上，避免工人彎腰或受限。對于較高的橋墩，垂直高度根據(jù)實(shí)際情況逐層設(shè)置，確保作業(yè)人員在上下時不會感到局促。對于斜坡或樓梯式通道，設(shè)置扶手，扶手高度應(yīng)在1.0m至1.2m之間，以防止工人在高空作業(yè)過程中失足。

2.2.2 應(yīng)急與救援通道設(shè)置

在高速公路橋梁實(shí)心高墩爬模施工中，設(shè)計(jì)時應(yīng)急通道的最小寬度為1.5m，確保人員可以迅速疏散。施工現(xiàn)場復(fù)雜時，設(shè)置至少兩條相互獨(dú)立的應(yīng)急通道，避免單一通道受阻導(dǎo)致疏散困難。每條應(yīng)急通道的最短疏散距離應(yīng)控制在50m以內(nèi)，確保緊急情況下人員能夠快速撤離。

在高墩施工區(qū)域，通道的垂直高度應(yīng)至少為2.0m，以便于人員攜帶工具和設(shè)備通過。應(yīng)急通道的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性和抗風(fēng)能力，設(shè)計(jì)時應(yīng)能承受至少10級風(fēng)速（28米/秒），保證在惡劣天氣下的安全使用。常見的支撐結(jié)構(gòu)為鋼框架結(jié)構(gòu)，確保通道在高風(fēng)速情況下不發(fā)生傾斜或倒塌。

救援通道與應(yīng)急通道應(yīng)相互配合，寬度不小于2.0m，確保救援人員和急救設(shè)備能夠迅速進(jìn)入事故現(xiàn)場。救援通道應(yīng)暢通無阻，無障礙物，保證在緊急情況下快速到達(dá)事故點(diǎn)。

2.3 桁架首次提升

2.3.1 桁架安裝與調(diào)試

在桁架安裝過程中，首先需要檢查桁架各部分的完好性，確保所有鋼結(jié)構(gòu)件沒有明顯的變形和裂紋，連接件的安裝牢固可靠。安裝過程中需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，特別是安裝時的角度與位置調(diào)整。桁架安裝時，在地面進(jìn)行整體拼裝，拼裝后的桁架通過吊裝設(shè)備進(jìn)行吊起，并準(zhǔn)確就位于預(yù)定位置。拼裝精度要求在±5mm以內(nèi)，確保桁架水平度和垂直度滿足設(shè)計(jì)要求。安裝完畢后，需要進(jìn)行調(diào)試，檢查桁架的運(yùn)行狀態(tài)，確認(rèn)各部件的協(xié)調(diào)性及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在安裝過程中，桁架的調(diào)試主要分為以下幾個步驟。

（1）水平度檢查：使用激光水平儀或全站儀檢查桁架的水平度，確保誤差控制在±3mm范圍內(nèi)，避免桁架在后續(xù)提升過程中出現(xiàn)傾斜。

（2）垂直度檢查：使用垂直度測量儀器，確保桁架垂直度誤差不超過5mm，以防止提升過程中產(chǎn)生不均勻應(yīng)力。

（3）結(jié)構(gòu)連接緊固：對桁架的連接部件進(jìn)行緊固檢查，確保所有螺栓的扭矩達(dá)到設(shè)計(jì)要求，一般螺栓的扭矩應(yīng)為300Nm左右，確保連接的牢固性。

（4）承載能力測試：在安裝后對桁架進(jìn)行荷載測試，逐步加載至最大設(shè)計(jì)荷載的70%，觀察桁架變形情況，確保承載力符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.2 首次提升過程控制

首次提升前，必須進(jìn)行設(shè)備的檢查和確認(rèn)。起重設(shè)備的選型要根據(jù)桁架的重量和尺寸來決定。對于大重量的桁架，選擇的塔吊應(yīng)具有至少30噸以上的起重能力，常見的塔吊型號如QTZ80型，起重能力為32噸，滿足此類施工的需求。提升時，起重機(jī)的吊鉤需要對準(zhǔn)桁架的提升中心，確保吊裝過程中桁架不偏移，并維持提升過程中的平衡性。

在首次提升過程中，確保吊裝載荷不超過桁架設(shè)計(jì)的最大荷載，一般情況下，吊裝載荷應(yīng)控制在桁架最大設(shè)計(jì)荷載的80%以內(nèi)。提升過程中，使用荷載傳感器對吊裝重量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，確保不發(fā)生超載情況。提升速度應(yīng)控制在0.5米/分鐘至1米/分鐘之間，過快的提升速度可能導(dǎo)致桁架發(fā)生位移或變形，而過慢的速度則可能影響施工效率。此外，還需進(jìn)行同步控制，尤其在多個起重機(jī)聯(lián)合提升的情況下。采用同步提升控制系統(tǒng)，通過傳感器和控制系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控每個起重機(jī)的負(fù)荷和位置，確保各起重機(jī)在同一水平面上同步提升，避免桁架出現(xiàn)傾斜或不均勻的應(yīng)力分布。

在首次提升完成后，需對桁架的定位和穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，確保桁架位置精確、水平穩(wěn)定，且無明顯變形。測量誤差控制在±3mm以內(nèi)，確保后續(xù)施工工作的順利進(jìn)行[3]。

2.4 模架拼裝

2.4.1 模架的結(jié)構(gòu)配置

高速公路橋梁實(shí)心高墩施工對模架的結(jié)構(gòu)配置提出了較高要求，尤其是橋墩的高度常超過30m。模架的主要功能是承載混凝土澆筑時的重量及外力，并提供支撐力。模架結(jié)構(gòu)配置通常包括四大部分：模板、支撐體系、爬升設(shè)備和安全防護(hù)系統(tǒng)。

模板根據(jù)橋墩的截面形狀選擇適合的鋼模或木模。鋼模具備高強(qiáng)度、可重復(fù)使用、承載力強(qiáng)等特點(diǎn)，適合高墩施工。模板厚度為8-12mm，鋼模板的強(qiáng)度應(yīng)至少達(dá)到240MPa，確保在高負(fù)載下不發(fā)生變形。模板的穩(wěn)定性和精度直接影響混凝土的澆筑質(zhì)量。支撐體系包括立桿、橫桿和對角撐桿等結(jié)構(gòu)部件。立桿標(biāo)準(zhǔn)高度為3m，間距為2-3m，確保模架的垂直度和穩(wěn)定性。支撐桿的承載力要求達(dá)到50kN以上，以支撐模架的重量及澆筑時混凝土的重量，防止模架在施工過程中傾斜或發(fā)生變形。爬升設(shè)備是模架隨施工進(jìn)度逐步升高的關(guān)鍵設(shè)備，采用電動爬升系統(tǒng)。爬升速度設(shè)定在1-2米/小時，確保模架同步提升，滿足高墩施工的需求。

2.4.2 拼裝精度與校核

在拼裝過程中，模架的水平度和垂直度必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，使用激光水平儀和全站儀進(jìn)行校驗(yàn)，水平度誤差控制在±3mm以內(nèi)，垂直度誤差控制在±5mm以內(nèi)，確保模架的各部分與橋墩的幾何形狀相匹配。

拼裝過程中，需要定期對支撐體系的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查。在支撐桿與模板的連接處，使用高強(qiáng)度螺栓和鋼筋加固，避免因螺栓松動或材料疲勞導(dǎo)致模架變形。拼裝完成后，需進(jìn)行荷載測試。荷載測試時，模擬混凝土澆筑時的壓力，確保模架能夠承受最大荷載。一般情況下，測試荷載應(yīng)為設(shè)計(jì)荷載的1.2倍，確保模架在實(shí)際施工中的安全性[4]。荷載測試通過后，需再次進(jìn)行垂直度和水平度校核，確保拼裝精度達(dá)到施工要求。此外，在模架拼裝過程中，每個支撐桿的連接點(diǎn)都需要進(jìn)行應(yīng)力分析，以確保支撐體系能夠均勻分布荷載，避免某一部分出現(xiàn)超負(fù)荷。通過有限元分析（FEA）軟件對模架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬和優(yōu)化，有效提高模架設(shè)計(jì)的精度與穩(wěn)定性，確保拼裝后的模架能夠在整個施工過程中保持穩(wěn)定性并安全運(yùn)行。

2.5 混凝土首次澆筑

2.5.1 澆筑工藝與質(zhì)量控制

混凝土首次澆筑工藝需要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際條件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求以及施工進(jìn)度來合理安排。對于高速公路橋梁實(shí)心高墩施工，混凝土澆筑分層進(jìn)行，每層澆筑厚度不超過30cm，以確保混凝土的均勻分布和良好的密實(shí)性。澆筑過程中采用強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行混凝土攪拌，水泥、砂、石子的配合比根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行準(zhǔn)確配比，常見的C30-C40混凝土配比為：水泥：400-500kg/m3，砂：650-700kg/m3，碎石：1100-1300kg/m3，水膠比控制在0.40-0.45之間。

混凝土的澆筑過程應(yīng)采用泵送設(shè)備進(jìn)行，泵送壓力控制在15-20MPa之間，避免泵送過程中對混凝土的離析或泌水現(xiàn)象。澆筑的速度要均勻，避免出現(xiàn)局部過量或過少的情況，確保各層混凝土充分接觸并形成整體結(jié)構(gòu)。每層混凝土澆筑后應(yīng)及時進(jìn)行振搗，使用插入式振動器進(jìn)行振實(shí)，振動時間為10-15秒/點(diǎn)，確保每層混凝土都能達(dá)到良好的密實(shí)度，避免空洞和氣泡的產(chǎn)生。

2.5.2 澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施

對于高速公路橋梁實(shí)心高墩施工，養(yǎng)護(hù)期一般為7天至28天，具體養(yǎng)護(hù)措施根據(jù)環(huán)境條件和混凝土強(qiáng)度等級進(jìn)行調(diào)整。首先，澆筑后立即覆蓋養(yǎng)護(hù)。采用塑料薄膜或濕麻袋進(jìn)行覆蓋，防止水分的蒸發(fā)。特別是在高溫環(huán)境下，覆蓋物應(yīng)保持濕潤，以保證混凝土表面的濕潤狀態(tài)。在養(yǎng)護(hù)初期，尤其是前3天，混凝土表面應(yīng)保持濕潤狀態(tài)，并避免陽光直射和強(qiáng)風(fēng)作用。對于大體積混凝土施工，還可以使用養(yǎng)護(hù)劑噴涂混凝土表面，減少水分蒸發(fā)，降低裂縫風(fēng)險。其次，澆筑后混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度應(yīng)控制在15℃至25℃之間。如果環(huán)境溫度過高，應(yīng)采取灑水降溫或其他降溫措施，確保混凝土溫度的穩(wěn)定，避免溫差過大引起的裂縫。若氣溫較低，應(yīng)采取保溫措施，如覆蓋保溫材料或加熱養(yǎng)護(hù)，防止混凝土發(fā)生凍裂。養(yǎng)護(hù)期間，每天應(yīng)檢查混凝土的濕潤度，并確保覆蓋材料的完好無損。養(yǎng)護(hù)期間要定期檢查混凝土的強(qiáng)度，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)[5]。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，混凝土的抗壓強(qiáng)度應(yīng)在7天內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，28天時達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%。根據(jù)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，如果強(qiáng)度達(dá)不到要求，則需要延長養(yǎng)護(hù)周期，直到混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

綜上所述，本文深入探討了高速公路橋梁實(shí)心高墩爬模施工工藝，從爬模組裝到施工工藝流程，詳細(xì)闡述了各個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵步驟和技術(shù)要點(diǎn)。通過優(yōu)化塔吊布置、設(shè)置安全通道、精確控制桁架提升與模架拼裝，以及嚴(yán)格把控混凝土澆筑質(zhì)量，確保了施工的高效與安全。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和施工需求的多樣化，爬模施工工藝將進(jìn)一步優(yōu)化升級，為高速公路橋梁建設(shè)提供更加可靠的技術(shù)支撐，推動交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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