水利工程中爬升模板設計與施工技術

沈佐山

（安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽蚌埠 233000）

1 概述

水利水電工程中，爬升模板比較適用于大倉面面積現(xiàn)澆鋼筋混凝土豎直或傾斜結構施工的模板工藝，它是綜合大模板與滑動模板工藝和特點的一種模板工藝，具有大模板和滑動模板共同的優(yōu)點。尤其適用于大型水利樞紐工程施工。

爬升模板與滑動模板一樣，在施工階段主要依附在建筑豎向結構上，隨著結構施工而逐層上升，這樣模板可以不占用施工場地，也不用其他垂直運輸設備。而且是逐層分塊安裝，故其垂直度和平整度易于調(diào)整和控制，可避免施工誤差的積累。也不會出現(xiàn)墻面被拉裂的現(xiàn)象。但是，爬升模板的配制量要大于大模板，原因是其施工工藝無法實行分段流水施工，因此模板的周轉率低。另外，爬升模板自身設計腳手架操作平臺，施工時有可靠的安全圍護。

2 爬升模板的實用性

2.1 爬升模板側壓力計算

2.1.1 新澆混凝土對模板側面的壓力值

式中;F為新澆混凝土對模板的最大側壓力，kN/m2;rc為混凝土的密度，取24 kN/m3;to為混凝土的初凝時間，取6 h;β2為混凝土的落度的影響系數(shù)取0.85;V為混凝土每小時的澆筑速度，m/h，按0.3 m/h計算。

2.1.2 振搗混凝土時產(chǎn)生的荷載

圓鋼φ14 mm（承受荷載≤17.8 kN）。

2.2 模板結構設計

水利水電工程中爬升模板一般以4個大角的8根大柱截面尺寸為2.5 m×2.5 m（下層）和2 m×2 m（上層），其他12根上、下層均為1.5 m×1.5 m。外梁的截面尺寸為0.80 m×1.05 m（下 層）、0.60 m×1.05 m（中 層） 和0.60 m×0.85 m（上層）。

爬模按方位分成4部分各部分可獨立操作，豎向施工縫設在外梁，水平施工縫設在梁底標高處。

爬模設備由密肋鋼模板、爬升機構、承載架及工作平臺等組成。

模板組件通過螺栓、滑輪懸掛于導軌上。導軌由工字鋼制成，置于承載架橫梁?；喎譃閮山M，每組兩個，分別安裝于工字鋼兩側，滑輪通過懸臂軸固定于槽鋼上。懸掛螺栓的一端焊于槽鋼的底部，另一端則用螺母固定于模板組件上。模板可利用滑輪沿導軌滑動，實現(xiàn)模板的開合。

每一部分模板裝有五套爬升機構，每套爬升機構由一個電動機、兩副傳動機構及兩副螺旋千斤頂組成，安裝在承載架的中橫梁上。電動機額定電流12 A，轉速1 800（r/min）。螺旋千斤頂由螺桿、龍門架組成，螺桿外徑6 cm，高約4.4 m，螺桿頂端用大螺母固定在龍門架上，螺桿底部與蝸輪蝸桿減速機（變速比8∶1）蝸輪相接，蝸桿與傘齒輪輸出軸相接，傘齒輪再與電動機輸出軸連接的蝸輪蝸桿減速機（變速比15∶1）相連。電動機輸出的扭矩通過減速裝置帶動螺桿旋轉，并使螺桿的大螺母帶動龍門架沿導向筒上下運動，從而實現(xiàn)爬模的提升。

工作平臺分3層，上平臺用于柱鋼筋安裝、擱置配電箱和材料臨時堆放，中平臺作梁柱鋼筋安裝及合模，脫模操作，下平臺用于爬升工作。

爬升模板支撐珩架在每塊模板背面用螺栓垂直固定，上、下層模板珩架內(nèi)弦桿上游側模板直接用插銷鉸接，外弦桿則通過調(diào)節(jié)絲桿連接，肋板用螺絲連接。珩架作為整個模板的支撐系統(tǒng)。調(diào)節(jié)螺桿兩端通過銷孔與上、下層模板珩架的外弦桿鉸接相連，中間段為螺桿，通過轉動中間段的螺桿調(diào)節(jié)模板上口，使之符合安裝精度要求。

3 爬升模板的特性

水利水電工程中爬升模板以疊放的3塊3 mm×1.5 m模板為1個施工單元和兩塊3 m×3 m模板為1個單元。原則上在混凝土澆筑過程中交替上升。主要構件包括模板，支撐珩架，調(diào)節(jié)絲桿，錨固件等，全部為剛結構。模板：采用大鋼模板，板厚6 mm，肋板厚8 mm。支撐珩架：每塊模板背面用螺栓垂直固定上、下層模板珩架內(nèi)弦桿上游側模板直接用插銷鉸接，外弦桿則通過調(diào)節(jié)絲桿連接，肋板用螺絲連接。珩架作為整個模板的支撐系統(tǒng)。調(diào)節(jié)螺桿兩端通過銷孔與上、下層模板珩架的外弦桿鉸接相連，中間段為螺桿，通過轉動中間段的螺桿調(diào)節(jié)模板上口，使之符合安裝精度要求。錨固件為重要部件，所有荷載都集中在錨固件上。

水利水電工程中在碾壓式混凝土壩體的施工中，根據(jù)碾壓混凝土特點：短間歇，薄層全斷面碾壓快速上升，在施工中選擇爬升式模板施工最為便利。主要不足之處是壩體形體出現(xiàn)轉折時無法連續(xù)施工：錨固件開始受力時相應錨固件埋設層混凝土的齡期較短，錨固件拉拔力太小模板易走樣。特別是壩體寬度變窄后混凝土上升速度快，此矛盾尤為突出。故再壩體變窄后混凝土上升速度快的情況下使用拉筋是必要的。

4 模板施工技術

4.1 拉筋施工

4.1.1 拉筋的作用

拉筋的作用是保證混凝土澆筑時模板具有足夠的穩(wěn)定性，強度，剛度，使模板能可靠地承受新澆筑混凝土的重要或側壓力以及施工荷載，確保澆注后結構物的形狀，尺寸與相互位置符合設計要求。如果拉筋布置和連接不當，輕則引起變形重則一起崩模。因此，對拉筋的施工一定要引起高度的重視。

4.1.2 拉筋的布置

由于目前澆筑混凝土每一層高度≤3 m，暫時確定在模板安裝時第一層錨固件由于模板間用螺絲聯(lián)結，故第一層只用蝴蝶環(huán)作為錨固件;模板中上部受到混凝土及機械影響側壓力最大，故第二、三層全部用φ14拉筋固定模板;第四層上游無，下游用蝴蝶環(huán)固定。

4.1.3 拉筋施工注意事項

1）焊接后的拉筋必須平直，不允許有起彎和松脫現(xiàn)象。

2）拉筋焊接時，應盡可能焊接在預埋的鋼筋上。

3）拉筋與混凝土面的角度a≤45°

4）振搗時振搗棒絕對不能碰撞拉筋及模板。

4.2 模板安裝

水利水電工程中擬采用翻升鋼模板的施工環(huán)節(jié)，一般情況下用連接絲杠調(diào)弧。理論計算用平面代替曲面，施工混凝土面和設計面的最大誤差為15 mm。面板后肋板內(nèi)可充填塑料泡沫板作為保溫材料，使之成為保溫面板。模板支撐體系采用斜面模板支撐桁架，相鄰面板則采用U型卡連接。

一般在碾壓混凝土大壩工程中，根據(jù)碾壓混凝土分層高度，一般情況下模板采用2～4層翻升的方式立模。鋼模板采用一臺5 t汽車吊，安裝時先將下層模板的各緊固件松除，用汽車吊吊至上層模板上，基本就位后將連桿連接上，通過連桿進行內(nèi)外向傾角微調(diào)，最后將相鄰模板面板用U型卡固定好。

5 適量控制要求

水利水電工程中爬升模板工程量大、質(zhì)量要求高的特點，擬采取以下專項措施進行模板施工質(zhì)量控制：

1）建立完善的模板質(zhì)量控制體系，模板制作持證上崗及在崗專業(yè)技能培訓。

2）加大模板等資源投入，從以下3方面作好模板工程：首先提高定型模板和專用模板的使用率，盡可能不用散模;然后嚴格進行模板本體的質(zhì)量控制與檢查，對品質(zhì)不佳的模板及時撤換;最后面板盡可能采用鋼面板，使混凝土平整度得到有效的控制。

3）細化工藝，對各單元倉面工藝設計和模板安裝、維護、保管工藝規(guī)程等，嚴格操作執(zhí)行，并在實踐中不斷改進。

6 結束語

爬升模板在水利工程施工難度比較大，施工過程中通過對各工程的施工經(jīng)驗總結，進一步改進模板的施工工藝，優(yōu)化模板的施工方案。眾多實例工程施工中用到了大量的爬升模板，通過在施工過程中的總結和分析研究，爬升模板在水利水電工程中被成功使用，保證了混凝土大壩的澆筑質(zhì)量。

[1]陳宋嚴.爬升模板的新發(fā)展[J].工業(yè)建筑，1983（5）：54.