變截面高墩懸臂支架輕型爬模施工工藝

王利強

1 概述

壺口黃河特大橋位于壺口瀑布下游15 km處，河面寬度270 m，兩岸山體陡峭，主墩高度分別為59 m，143 m，148 m，80 m。根據(jù)國內(nèi)施工現(xiàn)狀，結(jié)合本橋?qū)嶋H要求，選用了塔機吊配合CB-240懸臂支架輕型爬模施工，解決了墩身變截面施工、大體積混凝土外觀質(zhì)量的控制、操作平臺安全性、循環(huán)作業(yè)銜接等技術(shù)難題，可用于同類高墩施工，具有較高的應(yīng)用價值和推廣前景。

2 工藝特點

適用范圍廣，高墩施工均可采用CB-240懸臂支架輕型爬模，平面模板系統(tǒng)為木制結(jié)構(gòu)，安裝便捷，節(jié)段施工速度快，一次爬升高度可達6 m。

左右幅兩個橋墩可共用塔吊、電梯和混凝土輸送泵各一部，施工設(shè)備簡單。

模板同支架一起吊裝，模板不落地，既節(jié)省了空間又減少了模板的磨損、碰撞，增加模板的周轉(zhuǎn)次數(shù);既節(jié)約了人力又大大降低塔吊的吊次。

提供全方位的操作平臺，不必重復(fù)搭設(shè)操作平臺而浪費材料和勞動力。操作平臺設(shè)計的安全通道及工作平臺易封閉，避免了高空作業(yè)安全隱患;施工人員便于拆卸拉桿，處理墩身表面，保證了施工安全和墩身外觀質(zhì)量。結(jié)構(gòu)施工誤差小，糾偏簡單，施工誤差可逐層消除。

變截面施工不需要做調(diào)整模板，直接對模板切割，保證外觀平順，施工便捷。

3 工藝原理

3.1 爬模結(jié)構(gòu)組成

采用北京卓良模板場生產(chǎn)的CB-240懸臂模板，主要由模板、主背楞、斜撐、后移裝置、受力三角架、主平臺、上平臺、吊平臺和預(yù)埋系統(tǒng)組成，在單塊模板中，面板為21 mm厚進口維薩板，面板與豎肋(工字木梁)采用纖維板釘連接，豎肋與橫肋(雙槽鋼背楞)采用連接爪連接。在豎肋上兩側(cè)對稱設(shè)置兩個吊鉤。內(nèi)模采用30 cm×150 cm小鋼模組合拼裝，采用鋼管腳手架搭設(shè)工作平臺。

爬模結(jié)構(gòu)見圖1，共做8套。

3.2 模板特點

1)支架、模板及施工荷載全部由對拉螺桿、預(yù)埋件及承重三角架承擔(dān)，不需要另搭腳手架，適用于高空作業(yè)。2)模板部分可整體后移650 mm，以滿足綁扎鋼筋，清理模板和刷脫模劑等要求。3)模板可利用后移裝置使其與混凝土貼緊，模板四周粘貼嵌縫條防止漏漿及錯臺。4)模板部分可相對支撐架部分上下左右調(diào)節(jié)，使用靈活。5)利用斜撐模板可前后傾斜，方便調(diào)節(jié)模板垂直度，最大角度30°。6)支架上設(shè)吊平臺，可用于埋件的拆除及混凝土處理。7)材料為木模，重量輕，適用于橋墩為平面的墩身。

圖1 爬模模板示意圖

3.3 模板的提升

模板的提升依靠固定在墩身的塔機吊實現(xiàn)，工作原理及步驟:1)利用后移裝置將模板脫離混凝土面，在預(yù)埋的爬錐上用受力螺栓安裝支座。2)使用塔吊分片提升模板掛于支座之上(后移裝置、三角架、主平臺、吊平臺等是實體段澆筑、脫模后拼裝上的)。3)利用后移裝置將模板靠緊混凝土完成提升工作。埋件施工流程如下:a.按圖組裝埋件系統(tǒng)，用螺栓將其固定在模板上。b.澆筑完成后，卸下螺栓M36×50，移開模板。c.將支座用受力螺栓裝入爬錐。d.將模板支架吊裝就位。e.插入安全銷，確保模板與支座牢固連接。f.再次提升后，在吊平臺上卸下受力螺栓、支座和爬錐以備再用。4)模板固定調(diào)節(jié)橫肋下的調(diào)節(jié)座，使外模面板下部包住已澆混凝土100 mm。

利用后移裝置將模板調(diào)到下部緊緊地與已澆混凝土接觸上。為更好的防止新澆混凝土?xí)r產(chǎn)生漏漿、錯臺現(xiàn)象，可在已澆混凝土與模板面板之間貼一層海綿膠條。旋轉(zhuǎn)斜撐，調(diào)整模板的垂直度，穿上對拉螺桿，等待校模。

4 施工要點

4.1 墩身預(yù)埋件

在墩身混凝土澆筑前埋設(shè)爬錐，豎向位置為本節(jié)段準備澆筑混凝土頂部往下25 cm;水平方向爬錐間距不變，位置同每塊模板斜撐主背楞，模板安裝螺栓預(yù)留孔不予變換。爬錐、直徑22 mm精軋螺紋鋼與埋件板栓接，爬錐表面涂抹黃油并纏繞透明膠帶，模板提升后可拆除爬錐，重復(fù)使用。

在模板就位前，通過模板面板上預(yù)留孔，將預(yù)埋件用M36×50的安裝螺栓固定在模板上;每榀模板支架預(yù)埋2個爬錐，應(yīng)嚴格控制爬錐距軸線距離及相對高差，確保模板拼裝質(zhì)量。

4.2 受力螺栓與支座的安裝

混凝土澆筑完成后，卸下M36×50安裝螺栓，后移模板，用受力螺栓將支座安裝在預(yù)埋爬錐上。

4.3 模板支架就位

墩身混凝土強度達到10 MPa后將模板支架吊裝就位，主梁三角架卡在受力螺栓上，插上銷子，然后調(diào)整模板;吊裝模板支架時人員不得同時起吊，模板到達埋件位置時通過平臺過人進行加固。

4.4 預(yù)埋件的取出

在吊平臺上用扳手和爬錐卸具將受力螺栓和爬錐取出，以便重復(fù)使用，同時用砂漿修整爬錐取出后留下的孔洞，保證混凝土的外觀。

4.5 模板加固

墩身四角處模板通過45°的斜拉桿連接，角部形成企口形式，因為斜拉桿為45°方向受力，能有效保證模板角部不脹模不漏漿;同一平面模板接縫處背肋槽鋼通過特制芯帶連接，保證模板剛度。

4.6 混凝土施工

混凝土采用拌和樓集中拌和，輸送泵輸送至工作面與布料機連接，以便均勻布料;泵管利用墩身拉桿孔自下而上固定在墩身外側(cè)。每節(jié)段施工高度控制在6 m以下，人員進入鋼筋骨架內(nèi)振搗。混凝土利用養(yǎng)護劑養(yǎng)護。

4.7 墩頂實體段施工

施工至墩頂實體段時，調(diào)整埋件標高使模板頂面與設(shè)計墩頂標高一致。

4.8 模板拆除

墩身施工完畢，拆除模板、斜撐主背楞及吊平臺，主梁三角架保留，作為梁部0號塊施工平臺。

5 施工總結(jié)

變截面空心高墩采用塔機吊配合懸臂支架輕型爬模施工工法，成功的解決了變截面高墩施工進度緩慢及材料垂直運輸問題，有效的提高了設(shè)備利用率和人員工作效率，安全快速優(yōu)質(zhì)的完成了墩身施工任務(wù)，墩身施工完畢后拆除模板系統(tǒng)，爬架部分作為梁部0號塊托架施工平臺，減少了材料投入，增加施工安全性，社會效益和經(jīng)濟效益顯著。

壺口黃河特大橋采用高墩懸臂支架輕型爬模的施工方法，順利完成了148 m的變截面高墩施工，爬模每節(jié)段提升就位時間12 h。2號，3號主墩月進度達36 m，有效的保證了施工安全與進度。墩身施工完畢后，檢查軸線偏差3 mm，高程誤差7 mm，節(jié)段間無明顯施工縫，線形順直，變截面與等截面銜接美觀。

[1]李 剛.薄壁高墩施工技術(shù)及線型控制措施[J］.山西建筑，2010，36(17):312-313.