高速公路橋梁實(shí)心高墩爬模施工工藝研究

李永超

（山東省高速養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250000）

高速公路橋梁項(xiàng)目為國(guó)家經(jīng)濟(jì)做出了積極貢獻(xiàn)，加快了交通事業(yè)的發(fā)展速度，對(duì)社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生極大推動(dòng)作用。為了克服各種困難地形，在公路設(shè)計(jì)過程中高墩的設(shè)計(jì)越來(lái)越多，高墩施工技術(shù)難度大，質(zhì)量要求嚴(yán)，選擇合理的施工方案可大大降低高墩施工的難度，實(shí)心高墩柱爬模施工工藝對(duì)于提升項(xiàng)目的整體質(zhì)量具有積極作用，也能優(yōu)化項(xiàng)目施工過程。

1 工程概況

1.1 高速公路橋梁實(shí)心高墩工程概述

臨淄至臨沂高速公路工程LLSG-2標(biāo)段位于淄川區(qū)，全線長(zhǎng)28.5 km，雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，路面寬34.5 m，設(shè)計(jì)速度120 km/h。S509分離立交高墩設(shè)計(jì)為4 m×2.5 m截面實(shí)心墩，最高墩61 m，為當(dāng)時(shí)山東省內(nèi)在建同類型橋梁最高墩（圖1）。所以在施工環(huán)節(jié)為了保證其質(zhì)量，就需要相關(guān)人員將爬模技術(shù)應(yīng)用到作業(yè)中，在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上滿足建筑需要。

圖1 高墩施工成品形象

1.2 高速公路橋梁實(shí)心高墩施工技術(shù)難點(diǎn)

在現(xiàn)階段高速公路橋梁的建設(shè)過程中，由于社會(huì)對(duì)于公路質(zhì)量的要求越來(lái)越嚴(yán)苛，現(xiàn)階段的高速公路橋梁施工工序就更加復(fù)雜，再加上實(shí)心高墩施工技術(shù)的復(fù)雜性，施工環(huán)節(jié)存在一些難點(diǎn)。首先是施工周期方面的問題，鑒于公路高墩橋梁施工為高空作業(yè)，所以需要工作人員進(jìn)行高空作業(yè)，相較于傳統(tǒng)的施工來(lái)說難度更大，需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)保證工程質(zhì)量。而且這類戶外作業(yè)還很容易受到自然環(huán)境和天氣的影響，也會(huì)在一定程度上影響施工進(jìn)度。此外，高墩實(shí)心的橋梁工程一般高度多為30 m以上，而混凝土結(jié)構(gòu)澆筑只能采取分層澆筑的方式進(jìn)行施工，考慮到混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)和模架的拆除和安裝，也會(huì)進(jìn)一步延長(zhǎng)施工周期[1]；其次是設(shè)備方面的問題，高速公路橋梁實(shí)心高墩在施工環(huán)節(jié)會(huì)占用大量的施工周期，所以為了保證施工進(jìn)度，相關(guān)人員一般需要采取多個(gè)高墩同時(shí)施工的方式進(jìn)行作業(yè)，再加上公路高墩橋梁施工規(guī)格一致，需要投入大量施工設(shè)備才能滿足施工進(jìn)程要求，這就在一定程度上增加了施工難度；再次是質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，高墩作為承上啟下的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，對(duì)于公路橋梁有重要的影響，所以施工環(huán)節(jié)就需要工作人員加強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量的重視。一方面，墩柱橫截面面積小、高度大和重心高度高，工作人員就需要在施工之前對(duì)高墩軸線進(jìn)行確定，以規(guī)范工程的定位[2]。另一方面，公路橋梁施工還需要進(jìn)行接縫處理，由于高墩在橋梁中承擔(dān)上部荷載傳遞以及承擔(dān)外力作用及水平荷載等重要任務(wù)，接縫也就很容易出現(xiàn)問題。所以整個(gè)高速公路橋梁實(shí)心高墩作業(yè)環(huán)節(jié)就存在很多的安全隱患，需要相關(guān)人員將爬模施工運(yùn)用到工藝過程中，以保證工程質(zhì)量。

2 爬模施工概況

2.1 爬模概念

爬模也就是爬升模板，實(shí)際施工中涉及3個(gè)重要部分，分別是爬升設(shè)備、爬架及爬升模板（圖2）。爬模施工技術(shù)是一種將模板與支架有機(jī)結(jié)合的施工技術(shù)，可對(duì)已完工的橋梁工程主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效利用，從而減少支架的投入，同時(shí)施工平臺(tái)可隨著橋梁結(jié)構(gòu)的變化而變化。在高墩施工中應(yīng)用爬模施工技術(shù)，可以有效地降低腳手架的搭建與拆除工作對(duì)工程帶來(lái)的不便，同時(shí)可以有效減少施工時(shí)間，加快施工進(jìn)度。

圖2 液壓爬模施工

2.2 適用范圍

大跨高墩橋梁的施工中，施工難度大，傳統(tǒng)的“鋼模板+支架”的施工工藝存在著諸多不便，例如：材料吊運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)、塔吊工作負(fù)荷較大和機(jī)械設(shè)備占用時(shí)間久等，這些問題會(huì)對(duì)工程的質(zhì)量和進(jìn)度造成一定的影響。所以諸多企業(yè)開始將爬模施工技術(shù)與高墩大跨橋梁工程結(jié)合起來(lái)，科學(xué)地控制了成本支出，減輕了人員壓力，提升了施工單位整體的效益水平。

3 爬模施工要點(diǎn)

為了保證實(shí)心高墩柱爬模施工工藝應(yīng)用成效，在施工前應(yīng)設(shè)計(jì)并完善總體方案。在本工程中，高墩運(yùn)用了液壓爬模及翻模2種工藝技術(shù)。具體施工環(huán)節(jié)中，塔吊和梯籠上下配合作業(yè)是最為主要的模式。

3.1 塔吊布置

結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙上的相關(guān)內(nèi)容加以分析，掌握中下部結(jié)構(gòu)特征，全線起重機(jī)械依照橋梁地形特點(diǎn)進(jìn)行判斷，還要考慮墩柱蓋梁高度、橋梁跨度等因素影響。在該項(xiàng)目的實(shí)踐環(huán)節(jié)，為了讓整體的施工進(jìn)度得以保障，擬定在每個(gè)墩柱右幅小里程側(cè)布置塔吊，依次循環(huán)作業(yè)，右幅施工完成后應(yīng)根據(jù)具體情況移動(dòng)至左幅小里程側(cè)。

3.2 上下安全通道的設(shè)置

墩身實(shí)際施工環(huán)節(jié)，上下人員的安全通道設(shè)計(jì)尤為重要，為保證整個(gè)施工爬梯的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，每6 m將施工爬梯通過扶墻件與墩身預(yù)埋件穩(wěn)固連接。右幅墩雙墩間距5.2 m，設(shè)計(jì)爬模架體3層平臺(tái)保持互通，這樣可以讓施工人員的操作更為便捷，也能在通過落地梯籠經(jīng)爬模吊平臺(tái)側(cè)面進(jìn)入液壓爬模。之后借助相應(yīng)的平臺(tái)支撐作用，及時(shí)地進(jìn)入到各層作業(yè)平臺(tái)之上，由此完成后續(xù)任務(wù)。爬模爬升之后，還要進(jìn)行施工梯籠的接高，以滿足爬模施工人員的上下需求。

3.3 桁架首次提升

施工單位施工環(huán)節(jié)，將橋梁高墩作為分析的主要對(duì)象，檢測(cè)出澆筑混凝土的實(shí)際強(qiáng)度，檢測(cè)出相應(yīng)數(shù)值信息為設(shè)計(jì)數(shù)值的70%左右。當(dāng)完成檢測(cè)任務(wù)之后，可以及時(shí)地落實(shí)好模板拆除工作和支架拆除工作。實(shí)際操作的環(huán)節(jié)，需要清理雜物，還要完成爬架吊裝任務(wù)，科學(xué)調(diào)整模板實(shí)際垂直度。應(yīng)重視的是，模板提升時(shí)應(yīng)該和前一次澆筑混凝土表面保持足夠緊密的貼合狀態(tài)。爬架首次提升工作完成之后，還需要施工單位對(duì)安裝工作展開分析，應(yīng)該依照具體的安裝要求落實(shí)相關(guān)任務(wù)，確保將下一工序需要用到的預(yù)埋件拆卸到位，之后做好必要的清潔工作，給其他工作的開展創(chuàng)造條件。拆卸任務(wù)完成后，應(yīng)將混凝土合理養(yǎng)護(hù)起來(lái)，可以先用塑料薄膜覆蓋其表面，定期在表面灑水，保證養(yǎng)護(hù)效果理想。

3.4 模架拼裝

在爬模施工技術(shù)應(yīng)用過程中，模架拼裝工作是其中的重點(diǎn)。只有讓模架拼裝符合要求，才能構(gòu)建起穩(wěn)固平臺(tái)，基于此，確保后續(xù)施工更加順暢。在模架拼裝過程中，需要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，連接好造型木與鋼圍檁，借助于面板加以固定。拼裝環(huán)節(jié)，需要注意的是滑軌需要安裝在模板的最底層位置。拼裝工作完成后，利用起重機(jī)將不同部件合理起吊拼裝，促使整體結(jié)構(gòu)趨向穩(wěn)定（圖3）。

圖3 爬模爬升就位圖

3.5 混凝土首次澆筑

模板的支撐是通過鋼管腳手架來(lái)完成的，施工技術(shù)人員應(yīng)該充分發(fā)揮自己的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，對(duì)模板進(jìn)行有效固定，然后完成預(yù)埋施工作業(yè)?；炷恋臐仓ぷ鞅仨殗?yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)要求，混凝土首次澆筑前期，施工人員還應(yīng)該分次振搗，使得澆筑效果符合預(yù)期。

4 爬模施工控制措施

在高速公路橋梁實(shí)心高墩施工中，施工單位一定要做好質(zhì)量控制工作，促使工程項(xiàng)目整體質(zhì)量得以維護(hù)。該項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)，涉及的技術(shù)類型較多，爬模技術(shù)是其中的重要技術(shù)。因此，施工單位要想保證工程質(zhì)量良好，就必須做好爬模技術(shù)的質(zhì)量控制工作，以下是爬模技術(shù)的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

1）在爬模技術(shù)的使用過程中，爬架的附墻螺栓應(yīng)當(dāng)選擇高強(qiáng)度的螺栓。

2）橋梁施工需要制定完善的方案，施工單位根據(jù)方案的內(nèi)容進(jìn)行施工。在橋梁的高墩施工環(huán)節(jié)，需要運(yùn)用爬模施工技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)毓芸兀ぷ魅藛T也應(yīng)該加強(qiáng)巡視，如果發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)該立即叫停并責(zé)令其整改，整改合格后方可進(jìn)行施工。

3）正式施工前，相關(guān)單位要重視糾偏工作落實(shí)情況，確保支撐桿和地面始終保持在垂直狀態(tài)，讓支撐桿更加穩(wěn)定，使其滿足相關(guān)的技術(shù)要求。在工作過程中，如果發(fā)現(xiàn)偏差要及時(shí)地進(jìn)行修正。

4）在清掃模板時(shí)，需要把握好清掃范圍，在距離混凝土50～80 mm的范圍內(nèi)展開清掃工作。在開展清掃工作時(shí)，遵循的原則是從上至下。在清掃工作進(jìn)行過程中，可將隔離劑涂抹在模板中間，借助油性脫模劑取得理想的脫離效果。

5 爬模施工在高速公路橋梁實(shí)心高墩作業(yè)中的應(yīng)用

5.1 測(cè)量放樣

實(shí)際的作業(yè)環(huán)節(jié)，由于高速公路橋梁實(shí)心高墩的任務(wù)量較大，施工周期較長(zhǎng)，在施工過程中就需要提前進(jìn)行測(cè)量放線作業(yè)，以規(guī)避放線作業(yè)對(duì)施工造成的影響。而且實(shí)際的作業(yè)過程中，工作人員首先需要針對(duì)軸線進(jìn)行測(cè)量，針對(duì)高墩結(jié)構(gòu)線及中軸線進(jìn)行測(cè)量放樣作業(yè)，并且保證其誤差在10 mm以內(nèi)，以保證工程的規(guī)范性。而對(duì)于測(cè)量中出現(xiàn)的問題，工作人員需要在第一時(shí)間進(jìn)行解決，避免問題擴(kuò)大以影響后續(xù)的作業(yè)，而且需要在問題解決之后才能夠進(jìn)行下一步的作業(yè)[3]；然后就是墩身的測(cè)量，由于實(shí)心高墩的高度較大，一次性的測(cè)量技術(shù)要求較高而且容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)方面的偏差，實(shí)際的作業(yè)環(huán)節(jié)就需要在混凝土分段澆筑的過程中進(jìn)行分段測(cè)量，并且在測(cè)量之后進(jìn)行復(fù)測(cè)工作，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的一致性。

5.2 支架搭設(shè)

實(shí)心高墩施工中為了保證工程的質(zhì)量一般需要搭建支架進(jìn)行輔助作業(yè)，如果支架剛度或強(qiáng)度出現(xiàn)問題，則會(huì)對(duì)高墩的施工精度和質(zhì)量造成較大的影響，所以要想保證實(shí)心高墩爬模施工的質(zhì)量，工作人員首先需要在支架搭設(shè)前檢查地基基礎(chǔ)的堅(jiān)實(shí)性，選擇平整穩(wěn)定的地方進(jìn)行支架搭設(shè)，并且在保證施工空間的前提下對(duì)支架進(jìn)行固定；然后就是穩(wěn)定性分析，工作人員需要對(duì)支架的穩(wěn)定性能和承載能力進(jìn)行分析，然后結(jié)合施工實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]。

5.3 模板拼裝以及混凝土澆筑

實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，高速公路橋梁實(shí)心高墩爬模技術(shù)的關(guān)鍵就在于模板的拼裝以及混凝土的澆筑，工作人員也就需要加強(qiáng)對(duì)該環(huán)節(jié)的重視。在模板拼裝環(huán)節(jié)，工作人員需要結(jié)合施工的實(shí)際需要按照專業(yè)的流程進(jìn)行拼裝作業(yè)，避免在作業(yè)過程中出現(xiàn)各種故障。而其拼裝環(huán)節(jié)需要保持模板的穩(wěn)定性，避免集中受力變形對(duì)于后期混凝土澆筑造成影響。而在混凝土的澆筑環(huán)節(jié)，爬模施工中的混凝土澆筑包含運(yùn)輸攪拌和實(shí)際澆筑2個(gè)方面的內(nèi)容，由于現(xiàn)階段的橋梁施工一般采用分層澆筑的方式進(jìn)行作業(yè)，爬模施工就需要在保證接縫質(zhì)量的情況下，對(duì)于鋼筋、模板和支架進(jìn)行檢查，檢查無(wú)誤后進(jìn)行混凝土的澆筑，并且在混凝土成型之后將模板取出，以實(shí)現(xiàn)高速公路橋梁實(shí)心高墩施工作業(yè)[5]。

6 結(jié)束語(yǔ)

在高速公路橋梁項(xiàng)目施工階段，實(shí)心高墩柱爬模施工有著嚴(yán)格要求，要做好高墩的施工，必須從方案設(shè)計(jì)階段充分考慮各部分的配合問題，更要掌握實(shí)際的施工流程和工藝要點(diǎn)，保證優(yōu)化項(xiàng)目整體質(zhì)量，促使項(xiàng)目建設(shè)成果更優(yōu)質(zhì)，本工程經(jīng)過高墩爬模技術(shù)的應(yīng)用，從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，旨在為同類工程施工提供經(jīng)驗(yàn)。