变截面高墩悬臂支架轻型爬模施工工艺

王利强

1 概述

壶口黄河特大桥位于壶口瀑布下游15 km处，河面宽度270 m，两岸山体陡峭，主墩高度分别为59 m，143 m，148 m，80 m。根据国内施工现状，结合本桥实际要求，选用了塔机吊配合CB-240悬臂支架轻型爬模施工，解决了墩身变截面施工、大体积混凝土外观质量的控制、操作平台安全性、循环作业衔接等技术难题，可用于同类高墩施工，具有较高的应用价值和推广前景。

2 工艺特点

适用范围广，高墩施工均可采用CB-240悬臂支架轻型爬模，平面模板系统为木制结构，安装便捷，节段施工速度快，一次爬升高度可达6 m。

左右幅两个桥墩可共用塔吊、电梯和混凝土输送泵各一部，施工设备简单。

模板同支架一起吊装，模板不落地，既节省了空间又减少了模板的磨损、碰撞，增加模板的周转次数;既节约了人力又大大降低塔吊的吊次。

提供全方位的操作平台，不必重复搭设操作平台而浪费材料和劳动力。操作平台设计的安全通道及工作平台易封闭，避免了高空作业安全隐患;施工人员便于拆卸拉杆，处理墩身表面，保证了施工安全和墩身外观质量。结构施工误差小，纠偏简单，施工误差可逐层消除。

变截面施工不需要做调整模板，直接对模板切割，保证外观平顺，施工便捷。

3 工艺原理

3.1 爬模结构组成

采用北京卓良模板场生产的CB-240悬臂模板，主要由模板、主背楞、斜撑、后移装置、受力三角架、主平台、上平台、吊平台和预埋系统组成，在单块模板中，面板为21 mm厚进口维萨板，面板与竖肋(工字木梁)采用纤维板钉连接，竖肋与横肋(双槽钢背楞)采用连接爪连接。在竖肋上两侧对称设置两个吊钩。内模采用30 cm×150 cm小钢模组合拼装，采用钢管脚手架搭设工作平台。

爬模结构见图1，共做8套。

3.2 模板特点

1)支架、模板及施工荷载全部由对拉螺杆、预埋件及承重三角架承担，不需要另搭脚手架，适用于高空作业。2)模板部分可整体后移650 mm，以满足绑扎钢筋，清理模板和刷脱模剂等要求。3)模板可利用后移装置使其与混凝土贴紧，模板四周粘贴嵌缝条防止漏浆及错台。4)模板部分可相对支撑架部分上下左右调节，使用灵活。5)利用斜撑模板可前后倾斜，方便调节模板垂直度，最大角度30°。6)支架上设吊平台，可用于埋件的拆除及混凝土处理。7)材料为木模，重量轻，适用于桥墩为平面的墩身。

图1 爬模模板示意图

3.3 模板的提升

模板的提升依靠固定在墩身的塔机吊实现，工作原理及步骤:1)利用后移装置将模板脱离混凝土面，在预埋的爬锥上用受力螺栓安装支座。2)使用塔吊分片提升模板挂于支座之上(后移装置、三角架、主平台、吊平台等是实体段浇筑、脱模后拼装上的)。3)利用后移装置将模板靠紧混凝土完成提升工作。埋件施工流程如下:a.按图组装埋件系统，用螺栓将其固定在模板上。b.浇筑完成后，卸下螺栓M36×50，移开模板。c.将支座用受力螺栓装入爬锥。d.将模板支架吊装就位。e.插入安全销，确保模板与支座牢固连接。f.再次提升后，在吊平台上卸下受力螺栓、支座和爬锥以备再用。4)模板固定调节横肋下的调节座，使外模面板下部包住已浇混凝土100 mm。

利用后移装置将模板调到下部紧紧地与已浇混凝土接触上。为更好的防止新浇混凝土时产生漏浆、错台现象，可在已浇混凝土与模板面板之间贴一层海绵胶条。旋转斜撑，调整模板的垂直度，穿上对拉螺杆，等待校模。

4 施工要点

4.1 墩身预埋件

在墩身混凝土浇筑前埋设爬锥，竖向位置为本节段准备浇筑混凝土顶部往下25 cm;水平方向爬锥间距不变，位置同每块模板斜撑主背楞，模板安装螺栓预留孔不予变换。爬锥、直径22 mm精轧螺纹钢与埋件板栓接，爬锥表面涂抹黄油并缠绕透明胶带，模板提升后可拆除爬锥，重复使用。

在模板就位前，通过模板面板上预留孔，将预埋件用M36×50的安装螺栓固定在模板上;每榀模板支架预埋2个爬锥，应严格控制爬锥距轴线距离及相对高差，确保模板拼装质量。

4.2 受力螺栓与支座的安装

混凝土浇筑完成后，卸下M36×50安装螺栓，后移模板，用受力螺栓将支座安装在预埋爬锥上。

4.3 模板支架就位

墩身混凝土强度达到10 MPa后将模板支架吊装就位，主梁三角架卡在受力螺栓上，插上销子，然后调整模板;吊装模板支架时人员不得同时起吊，模板到达埋件位置时通过平台过人进行加固。

4.4 预埋件的取出

在吊平台上用扳手和爬锥卸具将受力螺栓和爬锥取出，以便重复使用，同时用砂浆修整爬锥取出后留下的孔洞，保证混凝土的外观。

4.5 模板加固

墩身四角处模板通过45°的斜拉杆连接，角部形成企口形式，因为斜拉杆为45°方向受力，能有效保证模板角部不胀模不漏浆;同一平面模板接缝处背肋槽钢通过特制芯带连接，保证模板刚度。

4.6 混凝土施工

混凝土采用拌和楼集中拌和，输送泵输送至工作面与布料机连接，以便均匀布料;泵管利用墩身拉杆孔自下而上固定在墩身外侧。每节段施工高度控制在6 m以下，人员进入钢筋骨架内振捣。混凝土利用养护剂养护。

4.7 墩顶实体段施工

施工至墩顶实体段时，调整埋件标高使模板顶面与设计墩顶标高一致。

4.8 模板拆除

墩身施工完毕，拆除模板、斜撑主背楞及吊平台，主梁三角架保留，作为梁部0号块施工平台。

5 施工总结

变截面空心高墩采用塔机吊配合悬臂支架轻型爬模施工工法，成功的解决了变截面高墩施工进度缓慢及材料垂直运输问题，有效的提高了设备利用率和人员工作效率，安全快速优质的完成了墩身施工任务，墩身施工完毕后拆除模板系统，爬架部分作为梁部0号块托架施工平台，减少了材料投入，增加施工安全性，社会效益和经济效益显著。

壶口黄河特大桥采用高墩悬臂支架轻型爬模的施工方法，顺利完成了148 m的变截面高墩施工，爬模每节段提升就位时间12 h。2号，3号主墩月进度达36 m，有效的保证了施工安全与进度。墩身施工完毕后，检查轴线偏差3 mm，高程误差7 mm，节段间无明显施工缝，线形顺直，变截面与等截面衔接美观。

[1]李 刚.薄壁高墩施工技术及线型控制措施[J］.山西建筑，2010，36(17):312-313.