爬模在高墩工程施工中的优势

杨旭平

摘 要：本文对爬模的分類、组成、作用和工作原理的介绍和在G310线大力加山至循化公路路基1标卧龙沟4号大桥高墩实施的结果详细阐述了爬模施工的优势。

关键词：爬模；高墩；架体；塔吊

中图分类号：U445 文献标志码：A

1 爬模施工法是高墩工程施工中最有优势的一种

高桥墩的特点是墩身高、重心高、相对于墩身高度截面面积小、墩身柔度大、施工精度要求高，轴线控制难度大，施工缝处理要求高。高墩柱既受压，还要承受复杂的扭矩、弯矩作用，因此，要求保证高墩柱有一定的柔度，所以在荷载和各种因素作用下会有一定的摆动和弯曲，在如此复杂的受力环境下，高墩柱的施工质量必然要求很高，而高墩柱施工缝的处理要到位，否则就会成为墩身受力薄弱点。G310线大力加山至循化公路路基1标卧龙沟4号大桥有变截面高墩16座，高度70m～104m，数量多、工程规模巨大，工期紧，因此需要投入相当多的模板及机械设备。因单座高墩柱施工周期长，又受到总工期的限制，为了保证整体工程进度，高墩柱需要采用平行作业法组织施工，且每座墩身配备至少6 m以上高度的模板，让其自成施工体系，这样就需要投入相当多的模板。另外受墩身高度及地形条件的限制，卧龙沟4号大桥高墩柱施工须要配备大吨位的塔吊，且该大桥高墩身数量多，需要投入的机械设备也多。

通过比较支架法、翻模法、爬模法等施工方法，卧龙沟4号大桥高墩柱施工最理想的施工方法就是爬模施工法。它集工作平台、 支架、模板、爬升升设备于一身，能自行交替垂直爬升、下降，是一种满足了翻模施工要求的多层功能架体爬升工艺，极大地简化了高墩柱施工工序。通过简化施工工序，提高施工效率，实现了缩短施工周期的目的。采用爬模施工法，不仅节省施工材料，施工速度快，而且混凝土表面光滑美观，是目前高墩施工中最有优势的施工方法， 卧龙沟4号大桥高墩施工就采用了这一施工方法。

2 爬模在卧龙沟4号大桥高墩柱施工中的应用

2.1 卧龙沟4号大桥概况

卧龙沟4号大桥高墩形式有等截面矩形空心薄壁墩身，采用翻模施工法施工，变截面矩形空心薄壁墩身，采用爬模施工法施工。其中3#～10#墩为变截面空心薄壁墩，墩身高70m～103m，底口尺寸7.218m×5.718m-8.088m×6.588m，上口尺寸5.5m×4.0m-5.5m×4.0m。详图见图1。

2.2 爬模分类

爬模分为有架体和无架体爬模两种。根据墩柱截面形状特点及塔机支撑、垂直运输条件、 横梁支撑、施工人员的攀登条件和施工安全等因素，决定卧龙沟4号大桥高墩柱采用有架体爬模。以下针对有架体爬模施工展开论述。

2.3 爬模的主要工作原理

爬模顶升过程是由爬升千斤顶对导轨和爬架交替顶升来达到的。爬架与导轨是互不相联的，两者可相对运动。在爬架运行过程中，爬架和导轨一直是支撑在埋件支座上，它们之间相对是静止的。脱完模，即刻将承载螺栓、挂座体、埋件支座安装在脱模后留下的爬锥上，顶升导轨是通过调整上、下换向盒棘爪方向来实现的。当导轨顶升到位，在新安装埋件支座上就位后，立即拆除埋件支座、爬锥等下平台处导轨提升后露出的部件。再解除爬架上所有拉结，调整上下棘爪方向后启动油缸，爬架顶升就可以开始了。这时候爬架相对于导轨在运动，导轨静止的，通过导轨和爬架这种交替附着在墩柱上，相互提升，爬架带着爬模系统即可沿着墩身上预留的爬锥逐层提升。

2.4 卧龙沟4号大桥使用爬模的组成及作用

液压爬模针对卧龙沟4号大桥3#-10#墩墩身内外模设计，外模配备液压爬模，内模使用井筒平台，标准浇注高度6.0m为竖直方向上的高度，模板实际设计高度为6.33m。

（1）液压爬模架体

液压爬模架体主要由上架体、下架体、提升系统、埋件系统组成。一个墩身共设计使用14榀下架体和16榀上架体。架体总高度为17.8m，最宽平台（主平台）宽2.8m。其中下架体部分共3层平台：即主平台、液压操作平台（主要用于爬升导轨和架体操作）、吊平台（主要用于拆除预埋系统、混凝土修补等）。上架体采用桁架形式，主要用于支撑模板部分。上架体的3层平台主要用于钢筋绑扎（上平台）、模板安装、对拉螺杆的安装、拆模、合模和校正模板等。

（2）模板体系

模板由胶合板、槽钢背楞、木工字梁、吊钩、连接爪等构件组成，采用木梁胶合模板体系。在后场根据施工图纸将模板体系拼装完成。

内模标准节段采用与外膜相同的木梁胶合模板，操作平台采用井字架平台，在塔壁上预埋爬锥，安装爬锥挂件，将内模平台支撑在爬锥挂件上，平台主梁采用双10][槽钢，分配梁采用20木工字梁，面板满铺3cm厚木板（预留人洞），平台下可以悬挂吊篮以方便埋件的拆除。内模平台采用手拉葫芦或者塔吊提升。

（3）安装液压爬模

爬架完成安装需浇注3次砼，爬架安装步骤如下：

第一步：拼接劲性骨架 → 绑扎钢筋 → 安装预埋件→安装模板 →测量校正→爬架起步段砼浇注及养护。

第二步：模板拆除→安装爬架的主平台、操作平台→绑扎钢筋→安装模板（形成主平台、中平台和上平台）→安装爬架预埋件→测量校正模板→砼浇注及养护。

第三步：拼接劲性骨架→绑扎钢筋→后移模板并插导轨→爬架爬升→爬升到位后安装吊平台→合模并预埋爬架预埋件→测量校正模板→砼浇注及养护。

2.5 卧龙沟4号大桥爬模施工简述

根据卧龙沟4号大桥墩柱设计的特点以及垂直运输情况， 墩身首节高度为6m，其作用在于给爬模的安装创造有利条件。首节外模板采用自爬模外组合模板，外模高6.33m，内模高6.15m，混凝土浇筑时的侧压力采用Ф20对拉螺杆来承受，预埋铁件在承台表面，设置加固支撑。

墩身节段进入正常施工，进行重复循环作业，每一个节段均为6.0m，每个节段主要工序包括：爬升-→接长主筋并进行钢筋绑扎-→关模、校核-→浇筑砼-→砼脱模、养护-→下一次爬升。液压爬模的施工流程如图2所示。

通过卧龙沟4号大桥高墩液压爬模的实施情况可以明显发现，爬模施工速度快，平均每3天一个节段，完成一个百米高墩，仅需68天，卧龙沟4号大桥共投入6套液压爬模，历时145天，完成所有高墩施工，完成1650m墩身，创造了青海省高墩最快施工记录，也保证了高墩施工任务按时完成。整桥高墩施工完成共节约施工成本200万元。墩身劲性骨架优化为与钢筋加工平台一体活动式的骨架，节省型材900t。

3 爬模施工之优点

3.1 安全作业有保障

爬模架体受力效果很好，采用双埋件，单个架体抗剪力不低于15t，这保证了高空施工的安全性。架体将墩柱围成封闭的平台，真正做到了“墩在架中，人在架里”，大大提高了施工的安全性。

3.2 缓解了施工垂直运输矛盾

因高耸工程作业面小， 安装模板， 搭设脚手等所用物件都需要靠塔吊来完成。爬模施工利用其自身动力爬升，无需塔吊，缓解吊点紧张的同时打开多个作业面，加快了施工速度。

3.3 施工简便，质量有保证

爬模施工利用其自身动力爬升，模板无需塔吊安装，模板与爬架形成体系，模板不会悬空，在高空作业和风力影响下， 不会出现模板“放风筝”和模板安装难以就位等情况。架体自动导向定位，减少重复测量校正工作，施工更加简单方便，且安装好的模板平直无接缝。成型砼表面平整，层与层之间接缝也比较好。

3.4 节省成本和时间

由于爬模的架体是附着在已浇好的砼柱上，并靠自身动力系统使爬架和模板相互爬升，不用再支模、拆模、搭设脚手架和运输等工作， 节省了搭设脚手架和满堂支架来进行模板施工的大量材料、人工和时间，也省去了大量反复装拆工作所用的塔吊运输，使塔吊节省更多时间来保证钢筋和其他材料的运输，保证了混凝土连续浇筑，施工速度快，可避免施工缝等，大大节省工期。总之，实践证明，从工作原理、结构到施工效果，爬模是目前高墩柱施工最有优势的施工方法。

参考文献

[1]应惠清.建筑施工技术[M].：上海：同济大学出版社，2006.

[2]夏辉，赵云霞.斜拉桥主塔施工技术要点分析研究[J].大陆桥视野，2016（4）：122-123.