桥梁高墩液压自爬模施工技术研究

白笑菲

（中铁十五局集团第四工程有限公司，河南 新郑 451100）

0 引言

随着我国交通工程的快速发展和道路桥梁施工技术的日益进步，越来越多的桥梁朝着高墩大跨方向发展。在这些高墩大跨桥梁的施工过程中，由于涉及到跨河、跨铁路等因素，对场地以及安全要求更高。因此，如何在保证施工安全的前提下，提高施工效率，减少施工浪费，成为当前桥梁施工技术研究的重要内容。

传统的模板施工，不管是人工拼装模板，或者拼装成片后整体由机械吊装，都不及液压自爬模施工技术那般效率高。企业以效益为重，液压自爬模施工技术备受青睐。本文结合某立交桥工程，对桥梁高墩液压自爬模施工技术进行研究。

1 项目概况

本研究以在建沿太行高速公路上跨太焦铁路立交桥工程项目为例，该工程项目12#主墩设计为薄壁空心墩，墩身横桥向尺寸11.3m，顺桥向尺寸3.5m，墩高57m，墩身下设尺寸为16.5m×12m×4m承台。墩身每节段施工高度控制在4.5m，单幅共计13节段，采用液压自爬模施工技术。

2 液压自爬模工作施工技术原理及构造

2.1 液压自爬模工作施工技术原理

液压自爬模的顶升运动通过液压油缸的精准控制，实现导轨和爬架的交替提升，在此过程中，导轨和爬架能够独立移动，保障了施工的灵活性。当爬架稳定工作时，两者共同承担支撑作用，无需相对运动。退模后，通过精确调整上下换向盒，液压系统会协调导轨的顶升，确保其准确落在预设位置。爬架的提升则是在解除所有拉结后进行，这一过程中导轨保持静止。如此交替升降的机制，确保了爬模架沿着桥墩稳步上升，逐层提升至预设高度[1-2]。

2.2 液压自爬模系统构造

液压自爬模系统由4个主要部分组成：模板系统、埋件系统、支架系统和液压系统，如图1所示。

图1 液压自爬模结构示意图

2.2.1 模板系统

模板系统是液压自爬模的核心组成部分，由国产优质木板面板、H20 工字木梁、横向背楞和专用连接件构成。面板厚度为18mm，通过自攻螺丝与竖肋（H20木工字梁）正面连接，而竖肋则通过专用连接爪与横肋（双槽钢背楞）连接。大模板上部设有两个吊钩，阳角部位通过斜拉杆固定，增强模板的稳固性和整体性。模板高度为465cm，配有5 道水平背楞，间距最大为115cm，以适应450cm 的浇筑高度。标准模板最重2.5t，下部包裹10cm，上部突出5cm，如图2所示。

图2 模板拼装图

2.2.2 埋件系统

墩身外侧爬模机位的埋件系统，以标准双埋件方式实施，包含埋件板、高强螺杆、爬锥及受力螺栓。这些构件在施工中依照爬轨位置预先设置，以确保系统稳固。埋件之间的平面距离设定为300mm，提供充足的支持。系统中使用D20 直径、45#钢材的螺杆和M42直径、10.9级的受力螺栓，以增强整体结构的稳定性。

2.2.3 支架系统

爬模架体整体立面有4 层平台，分别为上平台、主平台、液压平台和吊平台。

上平台宽1m，挑架布置间距1.3m，作为绑扎钢筋及浇筑混凝土施工平台；主平台宽2.8m，平台梁使用双拼20 槽钢，作为合模加固及后移退模平台；液压平台宽2.8m，作为爬模爬升过程中液压操作施工平台；吊平台宽2m，使用16 槽钢加工，作为周转及已浇筑混凝土面修饰施工作业平台。

平台板采用4.5mm 厚的花纹钢跳板，部分区域用钢板加固。花纹钢跳板的设计旨在提供防火、防滑和耐腐蚀功能。平台之间通过带人洞的斜梯相连。为了确保高空作业的安全，外部防护采用了孔径5mm 的密孔钢板网，具备0.65 的挡风系数,平台防护高度1.5m。这种钢板网在满足安全和耐用需求的同时，也为架体外观带来美观和整洁的效果[3-4]。

2.2.4 液压系统

液压自爬模的爬升过程由液压系统驱动，该系统包括换向盒、液压缸、泵站和配电柜。每个爬升位置都配有独立的动力和控制装置。液压缸的额定压力可达25MPa。

本工程单墩墩身外侧共布置8 个机位，单侧横向面4 个机位。这些位置从开始安装直至顶部完成，位置和数量保持不变，确保整个爬升过程的连续性和施工效率。

3 液压爬模施工工艺

在液压爬模施工工艺中，根据空心墩的尺寸，首次施工的浇筑高度定为4.6m，使用外侧液压爬模模板。墩底的实心与空心交接部分采用异型木模板，内部通过拉杆与内模对拉进行稳固，同时内模由钢管井支架支撑，外侧则搭设有钢管支架平台。劲性骨架和钢筋的垂直运输及安装均依靠起重设备完成，安装爬模预埋件并浇筑混凝土。首节墩身混凝土达到足够强度后，开始进行模板的拆除工作，并对墩顶进行凿毛处理，确保混凝土表面清洁，为后续施工做好准备。

利用首节墩身预埋件，依次安装埋件系统、液压平台。在液压平台上安装模板后移平台（主平台），利用主平台进行第二节墩身钢筋的绑扎。同首节施工，安装爬模预埋件并进行合模加固。预埋件位置安装准确，保证模板能够顺利地沿着导轨进行升降。完成上述工作后，进行第二次4.5m高度的混凝土浇筑。

当第二节墩身的混凝土强度达到要求后，开始进行模板的后移操作，为下一阶段的施工腾出空间。安装新的导轨和液压系统并将架体爬升至下一节段（第三节），在液压平台下安装吊平台，吊平台可用于后续已浇筑混凝土节段修复。至此，液压爬模已全部安装完毕。

利用爬模平台，再次进行墩身劲性骨架的安装和钢筋的绑扎工作，同时安装新的预埋件，为下一次混凝土浇筑做好准备。后续通过不断循环架体爬升流程，直至墩身的施工全部完成[5]。

3.1 爬升流程

（1）墩身支模，安装预埋件并浇筑混凝土。

（2）混凝土满足强度要求，拆除模板拉杆，拔出模板后移装置上的齿轮销，使模板后移。利用螺栓紧固安装附墙装置。

（3）提升导轨并拆除下端埋件后提升架体。

（4）继续绑扎下一节段钢筋，然后安装预埋件，合模浇筑下一节段混凝土。

架体爬升流程，如图3所示。

图3 架体爬升流程图

3.2 埋件安装

根据爬模设计图纸进行墩身预埋件安装，预埋件用扎丝绑牢或焊接牢固，使其在混凝土施工时不易移动偏位，预埋件要求安装位置准确、不遗漏。

3.3 模板安装及拆除

首节墩身模板采用爬模外模，利用施工塔吊（或汽车吊）进行安装。

模板安装前，应先认真检查模板。模板表面必须保证打磨干净，并涂刷清水脱模剂。按自下而上的顺序进行安装。四侧模板全部就位后要随即进行校正，安装连接螺栓和斜拉杆，模板之间采用双面胶密贴，防止漏浆。

外侧模板和内模板之间使用D20 高强度螺杆进行对拉固定，螺杆的布置间距保持在不超过1200mm。采用D20 蝶形螺母和垫片将拉杆紧固，以确保结构的稳固性和安全性。墩身实心段两侧外模对拉，中间为直径不小于22mm 的螺纹钢筋(钢筋拉力>103kN，当所用钢筋伸长量>10mm时，应对对拉螺杆进行预内紧，以保证浇筑后墩身尺寸精度)，两侧焊接D20 拉杆。首层实心段预埋钢筋和两侧焊接短D20 螺杆为一次性使用（钢筋与螺杆间焊缝长度不小于120mm，焊高8mm）。内模如为散拼模板，应通过增加自身刚度与外模匹配。

在混凝土达到规定的强度后，应进行拆模操作。首先，要拆除所有的穿墙螺栓和阳角斜杆，并取出发射器斜杆在内的全部拉杆。接下来，拔掉模板上的齿形销钉，将模板向后移动至预定位置（移动距离在600～700mm之间），并插入后移插销。

模板拆除后，要对结构的棱角部分进行保护，以防损伤。清洁模板表面时，可用水或者脱模溶剂，并使用毛刷去除混凝土粘结块，需要注意的是不能使用钢制工具，避免损伤模板。若使用水渗性脱模剂，可用清水清洗。

大模板转移时，要确保稳固安放。将模板竖直放置，严禁水平重叠堆放，避免模板表面压伤。

3.4 爬模拆除

根据规定，拆除爬模装置前必须清晰规划平面和竖向的拆除顺序，须准备好满足吊重要求的汽车吊等吊装设备；在拆除爬模装置时，应遵循顺时针或逆时针方向，逐个单元地进行拆卸。

完成最后一层施工后开始爬升，然后依次拆除：模板→上支架→导轨→主平台→下架体→剩余挂座、爬锥→拆除完成。

（1）使用塔吊或汽车吊拆除主平台及以上部分包括模板和桁架系统，确保安全落至地面。

（2）抽出导轨。

（3）在拆卸液压爬模时，首先应拆除液压和配电装置。先移除控制台主平台上的跳板，然后使用吊装设备将其吊出。

（4）通过使用吊平台，拆除下层的附墙装置和爬锥，并将其吊至地面。

（5）首先整体拆除主平台，利用塔吊将主梁三脚架和吊平台提升到合适高度，然后拆除最上层的附墙装置和爬锥，并对相应孔洞进行修补。

（6）操作人员卸下相关组件后，使用吊装设备将最后的架体部分降下。

4 液压爬模施工安全注意事项

根据在建沿太行高速公路上跨太焦铁路立交桥工程项目实际情况，对该项目液压爬模施工安全提出以下9项注意事项：

（1）在安装埋件和挂座时务必佩戴安全带和防护装备，确保螺杆和爬锥连接牢固。浇筑混凝土后，要及时轻敲推销，防止爬锥卡死。

（2）混凝土强度必须达到10MPa以上才可进行爬升。

（3）避免在光线不足的夜间或恶劣天气如雷雨、大风、大雾、大雪中作业。

（4）液压泵应由专人操作，压力不超过16MPa。爬模作业时，非操作人员应离开架体。

（5）爬模周围3m 设置警戒线，警戒所有人员不得入内，防止物体坠落造成伤害。

（6）操作前根据检查清单，应检查设备正常，架体不得堆放过多物料，一切符合程序方可进行爬模。

（7）爬模液压系统由专业人员进行操作，施工前要进行专业培训，严禁他人随意操作。

（8）爬模严禁随意堆放重物，爬升前需要对爬架杂物进行清理。

（9）施工中，定期检查预埋爬锥和配套螺栓等配件，如有异常及时替换。

5 结束语

太行高速公路上跨太焦铁路立交桥工程项目采用液压自爬模施工技术，不仅模板结构简明，安装和操作方便，施工速度也很高效。实践证明，该技术依靠内置的液压系统作为动力，使得液压自爬模在无需额外起重设备的情况下，便可实现快速、安全的爬升，适用于直爬和斜爬，是高墩施工的首要选择。