3、墩身爬模施工工艺工法

墩身爬模施工工艺工法

（QB/ZTYJGYGF-QL-0403-2011）

桥梁工程有限公司罗孝德静国锋

1 前言

1.1 工艺工法概况

液压自爬模是现浇高耸钢筋混凝土结构的一项较为先进的施工工艺。它包括预埋件系统、模板系统、爬架系统及动力爬升系统四部分。在施工中由于模板及爬架系统的提升动力不同引起施工操作的变化。常见的有：液压式、牛腿顶升式及模板和爬架互为依托交替爬升等多种形式。

1.2 工艺原理

把已浇筑的混凝土墩阶段为承力主体，以预埋爬锥为支撑点、液压顶升系统为动力，推动爬架及模板系统交替上升。随着模板内不断浇筑混凝土和绑扎钢筋,动力系统不断提升模板系统来完成墩身的混凝土施工。

2 工艺工法特点

2.1 结构简单，加工方便，制造成本低。

2.2 爬架刚度大，工作平台稳定、可靠，不易发生扭转，墩身线形易于控制。

2.3 液压提升系统自动化程度高，操作简便，施工速度快，劳动强度低。

2.4 与内爬式翻升钢模板系统相比，本工法无须在墩身内预埋支承杆件或套管，解决了套管或顶杆与混凝土粘连的施工难题，简化了施工工艺，省工、省料，提高了经济效益。

2.5 模板附有吊架及全封闭安全网，施工安全可靠。

3 适用范围

本工法适用于铁路和公路桥梁不同形式、不同坡率及变坡高墩施工。也可用于水塔、烟囱等高耸构筑物的施工。

4 主要技术标准

《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041）

《公路斜拉桥设计规范》（JTJ027）

《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025）

《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）

《公路工程质量检验评定标准》（JTGB80-1）

《铁路桥涵施工规范》（TB 10203）

《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10415）

5 施工方法

将工作平台经爬架装置支承于墩身模板上，并用穿心式千斤顶将其提升至一定高度(一般为一节模板高度)。平台上悬挂吊架，在吊架上进行模板的拆卸、提升、安装及钢筋绑扎等作业。混凝土的灌注、捣固、吊架移动及中线控制等作业则在工作平台上进行。对空心高墩，模板采用的是大块钢模板或小块钢模板组拼成的大块模板，内模采用小块定型钢模和木模组拼，内外模加固，采用内撑外拉。通过在已浇节段混凝土的预留件（或预留孔）安装托架来锁定模板下端，利用模板爬架动力提升模板，实现墩身混凝土的逐节浇筑。

6 工艺流程及操作要点

6.1 施工工艺流程

空心高墩爬模施工工艺流程见图1。

图1 墩身爬模施工工艺流程图

6.2 操作要点

6.2.1 模板工程

爬模施工工艺外模采用的是大块钢模板或小块钢模板组拼成的大块模板，内模采用小块定型钢模和木模组拼，内外模加固，采用内撑外拉。通过在已浇节段混凝土的预留件（或预留孔）安装托架来锁定模板下端，利用模板爬架动力提升模板。

1 模板设计。

1）外模设计。

（1）空心墩墩柱施工采用内部振捣器振捣时，主要受新浇混凝土对它的侧压力、冲击力，模板设计时所采用的荷载设计值，应取荷载标准值分别乘以相应的荷载分项系数γ1（见表1），然后组合而得。

表1 荷载分项系数γ1取值

a.新浇注混凝土作用于模板的最大侧压力按式（1）和式（2）计算，并取二式中的较小值：

1/2012=0.22c F t γββυ （1）

=c F H γ （2）

式中 F ——新浇注混凝土对模板的最大侧压力（kN/㎡）

γc——混凝土的重力密度（kN/m ³）

0t ——新浇混凝土的初凝时间（h ），可按实测确定。当缺乏资料时，可采用t=200/（T+15）。

T ——混凝土的温度（°）

ν——混凝土的浇注速度（m/h ）

H ——混凝土侧压力计算位置至新浇混凝土顶面的总高度（m ）

1β——外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2

2β——混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm 时，取0.85；50～90mm 时，取1.0；110～150mm 时，取1.15。

b.混凝土下料对模板的冲击力，按表2《倾倒混凝土时产生的水平荷载》采用。

表2 倾倒混凝土时产生的水平荷载

（2）模板主要是由钢面板、槽钢或角钢纵肋、两根槽钢组合的横肋和穿墙拉杆等组成，其结构如图2。

图2 模板构造图

模板按照五跨连续梁计算，模板承受弯距值和挠度值需要的厚度按式（3）、（4）、（5）、（6）计算，取二者最小值。

按弯矩需要的厚度按下式计算：

（3）

整理得

（4）

按挠度需要的厚度按下式计算：

（

5）

整理得

（6）

式中 M ——模板承受的弯距（N·mm）；

q ——模型所承受的设计线荷载（N/mm ）；

1l ——肋的间距（mm ）；

b ——模板的宽度（mm ）；

h ——模板的厚度（mm ）；

E ——模板的弹性模量；

I ——模板截面惯性距，312I bh =；

m f ——模板的强度设计值（N/mm2）。

（3）肋条纵或背楞检算。

纵肋为模板的支承，其间距1l 由侧模板刚度来控制，纵肋由横肋来支撑，按两跨连续梁计算，其挠度按式（7）、（8）计算。

[]4122/100/500f t w K q l E I w l =≤= （7）

整理得

()1/3

21/4t f l E I K q = （8）

式中 2l ——横肋间距（mm ）；

ω——模板挠度（mm ）；

[ω]——模板容许挠度l2/500 ；

E t ——槽钢弹性模量；

I ——模板截面得惯性距，I ＝1/12bh 3；

b ——模板宽度（mm ）；

h ——模板厚度（mm ）；

w K ——系数，两跨连续梁，K W ＝0.521；

1q ——侧压力线荷载。

（4）横肋的截面选择

如图3所示（可根据各自墩身截面另行设计）：