爬模在高桥薄壁空心墩中的应用.docx
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爬模在高桥薄壁空心墩中的应用
下湖口Ⅱ号大桥高桥墩施工方案
一、工程概况：
下湖口Ⅱ号大桥位于永武高速公路A3标段，分左右两线。
左线桥里程中心为K40+120处为4*30米预应力混凝土刚构T梁，全长170米。
右线桥中心里程为K40+121，3*40预应力混凝土刚构T梁+4*40米预应力混凝土刚构-连续混合体系，桥全长288米。
基础为钻孔桩基础和扩大基础。
重力式桥台，桥墩为薄壁空心墩和实体桥墩。
1个空心墩，其余为实心桥墩，最高墩身H为52米。
上部都为五孔一联预应力砼40m刚构T型梁，桥面宽度12.25米，共计T梁55片，每片吊装重量133.4T，双导梁架设，采用“先简后连”法施工。
盖梁以下墩身截面为矩形薄壁双孔室空心墩、矩形实心墩。
空心墩每孔长宽为2.45m×1.6m。
每孔的四角设置0.4m×0.4m的倒角。
空心墩身外轮廓形状为6.5m×2.8m的矩型。
实心墩外轮廓为6.5m×2.2m从上到下尺寸一致。
如图所示，墩身下部0.8米高度内为实心，往上高度1.5m和墩身上部周边从1m变至0.6m，上部周边则从0.6m变至1m，是为防止应力集中而设计的。
墩身中段的壁厚为0.6m。
隔墙没有设置变截面，从上到下，壁厚均为0.6m。
墩身上下两头各1.5m内，即实心和变截面部分，按常规方法施工，绑扎钢筋，立模定位后，浇筑砼。
墩身上部从空心变实心时，在内侧变截面段的适当位置，预埋空心方钢，每孔室4根，拆模后方钢伸出内侧空间30cm。
成为铺设方木和实心部分底模之前，必须将孔内所有东西清除干净。
盖梁施工则在实心段外侧预埋钢管，管中穿粗螺栓，以此为支点搁置工字钢作大梁，实现无支撑立模后，从中间向两端浇筑盖梁混凝土。
壁厚为0.6m的薄壁空心墩及实心桥墩采用爬模技术工艺施工。
墩柱外形用4块模板拼装而成，采用拉杆控制墩模的外形尺寸正确。
每节模板高度采用4.0米拼成。
利用提升井架配合拆装模板，利用塔吊提升物料及小型设备。
二、组织机构
三、施工方案
（一）实心墩
1、用4米高的一套钢模板为一节，逐节向上提升浇筑到顶。
下糊口Ⅱ高架桥桥墩最高，需提升墩模9到10次将等截面积墩柱全部浇筑完毕，然后浇筑盖梁。
2、提升时不将钢模板卸开，仅松解螺栓，使四周面板离开墩身混凝土表面约1cm，在面板仍连成整体的情况下向上提升。
落在顶层对拉螺栓上，再拧紧螺栓完成模板再安装工作。
3、等截面的墩柱部分浇筑完成后，4米高等截面模板落地卸解，换上盖梁钢模。
在松解的状态下提升到位，拧紧螺栓即完成顶端盖梁钢模的安装工作，等待浇筑盖梁的混凝土。
4、为省去外脚手搭拆工作量，设想在模板外侧焊设脚手，使脚手架随模板整体提升，不但能免除搭设落地脚手架，还可免除对升落钢模板的干扰。
5、为了混凝土接缝处墩面平整美观，需采用以下措施：
①制作4米高的墩模时，上、下口的几何形状力求全等，制作误差越小越好；②提升且安装好上节钢模后，即对钢模与墩面间的水平缝隙进行堵缝处理，以防漏浆污染下节墩身表面；③拆模后如感接缝欠佳，可立即修理，以免日后修理时新老水泥粘结不牢而易掉落，修理时要注意新老色调一致。
6、本工程中3个板式实心桥墩，钢模板设计成两个大面模板，两个小面模板，高度均为4米。
组装时将大面模板用对拉螺栓拉住，两端各放入小面模板一块，拧紧对拉螺栓，然后用顶紧螺栓将小面模板顶紧在大面模板上成型，用10号槽钢与5mm厚钢板相焊为框架，大面模板用10号槽钢，间距为500mm，由5根M25对拉螺栓来承受混凝土水平压力，对拉螺栓间距为1400mm，并采用伸出模板外的塑料套管，以防水泥浆漏入套管内粘住对拉螺栓，使对拉螺栓无法回收。
每500mm一层槽钢框架间用5×100扁钢间距为440作竖肋，作为5mm厚钢板的双向支承件，并用以增强模板的竖向刚度。
7、在下糊口Ⅱ高架桥墩模中，在钢模外侧，再焊上角钢作脚手架的框架，层高1.5米，下铺木板为走道，其下还可挂一层悬挂脚手，用以修饰墩面。
8、当新浇筑混凝土满一天后，整体模板需向上提升安装时，其作业顺序是：
①悬挂吊绳，使11吨重的钢模转由提升架承建；②抽出混凝土中的所有对拉螺栓；③在四角退丝，退出顶紧螺栓约10mm；④退丝松动大、小面板间的连接螺栓约15mm；⑤松动模板，使之脱离墩身混凝土表面；⑥用约Φ14圆钢制成的尖钩，从大、小面板间的缝隙中钩住在连接螺栓上，使模板空间尺寸大于墩身截面每边平均约10mm；⑦向上提升整体钢模到位后，在已浇筑混凝土上部且在钢模底下方插入一层对拉螺栓，然后将钢模落在对拉螺栓上；⑧清模和涂脱模剂后，摘除连接螺栓上的所有挂钩；⑨在绑扎钢筋合格后，即可拧紧顶紧螺栓和连接螺栓，同时利用予埋混凝土顶部钢构件调整好模板的垂直度；⑩拧紧对拉螺栓，堵塞已浇筑混凝土顶处的板缝，即可等待浇筑新一节的混凝土。
至于脚手架，则始终附着在钢模上，在松解、提升、安装过程中无需作任何操作。
9、整体提升大型钢模板的设备，设计万能脚手架焊接成1.4×2m井架，井架上固定型钢横担制作成提升架。
提升架下端用枕木作为底座，底座固定在混凝土顶部预埋钢筋上从而固定提升井架。
提升井架用塔吊进行垂直运输。
10、本桥的混凝土垂直运输用塔吊来解决。
施工人员上下作业利用落地式门式脚手架附设走梯来解决。
11、新工艺实施的效果明显。
1）、工效高，因钢模板不需大拆大装，甚至落地滑膜涂油，因而大量节约工时，所用工时，约为原来的10-20%，节约效果明显。
2）、施工文明、安全。
老工艺需要大拆大卸，或甚至逐片落地清模涂油，需占用现场场地。
新工艺则稍将模板松开，原位提升安装，操作少，占用场地小，提升与安装平稳，故施工更为文明和安全。
3）、模板完好率高，损伤小，老工艺因大拆大卸，模板与模板，或与脚手、或与地面碰撞机会多，因此损伤也多。
新工艺在提升安装，或落地拆卸时，都比老工艺文明，因此新工艺具有模板完好率高，损伤少，周转使用率高，维修费用少等优点。
4）、零件丢失少。
新工艺在提升安装和落模时，高空中不拆装螺栓，仅对螺栓作松或紧的操作，故螺栓，垫圈等零件丢失甚少。
5）、无脚手架的干扰。
老工艺常需落地脚手架相配合才能施工。
在模板提升，或落地清模涂油时常受脚手架干扰、均需数人用绳牵引并观察，以免与脚手架相撞。
新工艺可将脚手做在钢模上，不但提升安装时无此干扰，就是等截面段完成后，落地拆除，换入盖梁模板时，也无脚手架与之干扰，故较老工艺方便安全得多。
6）、施工成本低，由于不搭设落地脚手架，模板周转次数多，零件无丢失，模板装拆快，工效高等因素，故施工成本较低。
7）、混凝土表面完整。
因模板不在高空大拆大装，无模板碰撞墩身，能保持墩身表面完整。
（二）空心墩
1、爬模组的结构
薄壁空心高墩是本工程施工的重点和难点工程，应用爬模工艺来完成。
爬升模板主要由底座、爬升井架、型钢横担、内外模板、手链葫芦、法兰调节器和操作平台等组成。
详情请见“爬升模板示意”图。
底座由槽钢组成，相对称两边挟置4个方钢偏心靴座，安装时插入薄壁砼墩身内侧预留孔内，以支撑爬升井架和全部施工荷载。
爬升井架由Φ48钢管脚手焊接而成，高度10米，分成两节。
下节与底座相连，立足于墩壁的内侧预留孔上；上节与井字型钢横担相接。
两个爬升井架分别置身于两个空心室内，两个井架的第二节用横管联结牢靠。
内外模板同高，均为3.8m。
内模由胶合板组成两个筒模。
外模由厚度为4mm的钢模组成4块大模板，通过螺栓连成整体。
手链葫芦由连轮盘、倒卡和链条组成，吊挂于型钢横担上。
两个井架内外分别安装手链葫芦2T和3T各7个。
法兰调节器设置两层，四面与混凝土内壁顶紧，调节爬升架处于垂直状态。
操作平台分上下两层，上层在外模上口外侧，图中未示出，下层在井架底座上，为浇筑混凝土时使用，兼有高空安全防护功能。
2、薄壁墩爬模的工艺流程
本工程混凝土的垂直运输采用QT60型塔式起重机配吊斗吊装，充分利用塔吊配合爬模施工，如装卸爬升井架和模板等。
当基坑逐层对称回填压实比原地面稍高时，铺设30cm碎石垫层和槽钢，作为塔吊的底座。
安装在墩体附近，塔身利用墩体结构的刚度作附着。
因墩身高而分节段施工，每节段3.8m，每次浇筑混凝土53.6m3。
根据QT60型塔吊配合JS500强制式混凝土搅拌站的生产能力，约需6小时完成。
由于墩身的逐段升高，在墩身的外侧，预埋钢板锚固塔身，使塔吊随墩身的升高而逐节升高。
这样安装塔吊，不管是台风还是吊装物件，塔吊始终都保持无恙。
3、爬升模板的安装与使用
在墩体混凝土下节的内壁，预留上下两层孔洞，每孔室每层4个，尺寸为15cm×15cm×15cm。
利用塔吊将地面拼装好的底座和第一节爬升井架吊入墩壁孔室空间，偏心靴座伸入下层预留孔内，爬升井架立足于此。
然后，吊入第二节与第一节相连。
应用法兰调节器使爬升井架顶紧在四面的砼内壁上。
并校正垂直度及方正在误差范围内。
用机械连接接头沿墩高方向接长钢筋，逐根现场连接主筋，每隔一根错开35d接头，以保证在同一截面上钢筋接头面积不超过50%。
钢筋绑扎好后，先安装内模，后安装外模。
安装外模前先放入定距砼垫块，4层平拉杆夹具对称分次锁紧。
联接所有模板的联结件，使内外模形成整体，装好手链葫芦，校验合格后便可浇筑薄壁砼。
砼的水平运输从拌和站到施工点用混凝土运输车。
运用塔吊配吊斗吊装浇筑砼。
分层浇筑，每层厚度以0.3m为宜，层层振捣密实。
当浇筑砼强度达到2.5Mpa后，拔出穿墙平拉杆，卸下所有联结螺栓，缩小筒模，依托井架，手拉链绳，缓慢爬升内筒模一个行程3.8m。
到位后重新组装内筒模，还原正确位置。
接长并绑扎钢筋，放入定距砼垫块。
逐片卸下外模联接件，依托井架，对称手拉链绳，分两次同步爬升外模一个行程3.8m。
到位后，连接内外模板，形成新的整体，调校内外模的平拉杆，锁紧所有联接件。
运用塔吊吊装井架，拆下井架的横向联结管，每个井架单独爬升。
使底座中的偏心靴座沿着墩体内壁爬升一个行程，就位于新浇筑的预留孔内，应用法兰调节器顶紧砼内壁，使井架处于新的正确位置上。
井架、模板等各种设备经检查无误后，分层浇筑砼，当砼养护至2.5Mpa后，进入下一个循环。
模板采用对称同步爬升，其目的在于使井架始终处于受力的平衡状态。
不允许单面爬升模板，防止偏心受力而使井架偏斜。
反复循环分节段浇筑薄壁高墩砼，塔吊的塔身逐段接高，模板和井架逐段爬升，直至浇完墩身砼。
4、爬升模板的拆除
利用QT60型塔式起重吊机拆除爬升模板的设备。
卸下联结螺栓，将模板吊到地面，堆放平整。
吊出第二节井架和型钢横担，接着将第一节井架和底座同时吊出。
5、爬升模板的特点
1）、爬模的工作原理是应用杠杆平衡理论，采用中心支撑，两边对称手拉链绳，缓慢垂直爬升模板的方法进行施工。
整个爬升系统始终维持力的平衡状态，相对应两面模板应同时安装，同时爬升，避免单边受力，防止井架偏斜。
2）、由于底座装有不可逆的空心方钢偏心靴座，井架在爬升时只能上升，不会下降。
一旦下滑，顷刻间偏心靴座顶紧砼壁面，不再下降。
3）、模板爬升前卸下所有联结螺栓，爬升时分块进行，各单元独立对称爬升。
爬升完毕，及时安装连接件，固定后又联成整体。
在模板爬升过程中要做到稳起稳落，平稳就位，防止大幅度摆动和碰撞。
并要求在一个工作台班内完成，不宜中途交接班。
4）、爬升井架和内外模板只能垂直向上爬升，因此墩体变截面部分，改常规方法立模浇筑砼。
6、爬模施工注意事项
1）、爬升井架垂直度允许偏差：
井架最高点水平位移≤30mm。
方正的允许误差控制在±10mm以内。
因此预留孔洞位置必须相对精确，以减少法兰调节器的调节幅度。
2）、模板安装时，螺栓先临时固定，待就位校正后方可正式固定，所有联结螺栓不可漏拧。
3）、安装模板时，要严格控制空心墩四角边线的垂直度和方正程度。
并且在模板的四角设海棉防渗条，使模板密贴不漏浆。
4）、分段施工的接缝处理：
拆模后在墩体砼上口，外侧周边沿水平方向用切割机切平，凿除清洗干净后立模，逐节调整误差，避免累积误差的出现，脱模后接缝成一条水平线。
5）、预留孔洞在拆模后，用与墩体同标号的小石砼补实。
其表面用3：
1的本体水泥和白色水泥，加水混合成团，涂于表层，用钢曼刀压实括平，使新砼与原来砼颜色一致。
6）、按高空作业的规程操作，佩戴安全帽，系安全绳，设置安全防护设施，由专业人员组织指挥。
遇六级以上的大风，停止高空作业。
7、门式钢管脚手架
本工程采用落地门式钢管脚手架搭设作业人员垂直上下通道。
搭设MF1219行门式脚手架，从现行行业标准《门式钢管脚手架》查得搭设高度为60米，满足本工程。
三、安全、质量保证措施：
1、安全保证措施：
制订安全综合保证措施：
工程开工前，建立健全各项安全制度及防护措施，各类机械的运行规则及安全作业制度，用电安全须知及电路架设养护作业制度，便道便桥通行及养护作业制度，高空安全作业制度，搭设、拆除脚手架安全作业制度，施工现场保安制度，工区防洪、防火、防风措施，有关劳动保护法规定的执行措施。
深化安全教育，强化安全意识。
工作人员上岗前必须进行技术培训和安全教育，牢记"安全第一、预防为主"的宗旨，安全员坚持持证上岗。
抓好现场管理，搞好文明施工。
抓好现场管理是做好安全工作的一个重要环节，易燃易爆品妥善保管，工程材料的合理堆放，各种交通、施工信号标识明晰，正确使用风水管路及供电线路，施工工序有条不紊，做到文明施工，保证安全生产。
实行项目经理负责制，明确项目经理在施工安全管理中的主体地位，在施工过程中对本项目的施工安全负全面责任。
项目经理是法定代表人在工程项目上最高的全权代理人，在安全生产方面对法定代表人负责，对本项目安全负总的组织领导责任。
全面落实安全生产责任制，做到责权利相统一，层层签订安全生产包保责任状，把安全生产职责落实到每一级领导，落实到每一个工点、每一道工序、每一个职工。
严格考核，奖罚严明。
项目部和工程队均要成立安全生产领导小组，由项目经理（或工程队长）任组长。
其任务是：
定期召开安全生产会议，分析安全生产形势，总结和部署安全生产工作，组织安全培训教育，开展安全生产检查活动等。
安全质量部，配专职安全管理干部2名，工程队配专职安全员2名，班组配兼职安全员。
安检人员要挑选工作责任心强，有施工现场工作经验并经过安全管理培训的同志担任。
加强班组建设，执行“三工、三检”和“周一”安全活动，集思广益，发现问题，找出隐患，杜绝“三违”，把事故隐患消灭在萌芽状态。
认真实施标准化作业，严肃施工纪律和劳动纪律，杜绝违章指挥与违章操作，保证防护设施的投入，使安全生产建立在管理科学、技术先进、防护可靠的基础上。
安全管理保证体系框图
重点工程和技术复杂的新、难、重项目，不良气候条件下的危险性大的作业项目，要结合现场和实际情况，编制专门的安全措施，进行安全技术交底，由施工技术负责人和专职安全管理人员监督实施。
所有施工技术支架及工作平台，必须具有足够的刚度和强度，同时设置必要的安全防护设施，以确保施工安全。
所有作业人员通过门式钢管脚手架垂直上下，严禁用塔式起重机吊送作业人员。
2、质量保证措施：
成立以项目经理为组长，总工程师为副组长的质量管理组织机构，明确各级管理职责，管生产必须管质量，建立严格的考核制度，将经济效益与质量挂钩，质量管理组织机构详见图。
项目经理部成立质量领导小组，项目经理及总工程师分别任正、副组长，成员由质量、施工技术、物资设备、计划财务等部门负责人及各施工队长组成。
其中：
项目经理对本段工程质量承担主要责任，施工队长对施工质量承担直接责任，并严格实行工程质量终身负责制。
质量管理领导小组负责定期组织质量检查、召开质量分析会议，检查、分析质量保证计划的执行情况，及时发现问题，研究改进措施，积极推动项目经理部全面质量管理工作的深入开展。
1）集料保持清洁、坚硬、坚韧、耐久、无外包层、均质，不含结块、软弱或片状颗粒，无粘土、尘土、盐、碱、壤土、云母或其他有害物质。
2）不同来源的集料不得混合或存放在同一料堆，也不得交替使用在同类的工程中或混合料中。
3）集料必须经检验后方可使用，并且保证集料在有效期内使用。
4）浇筑前对钢筋及模板进行检验，确认在允许误差范围内在进行混凝土的浇筑，混凝土浇筑时密切观察模板的变形情况，一旦模板变形发现立即拆除。
5）保证钢筋安装位置，混凝土振捣时避开钢筋，混凝土分层振捣密实，分层厚度为30cm。
6）模板往上安装浇筑混凝土，须在已经浇筑的混凝土强度达到15MPa后，才可在已经浇筑的混凝土上立模。
7）起吊模板时遇到大风天气，容易产生激烈的摆动，起吊前应有所准备，采用稳定措施，保证安全。
质量管理组织机构
四、机械设备需要量计划表
序号
名称
型号
单位
数量
1
塔吊
QT60
台
1
2
汽车吊
25T
台
1
3
混凝土拌和站
HZS50
套
1
4
混凝土搅拌运输车
JB7
台
2
5
爬模组
组
2
6
运料斗
L500
个
1
7
发电机
50KVA
台
1
8
插入式振捣器
台
4
五、劳力计划表
序号
人员类别
人数
到场时间
1
钢筋工
2
2008年1月
2
木工
2
2008年1月
3
混凝土工
4
2008年1月
4
架工
2
2008年1月
5
电工
2
2008年1月
6
钳工
2
2008年1月
7
普工
20
2008年1月
塔吊及落地门式钢管脚手架示意图
中铁X局集团永武高速公路A3标项目经理部
2007年12月28日
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