果子溝特大橋爬模設計與施工技術探討

【摘要】果子溝特大橋是賽果高速公路項目標志性工程，全長700米，特大橋跨徑360米，主塔高度分別為209米和215.5米。論文結合果子溝特大橋的施工，從國內選出較先進的模板支架結構，從設計、組拼、工程實踐等方面，介紹了爬模系統的設計特點和施工優勢;對于各種不同截面形式的高塔、高墩建筑的施工，具有一定的參考價值。

【關鍵詞】高塔 框架爬模 橋梁施工

【中圖分類號】U445 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-8585(2011)06-00-02

1 概述

框架爬模是根據類似塔柱施工和以往施工經驗從國內選出較先進的模板支架結構，該結構適應于高層建筑施工，尤其對于不同截面的高塔，具有結構簡單、自重輕、承載能力大;模板合模、脫模施工簡捷、爬架爬升操作方便;能同時進行塔外預應力張拉、壓漿、封錨、混凝土修整養護等工作，有效的縮短工期。

賽里木湖至果子溝高速公路是新疆第一條貫穿天山并實現橋梁隧道相連的高速公路，是連霍高速公路的重要組成部分，也是國家30個重點示范工程之一。該公路全長56.168公里，投資概算23.9億元，起點位于賽里木湖，與奎賽高等級公路相接，終點位于果子溝溝口，與已經建成的果子溝至霍爾果斯高速公路相連。公路全線共有特大橋5座、大型橋19座、中型橋13座，全線設隧道5座，單幅總長8680米。果子溝特大橋是賽果高速公路項目標志性工程，全長700米，特大橋跨徑360米，主塔高度分別為209米和215.5米，大橋主橋全部采用鋼桁梁結構，使用國內特殊專用橋梁鋼材17000噸，并采用高強螺栓連接，安裝精度控制在兩毫米以內，在我區首次使用大體積混凝土溫度控制技術、塔梁異步施工工藝、液壓爬膜、自行式移動模架等國內領先技術。論文結合果子溝特大橋的施工，探討了框架爬模設計的特點與構造，模板、爬架的組拼及施工應用，為山區高速公路施工積累了寶貴的經驗。

2 框架爬模設計

2.1 設計原則

為滿足設計又便于施工，初步確定模板設計原則為:

(1)要求自重輕、承載能力大(可堆放節段鋼筋、電焊機、張拉千斤頂、油泵等材料設備)，具有可靠的安全度。

(2)要求塔柱混凝土表面的修整養護，塔外預應力張拉、壓漿、封錨及塔柱鋼筋勁性骨架的綁扎安裝能平行作業，互不干擾。

(3)要求模板合模、脫模施工簡捷，模板精確定位容易及索導管校正方便。

(4)爬模平臺系統上的施工荷載為8kN/m2，模板承受側向荷載達50kN/m2。

2.2 框架爬模構造

框架爬模主要由模板和框架式爬架系統兩大部分構成。

2.2.1 模板

模板系統的組成有:外模面板、內模面板、對拉螺栓、尼龍螺母、大墊片螺母、模板吊掛裝置、M24螺栓、止漿帶等。塔柱外模面板采用5mm厚鋼板，橫肋采用[6.3槽鋼，豎圍囹采用雙拼[12槽鋼，在每塊模板和角模上均設置吊耳。塔柱外側裝飾飾紋在全塔柱高度范圍內尺寸無變化，故塔外模板均采用鋼模。

塔柱內模由于每個索導管錨墊板尺寸不同，結構形式復雜，采用竹膠板模板。模板設計的高度為4.25m，正常使用高度為4.20m，其中5cm壓在已澆筑的塔柱混凝土面上，并設置2道止漿帶，模板底口用螺栓鎖住混凝土表面，以利于節段間混凝土接縫良好，無錯臺，有效的避免接縫處混凝土漏漿。

2.2.2 框架式爬架

爬架主要由操作平臺結構和爬升設備、十字導輪滑槽三部分組成，其結構見圖2。

操作平臺由鋼結構框架、爬梯、踢腳網框、護欄等組成。操作平臺結構為9層鋼結構框架，平臺框鋪裝防滑鋼板和輕型踢腳網，爬架豎向高度19m，平臺寬1.7m，重約40t(含模板重量10.2t)，在每層平臺上都安裝踢蹬，方便施工人員上下作業。平臺上可安放模板、節段鋼筋、千斤頂、油泵、壓漿泵等所必須的工具和堆放一些臨時施工荷載。

操作平臺結構分4片環塔柱四周獨立的布置，同一層的平臺形成環狀通道，4片之間用十字導輪滑槽形成整體，使平臺整體更加穩固。

爬升系統是爬模的核心部分，是以塔柱的鋼筋混凝土塔體為承力的主體，通過附著于已完成的鋼筋混凝土塔體的爬升架或大模板，利用聯結爬升架與大模板的爬升設備，使一方固定，另一方做相對運動，交替向上爬升，以完成模板的爬升、就位和校正等工作。提升動力設備:采用5t加長手拉葫蘆(行程大于5.5m)，每片爬架配8只手拉葫蘆，其中4個手拉葫蘆為提升葫蘆，4個手拉葫蘆為保險葫蘆，單只塔柱配置數量不少于16只。爬架的主要受力結構簡單，為最基本的三角形結構，力的傳遞明確。爬架自重、人員荷載及一些施工荷載均通過此三角形結構經爬架的附墻傳遞至塔柱上。對應每個三角形結構分別設置有爬架提升吊耳及提升保險吊耳，使爬架沿著軌道滑槽向上提升一個節段。爬架由于相互之間有滑槽牽制，2架先行提升，剩余2架隨后提升，吊點布置和各鏈條的松緊度，要始終注意架體在平面內均勻受力，克服由自重產生的扭矩。

3 框架爬模的組拼、安裝

3.1 模板預拼裝

模板組拼前選好拼裝施工場地。模板組拼，根據圖紙面模按號編排后，兩相鄰模板的法蘭用螺栓聯接，組拼時用專用工具模板擠緊器將面板固定夾緊，用一通長靠尺固定面模上，檢查模板平整度并同時檢查模板的對角線長度，確保模板尺寸準確。由于組拼完成的模板面積都比較大，為確保大塊模板在起吊及混凝土澆筑過程中的整體穩定，根據模板的拼裝位置適當增加連接角鐵來加強模板。

3.2 爬架、模板現場安裝

塔柱在澆筑達到爬架安裝要求的基本高度后，開始進行爬架、模板的安裝工作，各單元分別需在組拼平臺上組拼完成，然后各單元利用塔吊整體起吊安裝在塔柱預埋件上就位。模板的安裝是在爬架安裝調整完成后進行。爬架、模板現場安裝流程見圖1。

4 框架爬模的施工

4.1 爬架提升前的準備工作

首先，檢查手拉葫蘆及上下鉤的防脫保險、保險鋼絲繩、起重鋼絲繩、卸夾、爬架吊耳、模板吊耳是否完好，安全可靠，安裝螺孔位置是否正確可用。然后，清除架體上的活動荷載、剩余施工原材料，檢查必須隨架體一起上升的設備是否固定好。配齊固定的勞動組織班子，檢查提升人員的安全保險措施是否落實，架體上的硬拉接、翻板是否收好。根據設計吊點位置，在模板和爬升架之間安裝手拉葫蘆，每個爬架8只手拉葫蘆吊點。

4.2 架體提升

爬升時，要求大模板穿墻螺栓受力處的混凝土強度在10MPa以上(混凝土齡期12h以上)。先稍稍收緊所有吊點葫蘆，使架體均勻受力，然后拆卸所有的爬升架固定螺栓，并放入工具箱內。待所有爬架底座的承力螺栓全部拆除后，檢查確認無誤時，在指揮人員的統一指揮下方能提升架體。均勻拉緊所有提升和保險手拉葫蘆，使整個架體沿著墻體均勻上升，防止晃動和扭轉。指揮人員應根據上升平衡情況，指揮各吊點的提升速度，不使架體間卡殼。順墻水平面傾斜度不得大于10cm。

4.3 架體固定

架體到位后，應盡快旋入爬架固定螺栓，待爬架固定螺栓全部固定到位后，墊好墊片，擰上外螺母。爬升架固定、校正后，須經安全、質檢部門認可后，方可松開手拉葫蘆，進入正常使用。

4.4 模板提升前的準備工作

經檢查鋼筋與預應力各工序合格后，開始提升。按規定配齊勞動組織班子，落實好提升過程中附件工具和附屬工序用料等。必須拆除硬拉結。在爬架挑梁的相應位置和模板上按設計吊點掛裝葫蘆，為平穩起見，一般都采用二點起吊的方法來提升模板，角模可采用單點吊。為確保安全，在起吊大模板和角模時，可掛裝保險葫蘆或保險鋼絲繩。

4.5 模板提升

先用手拉葫蘆拉緊所要吊裝的大模板，然后拆卸模板連接螺栓和模板對拉螺栓。拉開所要吊裝的大模板，使其沿著操作平臺和混凝土墻面的間隙均勻上升。

在提升大模板時，清理人員應及時在兩側及上方清理模板和涂刷混凝土隔離劑。

4.6 模板的固定

推模板下口并放松葫蘆，使其到位，用M24螺栓臨時固定在已澆混凝土的最上一排對拉螺栓預留孔上。松葫蘆，進一步推模板上口，使其整體到位。安裝模板限位、H型尼龍螺母、預埋螺桿和穿墻螺栓。模板安裝完畢后，應對所有模板連接螺栓M16和穿墻螺栓進行緊固檢查。

5 安全措施和操作注意事項

a.爬模提升作業要組織專業組施工，做到定位、定崗，并各自對所承擔的工作負責。

b.在每個提升過程中，安全質檢部門應派人對一些重要部位進行檢查(如爬架和模板的固定螺栓、吊點、手拉葫蘆及上下鉤的防脫保險等)，發現問題及時整改。

c.爬升架提升時，必須掛設安全保險鋼絲繩，一個爬架2根，必須設置警戒線。

d.爬架固定螺栓應抽檢合格后才能使用(抽一組三根)。

e.爬升架頂面，作為操作平臺堆載時，應安裝硬拉接裝置，使爬升架的懸臂距離不超過6m，每個架體堆載不得超過1t。

f.爬升架提升前，應清除每層操作平臺上的堆物，必須隨架子提升的活動荷載(如電焊機、固定螺栓存放箱等)，應有牢固的固定措施。拆下的穿墻螺栓要及時放入專用箱，嚴禁隨手亂放。風力大于6級時，嚴禁進行提升作業，對已提升的架體需采取臨時加固措施。嚴禁在晚間和大風大雨狀態下進行提升。

g.施工中，起重鋼絲繩、保險鋼絲繩如有斷絲現象產生，應按國家相關標準來進行調換。

6 使用效果

爬模系統經過果子溝特大橋的投入使用，模板合模、脫模施工簡捷、爬架爬升操作方便;并能同時進行塔外預應力張拉、壓漿、封錨、混凝土修整養護等工作。施工質量優良，并有效的縮短工期。

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