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爬模施工应用及关键控制技术

摘要：本文以河北省承秦高速第五标段（秦皇岛段）为工程背景，介绍了爬摸施工的工作机理和施工流程，指出高墩爬模施工中的关键控制技术，可供桥梁施工时参考。

关键词：爬模施工；高墩；工作原理；技术特点

引言

爬模施工技术又称滑模施工技术，在建筑施工领域应用非常广泛。近几年，随着公路桥梁中高墩越来越多，爬模施工技术在公路工程中也得到了推广应用。与传统的翻模施工技术相比，爬模施工技术的特点更加突出，对施工过程控制要求也更严格。本文以河北省承秦高速第五标段（秦皇岛段）为工程背景，详细分析了高墩爬模施工流程和关键技术特点。

一、工程背景

承秦高速公路是河北省高速公路网布局规划“五纵、六横、七条线”中的第一条，也是承德和秦皇岛两市路网规划的重要组成部分。承秦高速第五标段（秦皇岛段）位于青龙县，周边山势起伏，路线跨越多道山峦、沟谷，共设计有大桥6座，其下部结构中，高达40米的空心薄壁墩数量近百座。如果采用传统翻模施工技术，由于工程量大，无论采用平行式施工，还是流水施工，所需人、材、机数量均较大，施工周期长，工期异常紧张。鉴于这种情况，对几个大桥空心薄壁高墩的建设最终采用了爬模施工技术。在此之前，该施工技术在河北省内尚未得到广泛应用。

二、爬模施工工作机理

（一）模板组成。桥墩实心段爬模施工的模板组成如图1所示，受力的主体模架采用钢桁架，横梁、纵梁均采用工字型钢，横撑和斜撑采用等边角钢。

爬模模板各部件的设计[1]及主要作用如下：

1、无缝钢管。预埋在墩身内部，与液压千斤顶共同作用，为模板系统提供支承力。无缝钢管的壁厚要根据液压千斤顶的顶力大小确定。当爬升高度不断增加时，钢管逐渐被浇筑在墩身内部，保持外露长度固定，故不必考虑钢管失稳问题。由于无缝钢管埋设在墩身内部，参与结构受力，故其对截面的削弱作用也不考虑。

2、液压千斤顶。与无缝钢管共同作用，为模板系统提供爬升的动力。液压千斤顶的顶力需考虑整个爬模台自重、操作工人、技术人员等人群荷载压力作用、堆放的钢材等材料压力及操作台附属机械自重、模板与墩身的摩阻作用、爬升速度等因素计算确定，对于空心薄壁墩，还需考虑内侧爬升模板安装或拆卸时产生的附加重力。

1、无缝钢管

2、液压千斤顶

3、悬臂传力构件

4、桁架操作台

5、吊架操作平台

6、桁架

7、梯道

8、墩身

图1桥墩实心段爬模施工的模板组成示意图

3、悬臂传力构件。悬臂传力构件呈倒L型，主要由竖向的传力杆和横向的悬臂梁两部分构成。它负责连接整个爬升模架体系与液压千斤顶、钢管构成的动力系统，并将桁架的竖向荷载传递到液压千斤顶，最终传递至无缝钢管上。由于悬臂传力构件受较大的弯矩作用，因此应采用抗弯刚度较大的型钢或组合截面，其截面面积应比桁架杆件大很多。本工程中的竖向传力杆采用工字型钢，并将两根槽钢分别焊接在工字型钢的两侧，以使横向悬臂梁能很好的连接液压千斤顶与无缝钢管且对称受力。

4、桁架操作台。桁架操作平台是施工人员进行钢筋连接、混凝土浇筑、爬升控制等工序的作业平台，也是部分材料的临时存放场所，并且，发电机等附属机具也都安放在桁架操作台上。采用在桁架上表面直接铺设木板，并利用桁架的角钢将其固定的形式形成一个平整的操作台，在操作平台外侧设置纵、横向钢筋，形成护栏，并挂设安全防护网。在本标段的施工中，支撑操作平台的桁架体系还设置了龙门架，以配合地面卷扬机进行混凝土的浇筑工作。

5、吊架操作平台。吊架操作平台采用型钢与桁架可靠连接，平台表面也采用木板铺设。吊架外侧也设置纵、横向钢筋，形成护栏，并挂设安全防护网。吊架操作平台通常分两层：-1层与-2层，-1层吊架操作平台的施工人主要负责处理爬升浇筑过程中一些混凝土局部浇筑缺陷，如局部坑洼、个别外露表面不平整、通气孔堵塞等问题，同时负责洒水养护。-2层吊架操作平台的施工人员主要负责墩身混凝土的洒水养护，采用混凝土的原浆对墩身抹面修饰，以及养生膜的铺贴。

6、桁架。桁架主要由横梁与纵梁和连接杆件构成，横梁是桁架骨架的主体部分，截面所需刚度相对较大，宜采用槽型钢、工字钢或组合型钢截面。纵梁与横梁构成桁架骨架的主体部分，截面所需刚度相对较大，宜采用槽型钢、工字钢或组合型钢截面。连接杆件主要包括横向杆件、竖向杆件和斜撑。本项目连接杆件均采用等边角钢。

7、梯道。施工操作人员及技术人员等上下爬模架的通道，本工程中-1层至-2层吊架的梯道并未直接连通-1层到桁架操作台梯道与-2层以下部分梯道，以防稍有不慎顶层人员直接顺梯道跌落。梯道与层间交接部位开口，并采用薄钢板封盖，有人上、下梯道时临时开启。梯道采用直径为32mm钢筋焊接，每节段长度约3m，挂钩连接。

8、墩身。在空心薄壁墩的空心段爬升时，空心部分也需设置爬升模板，成为内模。由于其尺寸较小，只承受操作工人的活荷载，其形式也相对简单，只设侧向模