中交二公局第一工程有限公司
江西赣粤高速公路工程有限公司
2012年9月目录
1、前言
2、工法特点
3、适用范围
4、工艺原理
5、施工工艺流程及控制要点
6、设备与材料
7、质量标准与质量控制
8、安全措施
9、应用实例高墩（塔）液压爬模施工工法
第一完成单位：中交二公局第一工程有限公司
第二完成单位：江西赣粤高速公路工程有限公司
主要完成人：张钊陈干谢前光
1、前言
随着交通科技、材料科学的发展，桥梁跨径越来越大，墩（塔）越来越高。如何更快、更安全保证高耸构造物现浇钢筋混凝土施工成为当下研究的重点。爬模施工正是在此背景下研究改进的施工工艺，它是依附在建筑结构上，随着结构施工而逐层上升的一种模板体系，综合了滑模、翻模施工的优点，具备工作平台大，操作简单，施工安全等优点。
液压自动爬升模板系统是在爬模模板系统基础上发展出来的一种模板体系，它能够不依靠塔吊等吊具，具备自动爬升的能力。
本工法通过高墩（塔）施工实践从液压自动爬模系统选择、安装、爬升原理、施工工艺、控制要点等进行了总结，为今后类似高耸建筑施工提供借鉴。
2、工法特点
液压爬升模板施工是一种技术先进的施工工艺，它综合了大模板和滑升模板的优点，其主要特点是：
1）吸收了支模工艺的诸多优点，按常规方法浇筑混凝土，劳动组织和施工操作简便，混凝土表面质量易于保证。当新浇筑的混凝土脱模后，以油缸或千斤顶为动力，以导轨或支承杆为爬升轨道，模板可自行向上爬升；
2）可以从基础节段或任意层开始组装和使用爬升模板；
3）无需塔吊反复装拆模板，能够自动爬升；4）钢筋可以提前绑扎，也可随升随绑，操作方便安全；
5）施工操作平台大，并进行全封闭，安全可靠。
6）模板体系采用木模板，重量轻，安装改制方便，能够适应变截面墩（塔）施工。
7）液压爬模在工程质量、安全生产、施工进度、降低成本，提高工效和经济效益等方面均有良好的效果。
3、适用范围
适用于斜拉桥、悬索桥等钢筋混凝土桥塔以及类似高耸结构浇筑施工。
4、工艺原理
液压自动爬模系统的动力来源是本身自带的液压顶升系统，液压顶升系统包括液压油缸和上、下换向盒，换向盒可控制提升导轨或提升架体，通过液压系统可使模板架体与导轨间形成互爬，从而使液压液压自动爬模系统稳步向上爬升，液压液压自动爬模系统在施工过程中无需其它起重设备，操作方便，爬升速度快，安全系数高。
4.1爬升原理：
爬模系统的顶升运动通过液压油缸对导轨和爬架交替顶升来实现。砼达到一定强度（10MPa）,以混凝土结构物做为爬模系统重力的承载体，利用自身的液压顶升系统和上下两个换向盒分别提升导轨和支架，实现架体与导轨的互爬。
4.2爬升工艺流程：
混凝土浇筑完后→拆模后移→安装附墙装置→提升导轨→爬升架体→绑扎钢筋→模板清理刷脱模剂→埋件固定模板上→合模→浇筑混凝土。
图4-1 液压爬模施工流程图
5、施工工艺流程及控制要点
5.1液压爬模体系组成
液压爬模体系包括模板系统、埋件系统、支架系统、液压爬升系统。
图5-1 液压爬模总体构造图
由于是高空作业，一般采用轻质高强的模板体系，因此可首选木梁胶合板模板体系，该体系采用胶合板、木工字梁与双槽钢背楞相结合。其组装示意图如下：
5.1.2埋件系统
埋件系统主要由埋件板、高强螺杆、受力螺栓、垫圈和爬锥组成，其中受力螺栓、垫圈和爬锥可周转使用。
5.1.3支架系统
支架系统主要由三角架总成、后移部分、吊平台、埋件承重装置和导轨组成。
5.1.4液压爬升系统
液压爬模板体系的爬升系统主要包括：埋件支座系统、导轨部分、液压系统组成。
图5-2 液压爬模埋件支座图
液压爬升系统主要由动力单元、液压油缸、配电柜等组成。
上、下换向盒，是爬架和导轨之间进行力传递的重要部件,改变换向盒的方向, 可以实现提升爬架或导轨的功能转换（如下图）。
图5-3 液压爬模轨道及液压油缸
5.3 液压爬模体系安装
5.3.1模板拼装
模板在拼装平台上拼装，按照先背楞后面板的顺序依次进行安装。
5.3.2 架体安装
（1）架体组装
a．承重三脚架组装
组装承重三脚架，如下图：
图5-4 承重三脚架组装示意图
b．后移装置组装
后移装置组装见下图：
图5-5 后移装置组装示意图
c．后移桁架组装
图5-6 后移桁架组装示意图
（2）安装流程
a.安装承重三脚架
装组装好的承重三脚架挂到附墙挂座上，如下图所示：将承重插销插在埋件挂座上，吊承重三脚架就位，然后将安装插销插好。
调整承重三脚架的垂直度，之后用钢管与承重三脚架立杆连接，使其处于稳定状态。
图5-7 安装承重三脚架
b.安装主平台梁
主平台梁为槽钢，它与承重三脚架通过销子连接，如下图：
图5-8 安装主平台梁
c.安装后移装置及主平台板
安装后移装置时，需保证后移装置轴向与墙面垂直，后移装置与主平台梁通过专用连接件连接，后移装置安装完后，安装护拦钢管，如下图所示。
主平台板采用50mm厚木板。
图5-9 安装后移装置
d.安装后移桁架及围护钢管
先安装后移桁架，随后安装围护钢管，如图：
图5-10 安装后移桁架及维护钢管e.铺设后移桁架平台板
平台梁为槽钢，平台板采用50mm厚木板。
f.安装液压控制平台吊架
液压控制平台吊架安装如下图，吊杆与主平台梁连接。
图5-11 安装液压控制平台吊架
g.安装液压控制平台护拦及铺设液压控制平台板
h.安装液压油路
液压件安装见下图，液压油路安装完成后，需要进行调试，调试由专人指导进行。
图5-12 安装液压油路
i.安装导轨及首次爬升
导轨安装如下图所示，先将导轨插入与承重三脚架连接的挂座间，导轨下降到一定的高度后，安装上一层挂座，通过液压系统回顶导轨，使导轨挂在上层挂座上，安装完后，进行首次爬模爬升。
图5-13 安装导轨及首次爬升j.安装吊平台吊架（与液压控制平台吊架相同）
k.安装平台护拦及铺设吊平台板（与安装液压控制平台护拦及铺设液压控制平台板相同，但下面需设防坠安全网。
5.3.3 埋件系统安装
1、埋件安装
图5-14 预埋件
预埋件埋设正确与否，对整个爬模安装至关重要。
在爬锥与高强螺杆连接处，应涂抹黄油；在爬锥表面处均匀涂抹黄油，便于埋件拆除。
预埋件固定在模板上，而不是固定在钢筋上，这有利于确保埋件的埋设位置，如下图所示：通过安装螺栓，将埋件固定在模板上，待墙体混凝土浇筑完后，取出安装螺栓，埋件仍留在墙体内。
图5-15 预埋件安装示意图一预埋件埋设时，为避免与墙体钢筋发生冲突，在绑扎墙体钢筋时，就应考虑钢筋要避开预埋件位置，如果立筋与埋件位置有冲突，需在绑筋时，调整立筋位置，也可在预埋件位置断筋，并采取相应加固措施。
图5-16 预埋件安装示意图二
2、安装埋件挂座
混凝土浇筑完并达到10MPa后，安装埋件座及埋件挂座，如下图
图5-17 预埋件挂座安装示意图
5.3.4 内平台安装
内模架体与外模架体相同，架体及平台拼装顺序一致。
5.3.5混凝土浇筑
1、钢筋绑扎
根据结构施工进度，插入钢筋绑扎施工。
2、合模校正
a.合模前将模板清理干净，刷好脱模剂，装好埋件系统。
b.测量模板拉杆孔的位置，是否与钢筋冲突。
c.将模板移位，贴近混凝土的表面。
d.先将模板边缘用仪器或线坠校正模板的垂直度，确保垂直度与角度达到设计要求。
e.插好后齿轮销，穿好套管、拉杆，拧紧每根对拉螺杆。
f.复查模板垂直，达到设计要求后紧固每根斜支撑。
3、浇筑混凝土
注意套管不宜过长，伸出模板背面20mm为宜。
5.3.6爬模流程
混凝土浇筑完后→拆模后移→安装附装置→提升导轨→爬升架体→绑扎钢筋→模板清理刷脱模剂→埋件固定模板上→合模→浇筑混凝土
a.预埋件安装，将爬锥用承载螺栓固定在模板上，爬锥孔内抹黄油后拧紧高强螺杆，保证混凝土不能流进爬锥螺纹内。埋件板拧在高强螺杆的另一端。锥面向模板，和爬锥成反方向。
b.埋件如和钢筋有冲突时，将钢筋适当移位处理后进行合模。
c.提升导轨，请将上下换向盒内的换向装置调整为同时向上。换向装置上端顶住导轨。
d.升架体时上下换向盒同时调整为向下，下端顶住导轨（爬升或提导轨液压控制台有专人操作，每榀架子设专人看管是否同步，发现不同步，可调液压阀门控制）。
e.导轨提升就位后拆除下层的附墙装置及爬锥，周转使用。注：附墙装置及爬锥共3套，2套压在导轨下，1套周转。爬升流程为示意图，架体结构不一定与设计相同。详细操作步骤施工图后附。
第一步第二步第三步
⑴安装模板完成⑴拆模、后移模板⑴爬升到位
⑵浇筑混凝土⑵插导轨⑵安装吊平台
⑶施工人员在平台绑扎钢筋⑶爬升
第四步第五步第六步
⑴合模完成⑴浇筑完成⑴进入标准爬升阶段
⑵浇筑混凝土⑵拆模⑵又一次浇筑混凝土
⑶提升导轨、爬升架体
5.3.7 测量控制及纠偏
根据投测的点位控制爬模上口的位置，模板下口紧贴下一步墙体混凝土侧面。
上层爬模根据下层墙体混凝土垂直度偏差方向进行反方向调整，达到纠偏效果和目的，使墙体混凝土垂直度控制在规范允许范围内。
5.3.8 爬模拆除
施工完最后一层爬升拆除模板拆除上支架拆除导轨拆除下支架
液压自爬模拆除流程示意图
图5-16 液压爬模拆除流程图
a、先将模板拆除并吊下。
b、拆除主平台以上的模板桁架系统，吊下。
c、抽出导轨吊下。
d、拆除液压装置及配电装置并吊出。
e、操作人员位于吊平台上将下层附墙装置及爬锥拆除。
f、用吊升设备吊下主梁三脚架和吊平台，卸下附墙装置及爬锥，并修补好爬锥洞。
5.4 控制要点
5.4.1 架体组装
1、架体运至现场后，组织专门组装班组，并由技术和安全部门进行施工技术、安全交底；
2、按照图纸的设计顺序即设计要求进行爬架的组拼。
3、安装过程由专人负责，必须经工程、质检和安全部门验收合格后才能正式使用；
4、组装完成后，铺置底笼，外周边兜底封闭布设安全网。
5.4.2 导轨的爬升
1、爬模承载体受力处混凝土的强度大于10MPa；上部爬升悬挂件安装完成；清洁爬升导轨，导轨表面涂上润滑油；液压油缸上、下顶升装置方向一致向上；
2、经确认爬升条件具备后，打开液压油缸的进油阀门，启动液压控制柜，拆除导轨顶部插销，开始导轨的爬升；
3、当导轨顶升到位后，按从右到左插上爬升导轨顶部插销，以确保锁定装置到位。下降导轨顶部插销与悬挂件完全接触；
4、导轨爬升完成后，关闭油缸进油阀门，关闭控制柜，切断电源。
5.4.3 爬架架体及模板爬升
1、清理爬架上的荷载；改变液压油缸上下顶升弹簧装置状态，使其一致向下；解除塔柱与爬架的连接件；完成前节段混凝土螺栓孔的修补；
2、经确认爬架爬升条件具备后，打开液压油缸的进由阀门，启动液压控制柜，拔去安全插销，开始爬架爬升；
3、当爬架爬升两个行程后，拔除悬挂插销；
4、当爬架顶升到位后，应及时插上悬挂插销及安全插销。关闭油缸进油阀门控制柜，切断电源。
6、设备与材料
实际施工主要设备与材料情况见下表
表2 设备与材料情况表
7、质量标准与质量控制
7.1 质量标准
《液压爬升模板工程技术规范》JTJ195-2010
《建筑工程大模板技术规程》JGJ74
《混凝土模板用胶合板》GB/T17656
《竹胶合板模板》JG/T156
《碳素结构钢》GB/T 700
《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018
国家和地方颁布的其他有关技术、法规和规范。
7.2、施工技术及质量控制措施
1、采用液压爬升模板进行施工必须编制爬模专项施工方案，进行爬模装置设计与工作荷载计算；并应对承载螺栓、支承杆、导轨主要受力部件按施工、爬升、停工三种工况分别进行强度、刚度及稳定性计算。
2、油缸、千斤顶选用的额定荷载不应小于工作荷载的二倍
3、在爬模装置爬升时，承载体受力处的混凝土强度应大于10MPa
4、当水平结构滞后施工时，施工单位应与设计单位共同确定施工程序及施工过程中保持结构稳定的安全技术措施。
5、模板应满足强度、刚度、平整度和周转使用要求，钢模板应符合现行行业标准《建筑工程大模板技术规程》JGJ74的有关规定，木胶合板应符合现行国家标准《混凝土模板用胶合板》GB/T17656的有关规定，竹胶合板应符合现行行业标准《竹胶合板模板》JG/T156的有关规定。对拉螺栓宜选用高强度的螺栓。
6、架体、提升架、支承杆、吊架、纵向连系梁等构件所用钢材应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700中Q235－A钢的有关规定。架体、纵向连系梁等构件中所采用的冷弯薄壁型钢，应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的有关规定；锥形承载接头、承载螺栓、挂钩连接座、导轨、防坠爬升器等主要受力部件，所采用钢材的规格和材质由设计确定。
7、本工法所述均符合国家相关施工规范，对本文未提及的问题，应严格按照相关规范标准执行。
8、安全措施
1、爬模施工为高处作业，必须严格按照JGJ80-91《建筑施工高处作业安全技术规范》要求进行。
2、每项爬模工程在编制施工方案时，要制定具体的安全、防火措施。
3、设置专项安全员跟班负责安全工作，广泛宣传并认真进行安全教育、安全交底，提高全员的安全操作意识。
4、施工过程中，应经常检查爬模装置的各项安全设施，特别是安全网、栏杆、挑架等关键部位的连接件是否牢固。检查电器、设备、照明等用电安全。
5、各类机械操作人员应认真执行机械安全操作技术规程，应规定对机械、吊装索具等进行检查。
6、爬模施工平台应设置灭火器，平台上禁止吸烟。
7、设立安全标志标牌。
9、应用实例
9.1应用实例1：九江长江公路大桥B1标段索塔施工
九江长江公路大桥南索塔采用H形结构，塔高230.854m，包括上塔柱、中塔柱、下塔柱、中上塔柱连接段、中下塔柱连接段、上横梁、中横梁、下横梁及塔座。大桥采用液压爬模工艺施工，根据索塔结构特点、交会段变坡情况和上塔柱钢锚梁施工要求，整个索塔划分为53个节段浇筑，标准节段高4.5m。
9.2应用实例2：鄂东长江公路大桥索塔施工
鄂东长江公路大桥设计为主跨926m的钢混结合梁斜拉桥，其跨径位居世界第三。主塔设计为“凤翎”式结构，北塔总高度242.5米，塔端设置钢锚箱锚固斜拉索。斜拉索布置为空间双索面扇形斜拉索、平行钢丝索结构。大桥采用液压爬模工艺施工，索塔划分为56个节段浇筑，标准节段高4.5m。
9.3应用实例3：湖北恩施清江大桥索塔施工
清江大桥是一座主跨220m的独塔PC斜拉桥，索塔全高166.50米，索塔顺桥向为独柱型式。上部塔身（横桥向）为宝石型结构，高度为131.80米（不含塔顶辅助设施的建筑高度）；下部塔墩（横桥向）为带横梁的门形钢筋混凝土结构，塔墩高度为34.7米；塔柱为钢筋混凝土空心结构，拉索锚固区塔柱、索塔横梁及上部塔柱间横联配置预应力筋；塔柱截面外形为六边形（横桥向外侧为三折线边）。索塔采用液压爬模工艺进行施工，索塔共分37个节段施工，标准节段高4.5m。下载本文
