薄壁空心高墩爬模施工工艺

段 文 超

(山西省交通建设工程监理总公司，山西 太原 030012)

1 工程概况

卧龙沟4号大桥，青海省目前建成的第一高墩，最高墩高104 m，桥墩设计为桩基础配圆柱墩、矩形墩，桥台为扩大基础，其3号～10号墩，墩身高度均在60 m以上。卧龙沟4号大桥共14跨，全长564 m，位于青海省与甘肃省交界处的卧龙沟，山高、坡陡、谷深，呈V字型地型，冲沟最大切割深度约100 m，上部结构为40 m装配式预应力混凝土T梁，墩身采用C40混凝土，桥墩设计为桩基础配圆柱墩、矩形墩，桥台为扩大基础，共有10个薄壁空心墩，3号～10号墩身高度均在60 m以上，其中最高墩为6号～8号墩身，高度104 m，高墩全部采用爬模法施工，是大循公路重点控制性工程。

2 爬模施工方案选择

爬模施工是目前为止高墩施工中较为先进的施工工艺，利用已施工完成的混凝土结构为依托随着主体结构的不断完成而升高，采用液压爬模系统，墩身的模板和平台都由液压系统自行提升，通过附墙锚固，周转时间快，在高空作业下具有良好的可操作平台，对工程的质量和安全提供了足够的保证，该工艺施工速度快，平均每3 d一个节段，完成一个百米高墩，仅需68 d，具有工期短、施工轻巧、方便快捷、操作简单等特点。

3 爬模架体

液压爬模架体主要由上架体、下架体、提升系统、埋件系统组成。主塔单肢共设计使用14榀下架体和16榀上架体。架体总高度为17.8 m，最宽平台(主平台)宽2.8 m。其中下架体部分共3层平台：即主平台、液压操作平台(主要用于爬升导轨和架体操作)、吊平台(主要用于拆除预埋系统、混凝土修补等)。上架体采用桁架形式，主要用于支撑模板部分。上架体的3层平台主要用于钢筋绑扎(上平台)、模板安装、对拉螺杆的安装、拆模、合模、校正模板等。

爬模架体的优点在于整体为专业人员设计，标准化配置，能够适应各种截面墩体的施工，同时爬架采用整体爬升，能够达到投入较少的人力、物力加快施工速度的要求，操作工人的劳动强度也相应降低，爬模体系安装、拆卸方便，能够多次重复利用，利用率高，大大节约工程成本。

4 模板体系

模板采用木梁胶合模板体系，由维萨板、木工字梁、槽钢背楞、连接爪、吊钩等构件组成。模板体系将在后场根据施工图纸拼装完成。

内模采用抽块式组合钢模，操作平台采用井字架平台，在墩壁上预埋爬锥，安装爬锥挂件，将内模平台支撑在爬锥挂件上，平台悬挂吊篮以方便埋件的拆除。内模平台采用手拉葫芦或者塔吊提升。

模板结构总装图和模板角处连接图见图1，图2。

维萨模板的固定是采用螺钉或螺栓来固定在支撑体系上，模板与木工字梁通过铁钉或木螺栓固定，槽钢背楞与木工字梁之间通过螺丝连接。

维萨模板具有一定的透气性，经过特殊胶合，接缝严密，具有防水、不变形等性能，在长期周转使用过程中具有极高的耐磨性能，使混凝土表面平整、光滑、色差小，混凝土外观质量好。

5 液压爬模的使用

液压爬模的使用可分为起步段和标准段，其中起步段的爬架完成安装需浇筑三次混凝土，共浇筑墩身高度18 m，爬架安装步骤如下：

第一步：拼接劲性骨架→绑扎钢筋→安装预埋件→安装模板→测量校正→爬架起步段混凝土浇筑及养护。

第二步：模板拆除→安装爬架的主平台、操作平台→绑扎钢筋→安装模板(形成主平台、中平台和上平台)→安装爬架预埋件→测量校正模板→混凝土浇筑及养护。

第三步：拼接劲性骨架→绑扎钢筋→后移模板并插导轨→爬架爬升→爬升到位后安装吊平台→合模并预埋爬架预埋件→测量校正模板→混凝土浇筑及养护。

爬模标准段的操作流程包括上节混凝土浇筑→模板后移→爬升导轨→爬升模板、合模，下节混凝土浇筑。

6 施工工艺流程及技术要求

6.1 施工工艺流程

爬架、导轨、模板等的加工均在场后进行，施工现场的控制要点主要是进场验收，进场拼装位置准确，拆除过程中保护模板，提高利用效率。

6.2 施工过程控制

6.2.1施工测量控制

在墩身轴线、高程测量控制方面，建立满足大桥施工测量控制精度要求的独立测量控制网。在墩身施工控制测量中，采用两台高精度全站仪和激光铅垂仪配合使用、相互校核的方案。平面位置测量对日照影响进行修正。高墩施工中的高程控制采用长钢卷尺丈量法与三角高程控制法双控，考虑结构自重对高程的影响。

测量时间选择在早晨和傍晚，避开阳光直射单侧墩身的时间段。

在薄壁墩的垂直度测量控制方面，墩身垂直度测量采用自动安平激光铅垂仪配合全站仪进行测量，调整模板及检测。在承台上每个薄壁墩四个角各布一点安装激光铅垂仪进行测量。安装模板时以激光束为基准，对模板垂直度进行调整。然后平面位置每模用全站仪对四角点进行测量复核。

6.2.2钢筋加工控制

墩身钢筋在钢筋加工场内下料，接头滚轧、加工好直螺纹丝头，丝头套好塑料保护套后绑扎成捆运往施工现场使用；墩身竖向主筋采用分节绑扎，采用滚轧直螺纹接头连接工艺；墩身竖向主筋绑扎时利用劲性钢骨架进行定位和稳固，劲性钢骨架为分节制作、单节为整体式。

6.2.3混凝土的养护与凿毛

混凝土浇筑完成后，采用保湿法养护，即混凝土浇筑后采用薄膜进行包裹覆盖养护。待混凝土强度达到2.5 MPa时进行凿毛，模板爬升需混凝土强度不低于15 MPa。考虑薄膜包裹养护的持续时间不长，还采用挂环向滴管进行洒水养护，当墩身高度达60 m以上时采用喷涂养护剂进行养护。

6.2.4混凝土表面裂缝的预防

薄壁空心墩下部0 m～6 m段落(首节)由于受约束力复杂，易出现表面裂缝，采取的主要预防措施为：

1)墩身根部按设计要求敷设泄水排气孔，墩身施工期间用于墩内外空气流通和空心墩内养生水的外排。2)按设计要求设置墩身通气孔，必要时用鼓风机向墩身内部送风，以减小内外的温差。3)墩身混凝土浇筑应避开高温时段，若受高温影响较大时，太阳直射的模板面外用彩条布覆盖。4)加强混凝土养护，采用空心墩内、外模板上挂设环形喷水养生管养护和喷养护剂养护。5)承台与墩身之间混凝土浇筑龄期差控制在20 d以内。

6.3 高墩安全施工保证措施

1)墩身模板加工安全措施的控制要点为受力计算、结构焊接、安全附件；墩身模板运输安全措施的控制要点为进场验收、吊装运输；墩身钢筋制作的控制要点为场地布置、用电安全、搬运安全；墩身钢筋安装安全措施的控制要点为操作人员的安全、机械设备的安全、凿毛清表、劲性骨架、钢筋绑扎安装。2)爬架的操作平台四周必须设置安全网，配备足够的消防设施。3)爬升时必须做到稳起、稳落和平稳就位，严格避免产生大幅度的摆动和碰撞。

7 体会

高墩采用爬模施工，保留了不用脚手架的优点，可以不受地形的影响，施工高度不受限制，节省施工支架的使用，利用爬模施工能够节省周转材料及工时，混凝土外观质量控制较好。