爬模施工方案模板.docx

爬模施工方案

32
2020年4月19日
文档仅供参考
7重大专项（空心高墩爬模）工程施工方案
7.1 空心高墩爬模施工方案
特大桥主墩墩身为双肢变截面矩形空心墩，墩身最高达143m，施工难度大，且处于整个项目工期的关键线路，直接影响着工期目标的实现。经过项目部认真细致研究后，确定采用爬模法施工。具体施工方案如下：
7.1.1 模板组成
空心高墩采用定制悬臂模板作为墩身外模及工作平台，墩柱的内模由工地自制及自行支模。
⑴ 墩柱外表面的悬臂模板施工（以下将悬臂模板施工简称为吊爬）自承台座开始,即施工始于沉台顶面。每墩有外侧横桥向面的垂直吊爬，将这两墩之间横桥向面的垂直吊爬组成一个类似于内筒的整体工作平台，单面整体吊爬。所有的吊爬面都是一经安装就可一直吊爬升到墩顶。
全墩模板的变化与使用参照（模板使用流程图）
对于下不同墩CB240悬臂架的通用性，只需相应的模板进行调换即可满足要求，CB240悬臂架的拼装不做任何变动，
⑵ 墩的浇筑施工方法
第一次浇筑使用的模板已经是悬臂模板施工的专用模板。在这第一次浇筑前注意要在模板的规定位置安装悬臂模板施工专用的爬锥等预埋件,供悬臂支架的安装，并直接采用对拉螺栓以承担混凝土的侧压力。在完成第一次浇筑之后可安装悬臂支架,进入正常的悬臂模板施工,进行第二次,第三次……浇筑。

CB240悬臂架组成

CB240悬臂架布置

CB240悬臂架爬升施工示意图

CB240悬臂架施工顺序第一步

CB240悬臂架施工顺序第二步

CB240悬臂架施工顺序第三步
⑶ 内筒吊爬施工
内筒整体吊爬操作，必须提供安全可靠的平台。平台的提升能够由工地上的塔吊完成，也能够由手拉葫芦来完成：在待提升的整体平台四角恰当位置布置四只手拉葫芦，由人力拉动4只手拉葫芦,手拉葫芦一头钩在筒内平台设置的吊耳上,要求4只手拉葫芦的拉动步伐整齐统一。横桥向设两榀承重单元,各榀承重单元支承在两个顺桥向对称设置的特制支座上,支座坐落在锚定总成上。锚定总成由爬锥、受力螺栓及一次性、不可周转的埋件板和高强螺杆组成。支座的上部呈斜开放,有利于平台横梁和牛腿的准确就位。承重单元上搭设木方和跳板，跳板的上方设置垂直支撑，以便形成一个物料平台。

这样，在双墩之间设置三层平台: 第一层是物料平台,供操作人员绑扎钢筋、浇灌混凝土操作,允许均匀分散堆放一些施工器材（但要求控制在规定重量范围之内）;第二层是主平台,供操作人员移动模板、清理模板、涂刷脱模剂等;第三层则供作业人员拆除下层的支座与爬锥之用。筒内的模板悬挂在物料平台下方设置的双槽钢横梁上,借助滚轮机构能够方便后移,以利于模板的清理和涂刷脱模剂。
CB-240悬臂模板施工(单面墙体爬升模板CB-240)用于高墩结构的模板施工，施工简单、迅速，经济，混凝土表面光洁。悬臂模板有不少独特的优点：
① 支架、模板及施工荷载全部由预埋件总成承担，不需另搭脚手架，适于高空作业。
② 模板部分可整体后移600mm。
③ 利用锚固装置使模板与混凝土墙面贴紧, 防止漏浆及错台。
④ 借助调节螺杆机构，模板可相对支架作上下调节，使用灵活。
⑤ 悬臂支架设有斜撑，可方便地调整模板的垂直度，后倾最大角度能达到30°。
⑥ 各连接件标准化，通用性强。
⑦ 模板下部设吊平台，可用于埋件的拆除及混凝土表面处理。

⑷ 内脚手平台
内脚手平台架由φ50mm钢管脚手架搭设而成。横向排距0.4m，纵距1.0m，横杆间距1.5m,并设一定剪刀撑。内脚手平台随墩身施工高度的增高而接高脚手架。内脚手架不但作为操作平台，而且还作为墩身隔板的支撑架。平台脚手架先支撑于实心段内顶面，接近空心墩隔板时开始调整内脚手平台标高，使内脚手平台标高与隔板底标高一致，并将内脚手平台作为隔板底模用。待隔板强度达到设计强度的80%时拆除隔板底模平台及脚架，将脚架倒用到隔板上，继续作为内脚架平台使用，加快材料的周转。
悬臂模板如下图：
⑸ 提升设备
模板、外移架、钢筋等的提升均采用塔吊提升，必要时采用手拉葫芦配合。

7.1.2 模板组装
⑴ 测量定位：复核墩中心，使用全站仪定出桥墩中心，并重复复核确认无误后，做为翻模施工的依据。
⑵ 搭设平台支架：根据墩中心位置，利用脚手杆搭设支架，支架保持水平，其高度应能满足钢筋接长需要。
⑷ 塔吊安装。
施工塔吊基础，根据厂家提供的安装指导书进行安装。随着墩身施工的不断加高，每隔一定高度设置附墙杆，将塔吊与墩身联结成一体，确保塔吊的刚度和稳定性。
⑷ 模板组装。
桥墩模板分为内模及外模，模板由塔吊吊装。外模操作平台在模板组装前现场拼接。根据桥墩中心点，内外模板涂刷脱模剂后按数量及顺序各自进行拼装，相邻模板之间夹橡胶条，以防止漏浆。内外模板分别用螺栓联结紧密，内模用槽钢围带加固，内外模板经过φ22拉杆对拉，拉杆上套PVC管，以便拉杆的回收倒用。内外模间加撑木以保证壁厚要求。模板组装精度见表7.3。
表7.3 模板组装精度表
序号
内 容
精度要求
1
中心误差
±2mm
2
水平高差
<4/1000
3
截面尺寸
D外<D+5mm D内<d-5mm
4
水平接缝
<1mm
5
竖向接缝
<1mm
⑸ 模板检算
混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。经过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值：
F=0.22γct0β1β2V1/2
F=γcH
式中 F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）
γc------混凝土的重力密度（kN/m3）取25 kN/m3
t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。当缺乏实验资料时，可采用t=200/(T+15)计算；t=200/(25+15)=5
T------混凝土的温度（°）取25°
V------混凝土的浇灌速度（m/h）;取2m/h
H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取4.50m
β1------外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1；
β2------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50—90mm时，取1；110—150mm时，取1.15。取1
F=0.22γct0β1β2V1/2
=0.22x25x5x1x1x21/2
=38.9kN/m2
F=γcH
=25x4.5=112.5kN/ m2
取二者中的较小值，F=38.9kN/ m2作为模板侧压力的标准值，并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4 kN/ m2，分别取荷载分项系数1.2和1.4，则作用于模板的总荷载设计值为：
q=38.9x1.2+4x1.4=52.3 kN/ m2
面板验算
强度验算
选面板区格中三面固结、一面简支的最不利受力情况进行计算。
见图如下：

；查手册附录二表2-19，得内力计算系数，，，，。
取1mm宽的板条作为计算单元，荷载为：

求支座弯矩：

面板的截面系数： =x1x62=6mm3
应力：=514.5/6=85.75N/mm2<=215 N/mm2
故满足要求
求跨中弯矩：

钢板的泊松比，故需换算

应力：=237.8/6=39.6N/mm2<=215 N/mm2
故满足要求
其中：-钢材抗弯强度设计值，取215N/mm2
E-弹性模量，钢材取2.1x105 N/mm2
挠度验算：

式中 --------为构件的刚度；

面板边-边距310MM.
竖肋验算：
竖肋采用[8钢，中心间距为L=350MM；竖肋能够看成为支撑在横向大肋上两端带悬臂的两跨连续梁。支撑简图如下：

竖肋上的荷载为：q2= 0.07N/mm
槽钢的参数
高度H=80mm；
截面宽度B=43mm；
翼缘厚度tf=8mm；
腹板厚度tw=5mm；
中和轴距离z0=14.3mm；
截面面积A=1024mm2；
惯性矩Ix=1013000mm4；
截面模量Wx=25325mm3；
回转半径ix=31.5mm；
强度验算
最大弯矩=0.125x0.07 x9002=7087N•mm
应力： 7087/25325=0.27< 满足要求
挠度验算：
悬臂部分挠度：
=0.07x3504/(8x2.1x105x10.13x104)=0.06mm<[ω]=0.75mm
跨中部分挠度

=0.07x1 x(5-24x0.252)/(384x2.1x105x10.13x104)=1.25mm<[ω]=3mm
[ω]-容许挠度，
λ-悬臂部分长度与跨中部分长度之比，组合挠度为：
w=0.35+0.497=0.847mm<3mm
满足施工对模板质量的要求。
7.1.3 钢筋安装及灌注砼
⑴ 利用塔吊吊钢筋，按设计规范要求施工接头，主筋直径大于20mm的采用直螺纹套筒连接，同时准确放置各种预埋件。
⑵ 混凝土采用自动计量拌和站集中拌合，罐车运输，输送泵泵送入模，泵管由墩内串入，并不断接高。
⑶ 优化砼配合比。在满足泵送条件下严格控制砼坍落度，其弹性模量也须满足规范要求。
⑷ 砼灌注要对称分层进行，一般以层厚不超过30cm为宜。捣固要密实，不能漏捣、重捣和捣固过深，捣固棒不接触模板，捣固时不许错动预埋件位置。待砼终凝后，及时对砼表面进行凿毛处理。
⑸ 模板爬升
模板采用塔吊吊升，手动葫芦配合翻动内模。模板每翻动一次4.5m，同时接高内脚架平台。
⑹ 墩身养护
模板拆模后，由上而下洒水养护，确保混凝土表面润湿，养护时间不少于7天。
7.1.4 空心薄壁墩线形控制
高墩线形控制是高墩施工的重中之重，线形的好坏直接影响高墩的受力和线形的平顺度，因此必须严格控制。线形控制主要经过测量来进行，施工测量控制的内容包括中心定位测量、高程测量、垂直度测量。
⑴ 定位测量
采用三维坐标控制法。每个墩台施工前，先由测量班用全站仪进行精确定位，在每次混凝土浇筑后、模板翻升前，在混凝土面上进行复测定位。
⑵ 高程测量
采用自动安平水准仪法，每吊升一次检验一次高程，其高程误差应符合规范要求，特别是墩顶最后一次必须控制好。
⑶ 垂直度控制
采用全站仪进行。测量时用全站仪对矩形空心墩的4个角进行定位，再定出矩形空心墩的4条边的位置。
对于高墩主要是垂直度控制。采用八点的方法进行控制，防止墩身发生扭曲。六点放样（见下图）当桥墩发生扭曲时，根本检测不出来。当采用八个点来控制时，因为矩形墩有4条边，每条边上放二个点，两点确定一条直线，因此桥墩四条边线得以确定。
桥墩扭曲控制

7.1.5 空心高墩防摆动幅度偏大措施
由于墩身较高，为防止施工期间因墩身高度的加高，墩身自由摆动幅度偏大，顺桥向双壁间设置临时支撑，临时支撑在高度方向上每30米左右设置一道，布置在有内横隔的位置，临时撑采用两根φ800mm的钢管。以减少其自由度，增加整体刚度，确保工程质量。
7.1.6 质量控制
⑴ 为确保外观质量，模板翻升到位后，必须对模板进行彻底清理、调直、修补和加固。
⑵ 为确保墩身截面尺寸准确，在每次灌筑混凝土后、模板翻升前，在混凝土面上进行复测定位，模板以测点为基准支立加固。
⑶ 模板加固时，要外箍内撑，且拉杆要拉紧，位置均匀对称，保证空心墩结构尺寸和定位尺寸。
⑷ 主筋套筒连接是保证钢筋整体质量的关键，应设专人进行操作，保证钢筋两端进入套筒的长度相等且拧紧。
7.1.7 劳动力组织
每幅空心薄壁墩现场作业人员共计75人，见表7.4。
表7.4 劳动力组织
工班
架子班
钢筋工班
模板工班
混凝土工班
杂工班
合 计
人数
10
25
15
15
10
75人
7.1.8 工期进度安排
爬模施工循环作业时间表7.5《施工循环作业时间表》，每循环爬动高度4.5m，5天一个循环。
考虑休息、塔吊吊装等影响，每循环按5天计，5天施工4.5m，平均每天0.9m，考虑天气、夜间施工及其它原因，平均按每天施工0.8m计。施工1个墩身隔板增加3天，系梁施工增加7天，墩顶实心段和盖梁施工增加20天。最高墩143m（共3个墩身隔板，1个系梁）合理时间必须在215天内完成。

表7.5 一个循环作业时间表（h）
工序
内脚架平台加高
钢筋绑扎
钢筋检查
悬臂模板吊装
模板检查
砼浇注
砼待强
合计
作业时间
8
24
4
24
4
8
48
120h

7.1.9 主墩使用设备、机具
见表7.6《主要施工机械表》
表7.6 主要施工机械表（每主墩）
机具名称
规格型号
功率
单位
数　量
备 注
砼输送泵
HBT60C
30m3/h
台
1

施工升降机
SC-100
22kw
台
1

钢筋弯曲机
WJ-40
8kw
台
2

钢筋切断机
GQW40C
5.5kw
台
2

电焊机

台
8

辊丝机

台
1

塔吊
QTZ63A
40kw
台
1

悬臂模板

套
2

7.1.10 安全保证措施
⑴ 高空作业严格按照规范和安全作业规则配戴安全帽、安全带，设置安全网，大风、大雨等不良气候条件下不进行高空作业。
⑵ 吊装作业严格按安全规则进行施工，作业范围附近严禁人员机械进入、停留，设立明显的作业和禁入标志。
8、雨季、冬期施工方案
8.1雨季施工方案
⑴雨季施工前应做好施工准备工作，区分路段，进行适合于雨季施工项目的安排，并利用雨季进行临时设施的修建，施工便适应能晴雨畅通。
⑵施工期间应保持施工区始终处在干燥和良好的排水状态，特别是土质滑坡和挖方地方填挖断面处，应开挖一些临时排水沟，以确保施工路段不积水和不受冲刷、浸泡损坏；
⑶及时收听天气预报，注意天气变化。雨后及时派人巡察，将施工场地积水及时清排。
⑷雨季搞好原材料的保管工作，钢筋要覆盖，以免生锈，水泥在运输和贮存过程中要遮盖，以免受潮结块。
⑸随时清洗被雨水溅污的工作面。
⑹现场小型机械必须按规定加盖防雨罩或搭防雨棚，闸箱防雨漏电保护装置要灵敏有效，每星期检查一次线路的绝缘情况。
⑺雨天要经常测定骨料的含水率，随时调整水灰比。雨天浇筑砼时适当减小砼坍落度，必要时可将砼标号单方面提高一级。露天浇筑时，混凝土层用防雨塑料膜覆盖。
⑻做好物资、水泥的防潮及防浸工作，准备足够的薄膜、彩条布等物资。
⑼平时要测定仓库及施工住地的地面标高，暴雨或潮湿引起水位高涨，及时采取转移或垫高，确保物资、文件、资料的安全，确保不受损。
⑽雨天停止焊接作业。
⑾被水淹的构件要设置临时标志警示。
8.2冬期施工措施
当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时，混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土等工程施工即进入冬期施工。
8.2.1冬期的混凝土施工
⑴搅拌站的保温措施
搅拌站必须搭建防寒保温棚，保温棚要搭建牢固，不透风，生产环境温度要求达到10℃以上。
⑵混凝土原材料的防雪、保温措施
①搭建防雨棚或对粗细骨料用防水布进行覆盖，确保没有雪、水能流入、渗入材料里，骨料不得带有冰雪和冻结团块。
②水泥、粉煤灰和外掺剂等要采取保温措施，散装水泥罐用保温布包裹保温，原材料温度不得低于3℃。
⑶混凝土的配制和搅拌措施
①搅拌站必须搭建防寒保温棚，保温棚要搭建牢固，不透风，生产环境温度要求达到10℃以上。
②混凝土选用普通硅酸盐水泥。水泥强度为42.5，水灰比小于0.5。
③搅拌时，只对水进行加温，水泥只保温不加热。投料前先用热水冲洗搅拌机，投料顺序为骨料、水，搅拌，再加水泥搅拌，时间为常温时延长50%。骨料不加热，水可加热到100℃，但水泥不能与80℃以上的水直接接触。
④混凝土拌合物的出机温度不得低于10℃，入模温度不得低于5℃。
⑷混凝土的运输和浇筑
①混凝土的运输时间尽可能短，砼运输车要包裹保温布保温。
②混凝土在浇筑前要清除模板、钢筋上的冰雪和污垢。
③冬期施工接缝混凝土时，在新混凝土浇筑前应加热使接合面有5℃以上的温度，浇筑完成后。应采取措施使混凝土接合面继续保持正温，直至新浇筑混凝土获得规定的抗冻强度。
⑸混凝土的养护
①混凝土养护采用暖棚法养护。
②暖棚要搭建的牢固、不透风，靠内墙宜采用非易燃性材料。
③在暖棚内用明火加热时，要特别注意防火、防煤气中毒等措施。
④暖棚内温度不得低于5℃。
⑤暖棚内要保持一定湿度，湿度不足时，要向混凝土面及模板上洒水。
⑹模板的拆除
①根据与结构同条件养护试件的试验，证明混凝土已达到要求的抗冻强度及拆模强度后，模板方可拆除。
②加热养护结构的模板和保温层在混凝土冷却至5℃以后方可拆除。当混凝土与外界气温相差大于20℃时，拆除模板后的混凝土表面要加以覆盖，使其缓慢冷却。
③在暖棚内用明火加热时，要特别注意防火、防煤气中毒等措施。
⑺灌注桩冬期施工
灌注桩混凝土的冬期施工，主要是保证混凝土在灌注时不冻结，能顺利灌注，一般情况不需要养护，只有在桩头露出水面及地面或虽然未露出水面、地面，但在冰冻范围内时，才进行桩头混凝土的覆盖保温养护，覆盖的厚度应当考虑到钢筋导热的影响。灌注桩冬期施工要求如下：
①灌注桩混凝土的配制和搅拌同上，灌注时对拌合物的温度要求不低于5℃。
②混凝土的运输同上。
③混凝土不准掺防冻剂、抗冻剂。
⑻混凝土冬期施工检查
①水泥等原材料的储存及浇筑和养护期间的环境温度。
②暖混凝土生产用水和骨料的加热温度。
③混凝土的加热方法和时间等，检查结果分别记录混凝土工程施工记录和温度检查记录。
④骨料和拌合水装入搅拌机时的温度、混凝土自搅拌机倾出时的温度及浇筑时的温度，每一工作班要至少检查3次。
⑤混凝土暖棚养护期间的温度检查为每昼夜定时定点4次检查棚内外环境温度。
⑥检查混凝土温度是要注意：
①测温孔要绘制布置图并编号。
②温度计要与外界气温隔绝，并要在测温孔内留置至少3min。
8.2.2冬期的钢筋焊接、冷拉及张拉施工的技术要求
⑴焊接钢筋在室内进行，当必须在室外进行时，最低温度不宜低于大-20℃，并采取防雪挡风措施，减小焊件温度差。焊接后的接头严禁马上接触冰雪。
⑵冷拉钢筋的温度不宜低于-15℃，当采取可靠的安全措施时也不低于-20℃。
⑶张拉预应力钢材时的温度不低于-15℃。
⑷钢筋的冷拉设备、预应力钢材张拉设备以及仪表工作油液，根据实际使用时的环境温度选用，并在使用时的环境温度条件下进行配套校验。