《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》是中鐵十二局集團第一工程有限公司、山西路橋建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是周仲猛、米俊峰、張傳剛、王傳明、李彥。適用於50米以上表面為平面的高墩、混凝土牆及其他複雜橋樑索塔的施工。
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》主要的工法特點是適用範圍廣，安裝便捷，節段施工速度快；變截面施工直接對模板切割；提供全方位的操作平台；模板同支架一起吊裝，模板不落地。
2011年9月，《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法
- 工法編號：GJEJGF316-2010
- 完成單位：中鐵十二局集團第一工程有限公司、山西路橋建設集團有限公司
- 主要完成人：周仲猛、米俊峰、張傳剛、王傳明、李彥
- 套用實例：壺口黃河特大橋
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
臨吉高速公路壺口黃河特大橋位於壺口瀑布下游15千米處，河面寬度270米，兩岸山體陡峭，主墩高度分別為143米、146米；下部75米為變截面，墩身最大尺寸為14米×11米，上部等截面尺寸為8米×7米。根據中國國內施工現狀，結合該橋工期要求，單位經過反覆比較與論證，確定選用塔機吊配合CB-240懸臂支架輕型爬模施工。在施工套用過程中，通過對施工工藝的不斷完善，施工質量和進度效果顯著，因此總結形成《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》。
工法特點
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》的工法特點是：
1.適用範圍廣，CB-240懸臂支架輕型爬模平面模板系統為木製結構，安裝便捷，節段施工速度快，一次爬升高度可達10米，一般高墩施工均可採用；變截面施工不需要做調整模板，直接對模板切割，保證外觀平順，施工便捷。
2.提供全方位的操作平台。操作平台設計的安全通道及工作平台易封閉，避免了高空作業安全隱患；便於施工人員進行拆卸拉桿等後續工作，保證了施工安全。
3.模板同支架一起吊裝，模板不落地，既節省了空間又減少了模板的磨損、碰撞，增加模板的周轉次數；既節約了人力又大大降低塔吊的吊次。
4.左右幅兩個橋墩可共用塔吊、電梯和混凝土輸送泵等，施工設備簡單。
操作原理
適用範圍
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》適用於50米以上表面為平面的高墩、混凝土牆及其他複雜橋樑索塔的施工。
工藝原理
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》的工藝原理敘述如下：
CB-2400懸臂支架輕型爬模，主要由模板、主背楞、斜撐、後移裝置、受力三角架、主平台、上平台、吊平台和預埋系統組成。第一層墩身混凝土強度達到15兆帕時，將受力三角架固定於墩身上，安裝除吊平台外其他部件，利用上平台綁紮鋼筋、澆築混凝土和控制軸線偏位。利用塔吊同時提升模板及支架，固定在第二層墩身上，安裝吊平台，混凝土施工完畢，切割多餘模板，模板、支架及吊平台同時提升固定在第三層墩身上。如此循環，直至墩身施工完成。
施工工藝
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》中懸臂支架輕型爬模施工第二層混凝土後可利用塔吊提升，墩身變截面處模板提升後根據坡率切割，施工平台及防護系統不用另外安裝，連續施工至墩頂。施工工藝流程及操作要點敘述如下：
- 工藝流程
施工工藝流程如圖1所示。
圖1 墩身爬模施工工藝流程圖
- 設備選用基本參數
為滿足壺口黃河特大橋墩身施工時提升懸臂支架輕型爬模要求，訂製168.8米高中聯塔吊，根據墩高及截面變化情況，選用TC5613A型塔吊，主要技術參數如下：
最大懸臂長度：50米；
額定起重量：8噸；
吊物升降速度：10米/分鐘；
工作風壓：不超過6級；
附著後自由高度：不大於30米。
混凝土輸送採用三一重工HBT80C-2122型拖泵，其出口壓力為22兆帕，最大泵送垂直高度為318米。
- 懸臂支架輕型爬模
懸臂支架輕型爬模由爬架及平面模板組成，利用爬架將模板支架結構固定在已澆築墩身上，並作為鋼筋、模板及混凝土施工平台。
爬架主要由斜撐主背楞、主梁三角架、吊平台等組成；主梁三角架上端通過螺栓與墩身預埋爬錐連線，下端支撐在已澆築墩身混凝土上作為系統承重構件；斜撐主背楞安裝在主梁三角架上部，其上安裝固定模板及操作平台；吊平台安裝在主梁三角架下部，作為墩身表面清理的操作平台。
操作平台外側採用普通腳手架鋼管封閉，包裹雙層防護網（一層密目安全網，一層尼龍網）；平台過道滿鋪5厘米厚木板，供人員作業、行走及存放小型施工機具。
由於墩身截面從底部14米×11米變化至75米高度時為8米×7米，考慮塔吊性能，14米側由3榀模板支架組成，11米側由2榀模板支架組成；變截面施工時，模板支架提升前按照下一節段墩身截面對模板進行切割。
- 施工要點
1.墩身預埋件
在墩身混凝土澆筑前，根據節段高度及墩身收坡情況確定爬錐位置，安裝埋件板、直徑22毫米精軋螺紋鋼及爬錐；爬錐、埋件板與精軋螺紋鋼栓接，爬錐表面塗抹黃油並纏繞塑膠布，模板提升後可拆除爬錐，重複使用。
在模板就位前，通過模板面板上預留孔，將預埋件用M36×50的安裝螺栓固定在模板上；每模
板支架預埋2個爬錐，應嚴格控制爬錐距軸線距離及相對高差，確保模板拼裝質量。
2.受力螺栓與支座的安裝
混凝土澆築完成後，卸下M36×50安裝螺栓，後移模板，用受力螺栓將支座安裝在預埋爬錐上。
3.模板支架就位
利用勁性骨架綁紮鋼筋，墩身混凝土強度達到10兆帕後將模板支架吊裝就位，主梁三角架卡在受力螺栓上，插上銷子，然後調整模板；吊裝模板支架時人員不得同時起吊，模板到達埋件位置時通過平台過人進行加固。
4.埋件的取出
在吊平台上用扳手和爬錐卸具將受力螺栓和爬錐取出，以便重複使用，同時用砂漿抹平爬錐取出後留下的孔。
5.模板加固
墩身四角處模板通過45°的斜拉桿連線，角部形成企口形式，因為斜拉桿為45°方向受力，能有效保證模板角部不脹模不漏漿；同一平面模板接縫處背肋槽鋼通過特製芯帶連線，保證模板整體剛度。
6.混凝土施工
混凝土採用拌合樓集中拌合，輸送泵輸送至工作面與布料機連線，以便均勻布料；泵管利用拉桿孔自下而上固定在墩身外側。每節段施工高度控制在6米以下，人員進鋼筋骨架內振搗。混凝土利用養護劑養護。
7.內模支架施工
墩身每25米設定有橫隔板，空心墩內模採用標準模板拼裝，普通鋼管作為加強背肋，模板高度與外模一致；內部支架為滿堂支架，支撐內模並作為布料機平台基礎。
8.墩頂實體段施工
施工至墩頂實體段時，調整埋件標高使模板頂面與設計墩頂標高一致；墩頂混凝土分兩次澆築，第一次澆築50厘米，強度達到90%後拆除內部支架及模板，施工剩餘250厘米墩頂混凝土。
9.模板拆除
墩身施工完畢，拆除模板、斜撐主背楞及吊平台，主梁三角架保留，作為梁部0號塊施工平台。
材料設備
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》所用的材料及設備明細如下：
塔吊配合懸臂支架輕型爬模進行高墩施工需要配置材料及機械設備見表1。
序號 | 名稱 | 規格型號 | 單位 | 數量 | 備註 |
1 | 爬模 | CB-240 | 套 | 8 | 墩身外模、支架 |
2 | 塔吊 | TC5613A | 台 | 4 | 模板提升、材料運輸 |
3 | 混凝土輸送泵 | HBT80C-2122 | 台 | 4 | 泵送最大垂直高度318米 |
4 | 混凝土布料機 | 自製 | 台 | 4 | 混凝土均勻布料 |
5 | 電梯 | SW200 | 台 | 4 | 人員上下墩 |
6 | 柴油發電機組 | 350千瓦 | 台 | 4 | 應急用電 |
7 | 變壓器 | 630千伏安 | 台 | 2 | 含配電櫃 |
8 | 混凝土攪拌機 | JS120 | 台 | 2 | 混凝土生產 |
9 | 電動套絲機 | ╱ | 台 | 8 | 最大可套ф32鋼筋 |
參考資料：
質量控制
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》的質量控制難點是墩身垂直度、混凝土外觀質量、表面平整度等，主要採取以下措施：
1.編制完善的模板支架組裝拆除及鋼筋、混凝土施工作業指導書，對現場技術員及操作人員進行交底，保證各工序質量。
2.建立黃河特大橋測量控制網，墩身施工時每層混凝土4個角點都進行導線及高程覆核，確保各節段墩身垂直度在規範要求範圍內。
3.對混凝土配合比進行認真比選、反覆試驗，確保混凝土的工作性；嚴格控制原材料質量，保
證混凝土拌合質量。
4.落實質量責任制，嚴格控制混凝土振搗工藝，分層澆築，人員分片負責，根據拆模後混凝土外觀質量進行獎懲。
5.變截面施工模板嚴格按照墩身坡率進行切割，模板安裝前檢查表面平整度，接縫情況，發現變形情況及時修正或更換。
6.墩身混凝土施工完畢後及時處理施工縫，表面進行鑿毛；外模接頭處貼上膠帶，模板就位後上緊拉桿，避免漏漿錯台。
安全措施
採用《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1.建立安全施工保證體系，落實安全施工崗位責任制；建立健全安全生產責任制，簽訂安全生產責任書，將目標層層分解落實到人。
2.隊伍進場後，所有人員經過項目安全監督部的三級安全教育考試合格後，方可進入現場施工；施工前，必須對工人有安全交底；進入施工現場人員必須戴好安全帽，高空作業必須用安全帶，並要系牢
3.塔吊等模板施工有關特殊工種人員必須持證上崗；醫生檢查認為不適合高空作業者不得進行高空作業。
4.墩下設定安全通道，現場內各種安全標牌齊全、醒目，嚴禁違章作業及指揮。現場危險地區懸掛“危險”或“禁止通行”的明顯標誌，夜間設紅燈警示。
5.在現場高空模板施工必須有操作架，操作架上必須鋪跳板，綁好防護欄桿及踢腳板；做好結構臨邊防護及安全網的設定。
6.嚴禁上下同時交叉作業，嚴防高空墜物；經常檢查模板吊鉤斜支撐及平台連線處螺栓是否鬆動，發現問題及時組織處理。
7.夜間不得進行模板升降作業，遇八級（含八級）以上大風不得進行提升或進行模板前後移動作業。
8.平台模板移動前，調整可調斜撐使模板傾斜平台模板移動結束後，及時將後移裝置與主梁連線的銷軸插好就位，在承重三角架的主梁外部與下部埋件支座之間拉好防風纜繩（或拉緊繃帶），以防風荷載等引起上平台大幅晃動，發生安全事故。
9.適當布置滅火器，做好防火，尤其是在經常使用氧氣焊具、割具的位置。
10.設專人定期和不定期對支架進行維修保養，保證萬無一失。
環保措施
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》施工時必須嚴格注意環境保護工作，主要有以下措施：
1.該工法模板及支架調整在墩身上進行，節約了施工現場空間，圍堰面積大大減少，確保河道通水寬度，減少棄碴。
2.建築及生活垃圾集中堆放，及時清理；施工現場設定污水處理池，現場污水不得直接排入黃河。
3.提高工作效率，降低電力損耗，減少油污等排放。
效益分析
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》的效益分析是：
變截面空心高墩採用塔機吊配合懸臂支架輕型爬模施工工法，解決了變截面高墩施工進度緩慢及材料垂直運輸問題，提高了設備利用率和人員工作效率，保障了梁部大懸臂及合攏段施工工期目標；墩身施工完畢後拆除模板系統，爬架部分作為梁部0號塊托架施工平台，減少了材料投入，增加施工安全性，社會效益和經濟效益顯著。
套用實例
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》的套用實例如下：
1.工程概況
壺口黃河特大橋位於臨汾市壺口瀑布下游黃河河谷中，河床斷面呈U形，水流湍急；兩岸岸坡呈折線形，邊坡坡率近1:0.25，設計孔跨為120+3×175+96米，現澆梁全長741米。主墩最大高度146米，橋高157米。截至2009年，該橋在黃河已建139座橋樑中墩身高度最高，同類橋型跨度最大。
2.套用效果
採用該工法高墩懸臂支架輕型爬模的施工方法，順利完成了146米的變截面高墩施工，爬模每節段提升就位時間12小時。2、3號主墩月進度達36米，有效的保證了施工安全與進度。墩身施工完畢後，檢查軸線偏差3毫米，高程誤差7毫米，節段間無明顯施工縫，線形順直，變截面與等截面銜接美觀。
榮譽表彰
《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》通過了2010年山西省省級工法鑑定，被評為2011年度山西省省級工法與2010年度集團公司三級工法。
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《大峽谷中塔吊配合整體爬模變截面高墩施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
