《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》是中交第二航務工程局有限公司完成的建築類施工工法；作者分別是汪文霞、羅承斌、肖文福、劉鵬、高雄；適用範圍是公路、鐵路橋樑工程建設中的高塔及墩身施工。
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》主要的工法特點是採用全封閉多層平台施工；每層施工平台均設有安全護欄和安全網；採用全液壓作業系統；模板定位、調整非常方便；爬升周期短，施工速度快，勞動強度低。
2008年1月31日，《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法
- 工法編號： YJGF255-2006
- 完成單位：中交第二航務工程局有限公司
- 主要完成人：汪文霞、羅承斌、肖文福、劉鵬、高雄
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2005-2006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
隨著中國國內橋樑工程建設發展，特別是高塔施工工藝的發展，傳統的爬模、翻模工藝滿足不了科技水平的不斷進步以及人們對混凝土外觀質量、耐久性和施工安全性的要求，通過中交第二航務工程局有限公司引進和消化中國之外技術，自行研究開發了HF-ACS100液壓爬模系統，並在蘇通大橋300.4米高塔、安慶長江大橋、杭州灣跨海大橋、株洲湘江四橋、徐州立交橋等多個工程的套用，總結液壓爬模施工工藝，逐步完成了《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的編寫。
工法特點
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的工法特點是：
1.採用全封閉多層平台施工，爬架剛度大，工作平台穩定可靠，塔、墩身線形易於控制，能有效保證施工質量。
2.每層施工平台均設有安全護欄和安全網，封閉了爬模與墩身或塔身之間的縫隙，為避免高空墜物傷人提供了安全保障。
3.採用全液壓作業系統，自動化程度高操作簡便，施工工藝容易掌握。
4.模板定位、調整非常方便，每次只需0.5小時即可完成。
5.爬升周期短（一般在1~2小時左右），施工速度快，勞動強度低。
6.在六級風以下，可組織24小時連續施工。
操作原理
適用範圍
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》適用於公路、鐵路橋樑工程建設中的高塔及墩身施工。
工藝原理
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的工藝原理敘述如下：
一、概述
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》同傳統施工法的主要不同是工作平台的結構形式和特性。該工法採用HF-ACS100液壓自動爬模系統，工作平台設定在爬架上，爬架系統自帶動力，在工作過程中可攜帶模板自動爬升，滿足構築物不斷升高施工的需要。
二、軌道爬升
如圖1所示，軌道爬升時，爬架與錨座系統及已澆構築物牢固地連成一體軌道與錨固裝置脫開，但可在錨固裝置中上下滑動，液壓動力裝置的活塞桿上下伸縮運動，通過輔助步進機構帶動軌道向上運動。輔助步進機構的功能類似於棘輪機構，只允許從動件向一個方向運動，從而保證軌道持續向上提升。活塞桿每一個伸縮周期，向上提升一步，步長小於油缸行程，等於軌道節距。
圖1軌道爬升狀態
三、爬架爬升
如圖2所示，爬架爬升時，軌道緊固在錨座系統上，同已澆構築物牢固連成一體。爬架可沿軌道上下運動，同軌道提升狀態相仿，活塞桿的伸縮運動通過輔助步進機構帶動爬架在軌道上向上爬升。輔助步進機構類似於棘輪機構，但也不完全等同於棘輪機構，其區別在於可預先調整允許運動的方向輔助步進機構在某一狀態時只允許從動件向一個方向運動，但調整方向後，則只允許從動件向相反方向運動。爬升系統正是利用這一特性，用同一動力裝置提升相對運動為反向的爬架和軌道。爬升系統到位後工作狀態如圖3所示。
施工工藝
- 工藝流程
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的工藝流程見圖4。
圖4工藝流程圖
- 操作要點
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的操作要點如下：
一、爬模預拼裝
1.爬升裝置及承重部件預拼裝
1）將承重架與爬頭和下支撐分別進行可靠的連線；
2）將步進裝置上爬箱與爬頭和液壓缸分別進行可靠的連線；
3）將錨板固定在預埋錨錐位置；
4）錨靴掛在錨板上，並用限位銷限位。
2.將預拼裝好的部件掛到錨靴上
1）將承重銷軸插入錨靴固定孔中；
2）將預拼裝好的部件掛在承重銷軸上；
3）插入安全銷軸，鎖定爬頭位置。
二、爬模的現場安裝
1.上爬架及下吊架的拼裝
按照設計施工圖拼裝上爬架及下吊架，並按施工工藝圖逐步進行系統的總體拼裝。
2.將預拼裝好的部件掛到錨靴上
1）將承重銷軸插入錨靴固定孔中；
2）將預拼裝好的部件掛在承重銷軸上。
3.軌道安裝
1）在下一節段安裝錨板錨靴；
2）調節下支撐，調整步進裝置上下爬箱橫向位置，拼裝好軌道撐腳；
3）在軌道上插入楔形板，吊起軌道；
4）穿過下一節段錨靴、爬頭及上爬箱、下爬箱，下放軌道至楔形塊卡在下一節段錨靴上；
5）將下與油缸用銷軸可靠連線，安裝步進裝置擺桿、彈簧復位器等；
6）將軌道撐腳用銷子可靠連線在爬升軌道上，旋轉軌道撐腳，使其支撐在混凝土面上。
4.移動模板支架的拼裝與調整
在施工現場拼裝移動模板支架時嚴格按設計圖要求進行拼裝，主要拼裝程式包括：預拼裝、整體拼裝、模板的調整、定位與脫模。
三、安裝定位精度控制要求
1.錨錐定位應採用適當工藝措施，保證其平面定位誤差小於10毫米。
2.各構件預拼裝的容許偏差應滿足如下精度控制要求：
1）單元總長±3毫米；
2）接口截面錯位±2毫米；
3）節點處桿件軸線錯位±2毫米；
4）各層框架兩對角線差±1毫米；
5）框架總對角線差±2毫米。
3.拼裝的容許偏差應滿足如下精度控制要求：
1）爬升裝置安裝垂直度±2毫米；
2）上爬架和下吊架安裝垂直度±5毫米；
3）兩爬升裝置、上爬架和下吊架間間距±5毫米；
4）支座中心線對定位軸線的偏移±3毫米。
4.未明確的安裝要求按照2005年前已執行的《鋼結構工程施工質量驗收規範》GB 50205-2001的規定執行。
四、液壓系統的安裝與調試
液壓爬模系統的現場安裝及調試應嚴格按照設計圖紙及產品技術要求進行。
1.安裝步驟
1）連線液壓管路系統；
2）連線電控系統，啟動液壓系統，檢驗其功能及密閉性能；
3）系統減壓、管路拆除。
2.系統調試
1）按照液壓系統說明書，加入液壓油至油箱液位計上限；
2）系統通電，檢查控制櫃信號燈指示正常；
3）啟動液壓泵電機，觀察液壓動力站壓力、油溫信號指示是否正常。當油溫低於25℃時，應讓液壓泵在液壓缸不工作的狀況下運行約15分鐘，直至油溫升至25℃。液壓泵穩定運行後壓力表指示應穩定在20兆帕；
4）打開液壓缸上所有雙向球閥，關閉流量控制閥。再半開流量控制閥，用螺旋鎖保護；
5）打開液壓缸排氣孔排盡所有液壓缸內空氣；
6）檢查系統管路正確連線，檢查所有液壓缸同步運動，檢查螺旋接合點緊密，在縮回和伸長液壓缸情況下分別有壓維持20秒。
五、液壓爬模系統標準爬升程式
1.爬升軌道的提升
依次將各爬升導軌插入懸掛靴中，其上的槽形孔應露出懸掛靴約5厘米。直至所有的爬軌懸掛在上部懸掛靴上並固定在混凝土結構上。
1）確保下支撐撐住混凝土表面，同時爬升軌道大約0.5米（3~4步）。
2）將軌道撐腳撐在混凝土面上。
2.爬模架的爬升
鬆開承壓絲桿，取下鎖緊板，後退承壓絲桿（距離12厘米）裝回鎖緊板予以固定，然後打開液壓千斤頂整體提升模板。
1）放鬆下支撐，使之距混凝土面12厘米左右。
2）同時爬升爬架。
3）插入錨靴安全銷軸並鎖定，使下支撐撐住混凝土面。
六、液壓爬模系統的維護
1.模板系統的維修、保養
1）模板面板在儲存時，要避免暴曬雨淋。切割和鑽孔後用防水油漆封邊。
2）施工完一個節段，要及時清理模板表面，並對沉頭螺栓處重新塗刷油性膩子。
3）吊運模板時注意不能碰壞模板，特別是板面。
2.動力裝置的維護詳見《液壓系統使用說明書》。
- 組織機構
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的組織機構如下：
配備五個作業班組：起重組、鋼結構加工組、木工組、機修組、電工組。其中起重組負責液壓爬模的預拼裝及現場安裝的吊裝；木工組負責爬模系統的安裝、調校；鋼結構加工組負責液壓爬模的鋼結構件加工及焊接；機修組負責液壓系統的使用及維護；電工組負責液壓爬模施工的用電保障。
材料設備
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》所用的材料及設備明細如下：
一、主要材料
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》所用的材料主要有型鋼、木模板、防火材料、安全網等。
二、主要設備
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》所用的主要設備明細如下：
HF-ACS100液壓自動爬模系統。採用系統的套數由工程的具體情況確定，HF-ACS100液壓自動爬模系統的主要技術參數如下：
1）額定垂直爬升能力：100千牛。
2）最大垂直爬升能力：130千牛。
3）爬升單步長：163毫米。
4）最大爬升傾角：內傾17.50°、外傾17.50°。
5）工作平台最大承載能力：主要工作平台3千牛/平方米；輔助工作平台1.5千牛/平方米；電梯入口平台1.0千牛/平方米。
6）液壓系統額定工作壓力：20兆帕，最高工作壓力：25兆帕。
7）供電制式：三相交流，380/220伏。
8）外形尺寸：最大高度15.52米，最大寬度2.96米。
質量控制
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的質量控制要求如下：
一、模板拼裝質量保證措施
對槽鋼背楞放位安裝質量、木工字梁放位固定及平整度和面板外形尺寸、平整度進行嚴格控制，整體面板的平整度及模板斷面尺寸，才能滿足模板設計要求。
二、模板吊裝及轉運質量保證措施
1.模板裝、轉運過程中不得有尖銳的構件壓在面板上或刮到面板上，以免面板刮傷損壞。
2.吊裝過程中注意對模板周邊稜角的保護，不得破壞棱邊稜角，以免相接後不良發生漏漿等，線形被破壞。
3.裝運時，模板起吊要均勻平衡受力，堆放平整並進行固定，以免滑落。
三、模板安裝及拆除質量保證措施
1.拉桿安裝：對拉桿的長度要和索塔試驗段斷面尺寸一致，在外螺母上緊模板時，必須安排人員在模板內側檢查模板內面斷面尺寸，確保與設計尺寸相符。模板受拉後斷面尺寸過小，則造成內撐桿向外的力過大，易造成面板局部發生凹陷，因此模板斷面尺寸控制到位後上緊外螺母即可。拉桿過松則造成塔身尺寸偏大，因此同樣也要上到位為止。
2.拆模和安裝模板需安排同樣一批人員控制，以便於對模板保護。
3.拆模時，模板起吊要均勻平衡受力。
4.模板安裝時，同節中相接的豎縫均需貼上雙面膠護縫以免向外滲漿，但膠帶邊口必須平於接縫邊口線（否則混凝土會出現嵌縫的缺陷）或統一稍低於邊口線且膠帶必須拉順直，確保接縫順直良好。
5.在松拉桿時，各塊模板需設定臨時固定保護，以免模板突然傾斜壓人或高空掉落。
四、模板施工及存放保護
1.混凝土澆築過程中振搗棒不得接觸到模板板面振搗，泵管等移動時也不能撞擊到面板上，以防面板被破壞。
2.澆築完成後及時將模板外側殘餘混凝土清除，清潔面板刷上脫模劑用彩條布覆蓋保護。
3.模板拆除後及時對模板進行檢查，發現問題需及時修補，如：螺釘鬆動，面板局部受損、拉松，封堵螺釘眼的原子灰被破壞，稜角被破壞等，以免影響後續混凝土澆築質量。
4.模板存放要整齊、平整、墊實，避免在其上堆積重材料。
安全措施
採用《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》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：
一、爬模施工安全措施
1.預埋錨筋不能粘上油類，尤其注意不能粘上脫模劑。
2.操作荷載不得超過工作平台設計荷載。
3.吊裝模板等物件必須有專人指揮，物件應垂直坐落於操作平台上，不得碰撞模板以及防護欄桿。
4.爬架爬升時，每邊爬架設定3~4根防墜落保護鋼絲繩。
5.在風速達45.5米/秒時，模板必須合攏且用鋼絲繩固定在勁性骨架上。
二、防火、防台措施
1.嚴禁在作業現場吸菸，每層平台必須配備滅火器。
2.採取保護措施嚴防焊接火花掉落在易燃物品上。
3.颱風來臨前停止作業，落實防台措施和預案。
環保措施
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的環保措施如下：
一、水污染防治措施
1.水上混凝土拌合站廢水，集中運至岸上存放點，經沉澱處理後排放。
2.在液壓爬模的施工平台上，設定“環保廁所”（乾廁），糞便定期收集運至岸上生活區化糞池，統一處理。
3.交通船舶、施工機械的廢油料集中收集運至岸上收集點處理，防止泄漏，污染江水。
二、固體、廢棄物的處置措施
1.在液壓爬模的每層施工平台設定垃圾桶、垃圾袋收集各種廢棄物，定期運至岸上垃圾場處理。
2.船舶上的生活垃圾，用袋（桶）裝，集中運至岸上垃圾場處理。
效益分析
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的效益分析如下：
一、主要工序用時分析
1.爬模的預拼裝完成約30天左右。
2.爬模的現場安裝完成約10天左右。
3.液壓系統的安裝完成約3天左右。
4.爬升軌道的安裝完成約1天左右。
5.爬升軌道的提升完成約0.5天左右。
6.液壓爬模的提升完成約1~2小時左右。
從主要工序用時可看出採用液壓爬模工藝施工，前期爬模預拼裝是關鍵，一定要高度重視，精心施工。
二、生產周期分析
視墩身或塔肢的施工難度而定，一般線形簡單的墩身施工完成一個節段需要3~4天，線形複雜的塔肢施工完成一個節段需要5~6天時間。
三、效益分析
20世紀90年代以前，中國國內高塔（墩）施工多停留在腳手架、掛架翻模等傳統技術，模板的裝卸、清理等都需要塔吊完成，工期長，需要占用大面積的場地；在升降過程中的穩定性差，沒有良好的作業平台，墜落事故時有發生。採用液壓爬模施工，爬升過程平穩、同步、安全、爬升速度快；除因結構的要求需要對模板及架體改造外，爬模架一次組裝後，一直到頂不落地，節省了施工場地，而且減少了模板的碰傷損毀；木模板體系可適應結構變化，現場操作簡潔；提供全方位的操作平台，安全性高，施工時不必重新搭設操作平台；結構施工誤差小，糾偏簡單，施工誤差可逐層消除，塔（墩）結構尺寸準確度及外觀質量容易保證。
直線段墩身用該液壓爬模施工，每月可完成7到8個節段。高塔用該液壓爬模施工，每月可完成4到5個節段。相對於傳統的翻模施工或搭設腳手架施工，爬模施工不僅在安全上有較大的保障，而且提高了施工進度。如高300.4米蘇通橋北索塔，施工歷時僅16個月，比預定工期提前兩個月時間。
在社會效益方面，採用液壓爬模技術施工，可以樹立企業良好的形象，液壓爬模施工技術先進，業界人士關注廣泛。其施工工藝簡單、施工效率高，且對施工安全有較大的保障，能大幅度提高施工速度。另外，HF-ACS100型液壓爬模系統的通用性和周轉使用性，節省了社會資源，減少了廢棄物，具有社會效益。
註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》的套用實例如下：
1.蘇通長江大橋北索塔
蘇通長江大橋北索塔採用倒Y形，包括上塔柱、中塔柱、下塔柱和下橫樑，塔高300.4米，中、下塔柱橫橋向外側面的斜率為1/7.9295，內側面的斜率為1/8.4489。因修建位置處於長江入海口，氣象條件比較惡劣，對橋塔施工速度和施工安全影響最大的是暴雨、颱風和大霧。而橋塔的施工工期要跨越兩個颱風多發季節（7、8、9月），這都給施工單位在保證質量前提下按時完成施工任務帶來了極大的麻煩。施工單位在北索塔的修建過程中採用了液壓爬模施工技術，針對大橋索塔結構特點及橋區自然條件，對液壓爬模系統進行了有針對性的設計，尤其是要求爬模系統能在中上塔柱交匯段處能順利過渡而不需拆下重裝，真正實現“一爬到頂”，同時，要求必須有足夠的抗風能力。通過設計、製造、安裝和使用各方的共同努力，優質高效地完成了施工。不僅在施工中沒有出現任何安全事故，竣工後的塔身無論從結構還是外觀來說都是優質的，而且比預定工期提前了近兩個月。
2.徐州立交橋主塔
徐州立交橋主塔採用H形空間索塔。塔柱底面高程為956.000米，塔頂高程為1157.316米，索塔總高度為201.316米。索塔包括塔柱、橫樑以及索塔附屬設施。下塔柱從塔柱底至下橫樑頂點，其高度為78.072米，上塔柱從下橫樑頂點至塔頂高度為123.244米。下塔柱橫橋向外側面的斜率為1/20.848，內側面為直線變化段，上塔柱橫橋向外側面的斜率為1/27.962，內側面的斜率為1/27.962；索塔順橋向的斜率為1/106.165。
徐州立交橋主塔除下塔柱（異型段）外，其餘均套用液壓爬模施工工法施工，起始節段為第六節段，中塔柱施工完成後，由於塔柱傾斜角度的改變，所以將爬架重新利用塔吊懸掛到預埋件系統上，以調整爬架角度。現整個塔柱施工已完成，工期比預計提前了整整一個月，塔柱外觀質量得到了業主及監理的認可。
榮譽表彰
2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《橋樑高塔（墩）液壓爬模施工工法》被評定為2005-2006年度國家二級工法。
