弘农涧特大桥高墩爬模施工方案

1、国道 310 三门峡至豫陕界段南移新建工程弘农涧特大桥高墩爬模专项施工方案编制：河南清修建筑劳务有限公司日期：2018 年 1 月 22 日国道 310 三门峡西至弘农涧特大桥高墩爬模施工方案根据本工程具体工程特点、 施工条件以及自身情况的不同， 选择经济合理和满足特定 工程需要的工艺手段， 以达到确保工程质量、 加快工程进度、节约工程成本的目的。弘农 涧大桥高墩确定采用无支架爬模施工并编制技术方案及质量控制措施如下：一、工程概况弘农涧大桥左幅总长 3177米，右幅总长 3175.336 米，桥位区属于黄土丘陵 - 黄土梁 地貌，地形起伏不平，冲沟、沟谷发育，地形条件复杂。桥址区跨弘农涧河。桥

2、区地面高 程 350526 m左右，地形相对高差约 176 m。下部结构设计构造尺寸：主桥共有 6#-12# 七个主墩，采用变截面空心墩形式，空心墎上部 65m橫向采用双肢 形式，单肢宽度为 6.5m，空心墩壁厚 80cm，竖向每 20m设置一道橫隔板，壁厚 80cm，空 心墎下部采用整体式单箱三室结构，壁厚 80cm，纵桥向采用变截面形式，顶宽为 7.5m， 坡率为 1： 80。6#墎分离式等截面空心墎形式，左右两个桥墎尺寸形式相同，桥墎橫桥向宽度为 6.5m，顺桥向宽度为 7.5m，桥墎高度左幅 17m，右幅 20m。7-12# 墎高度分别为 122m、125m、 120.5m、 116m

3、、 116.5m、108m。二、弘农涧矩形高墩爬模法施工（一）、施工工艺 施工系统由提升机构、模板系统、工作平台和安全设施组成1、提升系统：附着塔吊，安装在左右幅墩承台中心位置。作业半径56m，在墎身施工至 40m高度时，每个主桥墎安装一台施工电梯，供人员、辅材、小型机具使用。2、模板系统：采用桁架式模板，由桁架主背楞、模板 （胶合板 ） 、斜撑、后移装置、 承重三角架、埋件系统、吊平台及加高节等七部分组成。3、工作平台：在模板外侧设置角钢支腿，其上铺设 3mm厚钢板，形成工作平台，工 作平台主要是提供人员工作和小型机具的操作平台， 为模板安装、钢筋安装提供作业空间。墎身施工时，在墩身外侧采用

4、安装爬梯（主墩为施工电梯） ，步道“ Z”型上升，休息 平台尺寸 1.2m×0.6m，供人员中途休息，保证施工和检查人员上下行走安全便捷。4、安全设施由上部平台 1.5m 高围栏、四周密目围挡等组成。（二）、塔吊选配根据墎身高度及模板单块重量，本工程每个墩身在左右幅中间安装 1 台塔式起重机， 每个墩身施工电梯在靠便桥方向安装一台。塔吊的主要技术参数：额定起重力矩： 630KN.m；最大起升高度：独立式 40m，附着式 150m；最大幅度： 56m，最小幅度： 2.5m，最大幅度起重量： 1.3t ；起升速度：（a=2） 80/40/8.5m/min（a=4）40/20/4.25m/

5、min ；变幅速度： 40/20m/min ；回转速度： 0.6r/min ；装机总容量： 34.8KW（不含顶升机构电机功率） ；装机自重： 31.79t （不含配重）。（三）、模板采用桁架式模板。1、桁架式模板组成：由桁架主背楞、模板 （ 胶合板） 、斜撑、后移装置、承重三角架、 埋件系统、吊平台及加高节等七部分组成。（1）桁架主背楞：分标准节和加高节，通过连接板连接，并安装平台立杆，背楞调 节座可微调主背楞的高度和位置，背楞扣件就是固定和连接主背楞和模板横肋。2）模板组成：吊钩采用钢吊钩，每块模板设置 2 个，吊钩安装时左右对称，螺栓 采用双螺母安装；竖肋，采用木工字梁，高 20cm，宽

6、 8cm， I=4500cm4，允许弯矩 5KN.M， 允许剪力 11KN；横肋采用两根 14 槽钢背靠背用 14 螺栓连接而成；连接抓，连接木工字 梁和钢横肋， 带吊钩的木梁两侧均装连接爪， 不带吊钩的木梁只装一个连接爪， 并且连接 爪安装要相互错开， 拼装好后做好标记； 芯带，就是连接两块已拚装好的模板，即将两块 模板的钢横肋连接成整体；芯带插销，就是使用芯带时用，起锁固作用；模板面板采用 21mm厚胶合板，面板允许偏差为 1mm，板面平整度小于 1/1000 ，面板拼装时要平齐、不 错台，地板钉布置间距 300 mm，每块面板四个角及边沿中点用纤维板钉钉紧，防止翘起。（3）后移装置：拉杆

7、、拉杆圆垫、后移拉杆、带轨道后移装置。（4）承重三角架 : 由三角架横梁、三脚架短斜撑杆、三脚架立杆、三脚架长斜撑杆 组成。（5）斜撑：由带丝扣可调节长度的杆件组成。（6）埋件系统：由埋件板 D20、受力螺栓 M36、高强螺杆 D20、爬锥 M36/D20组成， 配件有碟形螺母、齿轮销、安全销 20、插销20 等。2、施工工艺介绍：充分利用模板自身锚固作用（按设计要求设置预埋件） ，采用塔吊 配合提升模板，逐段爬升完成墩身混凝土浇注施工。厂家提供模板设计图。墩身模板采用定型模板， 由厂家定做。墩身模板高 4.65 米，共 4套，一次可浇注 4.5 米高。根据各墩断面尺寸和考虑模板周转， 横桥向

8、为等宽 2.5 米，顺桥向取最大宽度， 共 加工 3 个墩身的模板，周转三次即可。现场进行组拼，通过竖向大肋和横向大肋（柱箍） 等进行加固。模板面板厚 21 ，采用 80 × 200 木工字梁做竖肋，两根 14 槽钢背靠 背做横肋，竖肋间距 26.5 、26.8 、27.5 ，横肋间距 26、71、120 ，对拉螺杆采用 M20， 对拉螺杆设置 PVC 套管在与混凝土和模板接触内侧面设置锥型橡胶止浆垫块，可重复使 用。墩身模板及加固构造图（厂家根据施工方要求设计并提供）3、墩身模板验算对模板侧压力 Pm按内部振捣器时计算： Pm=K×r ×h墩身 4.5m 高混凝

9、土最大方量为（ 0.4 ×（ 3.7 × 2+2.5 × 2） +0.3 × 0.3 ×2）× 4.5=25.965m3，混凝土拌和及运输能力可达到 20m3/ h ，最短时间可在 1.3 小时内浇注完 成，考虑混凝土入模及振捣等因素影响， 计划在 2小时内浇完，则浇注速度为 V=2.25m/ h。 浇注时间选择在下午 5时开始，墩身大致施工时间控制在 5、6、7、8、9 月间，浇注混凝 土入模温度取 T=25，则 V/T=2.25÷25=0.09>0.035，h=1.53+3.8 ×V/T=1.872m，K

10、=1.2 （掺外加剂），r=25KN/m3，Pm=1.2×25×1.872=56.16Kpa ，考虑振捣荷载 4KN/，总侧压 力 P= Pm+4=60.16 Kpa。大模板最大侧压力取 P=61 Kpa 进行计算。(1) 面板计算：强度验算：面 板 由 竖肋 所 形 成 的 单 向板 受 力 ，整 个板 面 受 均 布荷 载 q，平 板 单元 为 Lmmx275mmx21。mm可看作多跨连续梁计算，但验算时按简支梁偏安全：取 1 宽的板条作为计算单元，荷载 q 为： q=61× 0.275=16.775 ×10-3N/mm。M=1/8 2 2 2 3

11、3 4×q×L2=158.576 N.mm，W=1/6×bh2=1/6×1×212=73.5mm3，I=1/12 ×bh3=771.75mm4。应力： 0=M/W=158.576÷73.5=2.16<8N/mm2满足要求挠度验算：面板的挠度：式中 E 为木材的弹性模量， E=6×103f=(5ql 4)/(384EI)=(0.0016775 ×2754)/(384 ×6000×771.75)=0.054 mm f/a=0.054/275=1/5093<1/500 满足要求。

12、(2) 竖肋计算：竖肋间距 275mm，选用木工字梁， W=450×103 mm3。惯性矩 I=4500× 104 mm4。荷载： q=ph=0.061×275=16.775N/mm， 竖肋在横向钢背楞上为五不等跨连续梁，按简支梁验算可偏于安全，跨中长度为M，由弯矩图中可得最大弯矩为弯矩 Mmax=q2m/8=16.775 ×12002/8=3019500 N.mm，强度验算： max=Mmax/w=3019500/450000=6.71Mpa<12Mpa满足要求。挠度验算： wmax=-5q ×m4/ ( 384× E

13、5; I ) =-16.775 × 12004/(384 × 9× 105× 4500× 104)=-0.22 mmw/l=0.22/1200=1/5454<1/500 满足要求。(3) 横向大肋(抱箍)计算：横向大肋采用 2 根 14 槽钢靠背螺栓连接而成，中间留够穿对拉螺杆的空间，四角 采用螺栓或销子连接四边闭合成柱箍，竖向大肋传来的力按均布荷载进行验算，设置 2 根对拉螺杆，横向大肋支承在对拉螺杆上， 按 3 跨不等跨连续两段悬臂梁进行计算； W=161 ×103 mm3。惯性矩 I=1127.4 ×104 mm

14、4。横向大肋荷载： q=ph=0.061×1000=61N/mm，n=1000/750=1.33 ，由弯矩图中内插可得 最大弯矩为悬臂端 Mmax=-0.5×ql 12=0.5 ×61×7502=17156250N.mm，强度验算： max=Mmax/w=17156250/161000=106.5<215Mpa 满足要求。悬臂部分挠度验算： wmax=q×l 4/ （8×E×I）=61×7504/（8 ×2.1 × 105× 1127.4 × 104）=1.02 mmw

15、/l=1.02/750=1/736<1/500 满足要求。跨中部分挠度验算： wmax=q×l4/（384×E×I）×（5-242）=61×7504/（2 ×384×2.1×105×1127.4×104） ×（ 5-24 ×（ 750/1000 ）2）=-0.18 mm w/l=0.18/750=1/4167<1/500 满足要求。（4）对拉螺杆或连接螺栓验算 柱箍横向大肋槽钢四角采用螺栓或销子连接，跨中设置对拉螺杆。对拉螺杆验算： P max=F maxl 1l

16、 2式中 l 1为横拉杆间距， l 2 为竖拉杆间距。P max=61×1.2 ×1=73200N进行验算，螺栓拟采用 M20，容许拉力为：P0=×S=305×314.2=95800N，P max=73200< P0=95800N，满足要求。 为普通螺栓的抗拉极限强度， S 为螺栓的有效面积。（5）模板及加固材料数量每个投入 1 套模板，左右墩身同时开始浇注， 周转三次多即可完成， 所需主要材料见 模板设计图纸工程数量表。外模定型模板 351.54m2，重约 21.09 吨；内模组合钢模板 330m2，重约 10.2 吨； 14 槽钢 740 m，

17、重约 10.75 吨；方木 50m3；对拉螺杆 720m，重约 1.76 吨；螺栓或销子 756 套，专用锥型橡胶密封垫块 606个，塔吊一台，配套支架 6套，钢管脚手架 20 吨及其他 附件若干等。4、模板特点：支架、模板及施工荷载全部由预埋件承担， 不需另搭脚手架，适于高空作业；模板部 分可整体后移 65cm；模板可利用锚固装置使其与混凝土面贴紧，可防止漏浆及错台；模 板部分可相对于支撑架部分上下左右调节， 使用灵活； 利用斜撑模板可前后倾斜， 最大角 度为 30°；各连接件标准化程度高，通用性强；模板上设吊平台，可用于埋件的拆除和 混凝土处理；悬臂支架设有斜撑，可方便调整模板的

18、垂直度和坡度。5、模板组装顺序：（1）、模板等构件运送到现场后，应分门别类码放于工地木房内， 不得随意乱堆， 以 免丢失。（2）、第一次浇注混凝土，用对拉螺栓加固模板。（3）模板就位：将各单元间次背楞用芯带及芯带销连接成一个整体。应注意芯带孔 与次背楞孔并不重合， 上芯带应选择合适的孔， 使芯带外张，两块模板向内靠紧。直墙木 梁模板通过芯带进行连接， 模板与模板之间直接拼缝时， 直接用芯带连接即可， 当模板与 模板之间不能拼在一起时，则增加拼缝模板，用芯带压住拼缝模板连接即可。（4）埋件安装：在模板就位前，通过模板面板上的孔，用安装螺栓M36×50 从模板背面将爬锥 M36/D20固

19、定于模板面板上，混凝土浇注后，卸下 M36螺栓， 模板后移，将受 力螺栓安装在爬锥上。 将模板吊装就位，支架卡在受力螺栓上，插上销子。 人在吊平台上 用套筒扳手和爬锥卸具将受力螺栓和爬锥取出， 以便重复使用， 同时用砂浆抹好爬锥留下 的孔。6、第一次提升安装过程（1）准备好两片木板 300mm×2440mm左右，按照爬锥中到中间距摆放在水平地面上。 保证两条轴线绝对平行， 轴线与木板连线夹角 90°，两对角线误差不超过 2mm。将三角架 扣放在木板轴线上， 保证三角架中到中间距等于爬第一次浇注爬锥中到中间距。 两三角架 对角线误差不超过 2 mm，安装平台立杆，用钢管扣件连

20、接，注意加斜拉钢管。（2）将主背楞、背楞调节器、斜撑及挑架安装在后移装置上。（3）用钢管扣件将所有背楞、三角架、平台立杆连接牢固，再次校正两三角架中到 中间距是否为第一次浇注爬锥中到中位置。（4）安装所有操作平台。平台要求平整牢固，在与部件冲突位置开孔，以保证架体 使用。（5）将拚装好的架体整体吊起，平稳挂于第一次浇注时埋好的受力螺栓（挂座体） 上，插入安全插销并用发卡固定。（6）将拚装好的模板整体吊起，安装在挂好的架体上，注意背楞调节器与模板背楞 的支撑情况，安装背楞扣件。利用斜撑调节角度，校正模板。完成吊装过程。34、第二次提升模板与第一次施工工艺（ 3.5 和 3.6 ）基本相同，即浇注

21、第三次混 凝土时再增设下吊杆和工作平台，以方便混凝土表面处理和养护。以后依次类推。7、模板使用应注意的问题（1）同一单元块的两榀桁架之间应用 48 钢管连接紧固，平台搭设安全可靠。（2）埋件系统预埋的位置要求准确，在浇注混凝土前必须派专人再次对其位置进行 复核，确保误差不大于 1mm。（3）每次拆模后都必须将模板面板上附着的杂物清理干净，并在浇注混凝土前刷脱 模剂。4）拆模后如模板须落地， 则其面板不可直接放在地面上， 而应在地面上先垫方木， 再将模板放在方木上，以保证模板的周转次数。（5）模板整个单元往上提升时，吊钩一定要吊于主背楞上部的吊具上，切忌不得吊 于模板的吊钩上。（6）浇注混凝土前

22、，模板的下部应利用三角架上的后移装置将模板调到紧紧地与已 浇好混凝土接触上，防止再次浇注混凝土时出现漏浆及错台。（7）模板支好后，各单元块间次背楞一定要用芯带及锲型销连好，保证各单元之间 连成一个整体，同时保证各单元之间连好后成一条直线。（8）浇注混凝土前，对拉螺杆一定要按图纸位置拉接，以保证混凝土质量。（9）要定时检查模板单元上各个螺栓的松紧情况，如发现有松动应立即紧固。 三、安全保证措施（一）悬臂支架的荷载说明：悬臂支架上不能堆放过重的物品， 如钢筋、钢管脚手架 等，由上而下共 4 层工作平台，依次编号为 1、2、3、4。操作平台 1 单榀支架的设计荷 载为 500Kg，操作平台 2 单榀

23、支架的设计荷载为 150Kg，操作平台 3单榀支架的设计荷载 为 500Kg，操作平台 4 单榀支架的设计荷载为 150Kg，所以施工荷载必须不能超过设计荷 载。（二）模板施工安全管理措施：1、工人在进行模板安装及拆除时，必须戴安全带，安全带挂在安全的骨架上。2、模板吊升必须由专人负责指挥。3、模板上的脚手架必须符合安全要求，平台跳板必须与脚手架捆绑牢固，跳板尽量 不出现悬挑现象，若需要时必须按设计要求或规定的标准搭设跳板， 发现有不符合要求时， 必须立即整改直至满足要求为止，否则不得进入下一道工序。4、施工平台周围必须设置防坠落安全网。5、墩身四周设置安全区域，做好围栏，防止坠物伤人。6、模

24、板拆除前要等到混凝土强度达到 15Ma后才能进行。7、悬臂模板吊升必须在白天进行，当遇到雷雨或风力达到5 级以上时，不得进行作业。8、严禁上下同时作业，严防高空坠落。9、严禁在悬臂模板架上堆放重物，悬臂模板架主平台设计荷载3KN/m2，上平台及吊平台为 0.75KN/m2。所以要求施工荷载包含人工荷载在内，必须小于设计荷载。（三）高空作业安全管理措施：1、凡是离地面 2 米以上的作业即位高空作业。2、高处作业人员必须系好安全带、戴安全帽、 穿防滑鞋，禁止打赤脚或穿拖鞋作业。3、作业人员上下脚架必须安设爬梯，不得攀登脚手架上下，更不允许乘坐非乘人的 升降设备上下，如发现违规者，必须立即制止。4、

25、脚手架临空应设置栏杆，要接安全网等防护设施。5、安全网在使用前，应按规定进行试验，合格后方准使用。6、高空作业区的风力在 5 级以上时，应停止作业。7、塔吊操作必须具备塔吊司机专业资质，每个塔吊配齐专业指挥员操作前后都必须 严格检查电路达接，钢丝绳的安全可靠性，在保证安全条件下方可操作。四、外观质量控制措施：（一）、测量控制： 在结构物每道工序施工前进行精确放样， 重要部位进行交叉复核， 确保结构物轴线中心位置， 边线位置及平面尺寸准确。 施工后再进一步复核放样为下道工 序施工作准备。（二）、原材料控制：选择极配较好的砂、石料，并严格控制石粉含量不超标，选用 合格的砂、石等材料。 在同一结构物

26、必须采用同一料场的材料， 几种材料不得混合使用在 同一结构物砼内，从材料源头开始进行控制。（三）、试验控制：进场后原材料砂、石、水泥加强抽检，拒绝不合格材料进行使用。 严格按配合比进行准确投入使用， 不得随意调整配合比， 导致实际配合比与设计配合比有 出入，从而影响砼质量，严格控制水灰比。（四）、搅拌控制：砼必须严格按规范规定时间进行搅拌，防此搅拌时间太短有生料 使用在结构物砼中， 否则极易发生堵管或离析现象， 或在运输和振捣过程中出现离析， 从 而影响砼外观质量和内在质量。（五）、模板控制：模板主要是保证砼在凝固和成型过程中，按设计要求不走样不变 形，关键是刚度、强度和稳定性及几何结构尺必须满足设计和规范要求。1、按结构尺寸设计出模板并经过测量放样后进行模板安装。2、模板在设计时进行强度、刚度及稳定性验算，主要是对模板、横楞、竖楞及拉杆 等进行验算，必要时按施工经验进行设置。3、对大表面砼必须设置横楞、竖塄，最后在横、竖楞交点处设置对拉螺杆，或在上 道工序施工时， 预先预埋构件进行设置拉杆。 对于墩柱等必须设置围箍或柱箍， 有足够刚 度，保证不变形不移位。4、模板拼装接缝及模板与原混凝土面