中建高墩液压爬模专项施工方案

项目专项施工方案

建设工程

大桥高墩液压爬模

专项施工方案

编制：

审核：

审批：

中国建筑一局（集团）有限公司

2023年5月

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项目专项施工方案

目录

1.编制依据...........................................................................................................................1

2.工程概况...........................................................................................................................1

2.1项目背景.................................................................................................................1

2.2线路概况.................................................................................................................1

2.3xx大桥概况.............................................................................................................2

2.3.1xx大桥总体概况..........................................................................................2

2.3.2xx大桥主墩概况..........................................................................................3

2.3.3液压爬模概况..............................................................................................4

2.3.4施工重难点分析..........................................................................................7

2.3.5经济效益分析..............................................................................................7

3.施工计划...........................................................................................................................8

3.1墩身分段浇注.........................................................................................................9

3.2墩身模板平面布置...............................................................................................12

3.3墩身材料统计.......................................................................................................13

3.4机械设备、实验设备及测量设备.......................................................................13

3.5工期安排...............................................................................................................14

3.6人员安排...............................................................................................................16

4.施工准备技术准备.........................................................................................................17

4.1混凝土准备...........................................................................................................17

4.2模板的选取...........................................................................................................18

5.施工工艺技术.................................................................................................................18

5.1施工工艺流程.......................................................................................................18

5.2测量放样...............................................................................................................19

5.3塔吊设置...............................................................................................................19

5.4上下安全通道的设置...........................................................................................21

5.5泵管设置...............................................................................................................25

5.6液压爬模操作系统...............................................................................................28

5.7液压自爬模的安装过程.......................................................................................29

5.8爬升流程...............................................................................................................32

5.8.1工艺流程....................................................................................................32

5.8.2详细步骤....................................................................................................32

5.9半成品钢筋加工...................................................................................................33

5.10钢筋对接.............................................................................................................34

5.11支设模板.............................................................................................................36

5.11.1准备工作..................................................................................................36

5.11.2模板拼装过程..........................................................................................37

5.11.3合模..........................................................................................................39

5.11.4高墩爬模精准安装装置..........................................................................39

5.11.5墩身垂直度控制......................................................................................40

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5.12内模翻模施工工艺.............................................................................................42

5.12.1工艺原理..................................................................................................42

5.12.2施工工艺流程..........................................................................................42

5.13横隔板施工.........................................................................................................42

5.13.1施工工艺..................................................................................................42

5.13.2模板安装..................................................................................................44

5.13.3钢筋安装..................................................................................................45

5.13.4混凝土浇筑..............................................................................................45

5.14爬模拆除.............................................................................................................45

5.14.1拆除准备..................................................................................................45

5.14.2拆除流程..................................................................................................46

5.15浇筑混凝土.........................................................................................................47

5.16混凝土的养护.....................................................................................................48

5.16.1养护时间..................................................................................................48

5.16.2薄壁空心墩智能养护系统......................................................................48

5.16.3混凝土外观质量标准..............................................................................49

5.17施工注意事项.....................................................................................................50

5.17.1钢筋、模板施工要求..............................................................................50

5.17.2钢筋加工及安装实测项目......................................................................50

5.17.3模板安装的允许偏差..............................................................................50

5.17.4混凝土防止出现裂缝的措施..................................................................51

6.技术保证措施.................................................................................................................51

6.1导轨爬升技术保证措施.......................................................................................51

6.2爬架爬升技术保证措施.......................................................................................52

6.3模板施工技术保证措施.......................................................................................53

6.4模板的裁剪...........................................................................................................53

7.质量保证措施.................................................................................................................54

7.1质量保证体系.......................................................................................................54

7.2质量目标...............................................................................................................56

7.3质量管理...............................................................................................................56

7.4质量控制原则.......................................................................................................56

7.5质量控制内容.......................................................................................................56

7.6质量控制具体措施...............................................................................................56

7.7施工过程中的质量保证措施...............................................................................59

7.8监控量测措施.......................................................................................................59

7.9液压爬模验收.......................................................................................................61

8.安全文明施工及管理.....................................................................................................66

8.1安全管理组织机构...............................................................................................66

8.2一般规定...............................................................................................................66

8.3防止高空坠落.......................................................................................................67

8.4防止物体打击.......................................................................................................67

8.5高空消防措施.......................................................................................................67

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8.6安全保证措施.......................................................................................................68

8.7防风措施...............................................................................................................69

9.应急预案.........................................................................................................................70

9.1应急预案的方针与原则.......................................................................................70

9.2应急预案工作流程...............................................................................................70

9.3危险源辨识...........................................................................................................71

9.4应急救援组织架构...............................................................................................76

9.5事故报告...............................................................................................................77

9.6应急结束...............................................................................................................78

9.7后期处置...............................................................................................................78

9.8宣传教育...............................................................................................................79

9.9应急演练...............................................................................................................79

9.9.1应急救援预案............................................................................................79

9.9.2应急救援目的............................................................................................79

10.附录5#、6#、7#爬模和横隔板、墩顶支撑计算书..................................................80

10.1主要规范规程.....................................................................................................80

10.2模板计算.............................................................................................................80

10.2.1模板荷载..................................................................................................80

10.2.2面板验算..................................................................................................81

10.2.3木工字梁验算：......................................................................................82

10.2.4横向背楞验算..........................................................................................82

10.2.5拉杆计算..................................................................................................83

10.2.6模板吊钩验算:.........................................................................................83

10.36#墩ZPM100支架部分验算..............................................................................83

10.3.1ZPM100爬模平面布置............................................................................83

10.3.2荷载组合计算..........................................................................................85

10.3.3荷载计算（施工阶段）..........................................................................86

10.3.4施工阶段支架计算..................................................................................89

10.3.5爬升阶段支架计算..................................................................................93

10.3.6停工阶段计算..........................................................................................94

10.45/7#墩QPM50支架部分验算............................................................................96

10.4.1QPM50爬模平面布置.............................................................................96

10.4.2荷载组合计算..........................................................................................97

10.4.3荷载计算（施工阶段）..........................................................................98

10.4.4施工阶段支架计算................................................................................100

10.4.5爬升阶段支架计算................................................................................106

10.4.6停工阶段计算........................................................................................107

10.5横隔板模板及支架计算书...............................................................................109

10.5.1荷载计算................................................................................................109

10.5.2侧模计算................................................................................................111

10.5.3内模板验算............................................................................................111

10.5.4木矩形梁次楞验算：............................................................................112

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10.5.5横向背楞验算........................................................................................113

10.5.6拉杆计算................................................................................................113

10.5.7顶板模板及支撑验算............................................................................113

10.5.8次楞100mm×100mm方木验算...........................................................114

10.5.9主楞方木验算........................................................................................115

10.5.10钢管支撑验算......................................................................................115

10.5.11底板模板及支撑验算..........................................................................116

10.5.12底板主支撑验算..................................................................................116

10.6墩顶模板及支架计算书...................................................................................117

10.6.1墩顶底模验算........................................................................................117

10.6.2墩顶主支撑验算....................................................................................117

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1.编制依据

表1-1编制依据表

序号规范、文件名称编号

1《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

2《钢结构设计规范》GB50017-2017

3《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

4《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011

5《公路工程技术标准》JTGB01-2014

6《公路工程施工安全技术规范》JTGF90-2015

7《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2016

8《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2017

9《钢筋机械连接用套筒》JTG163-2013

10《泵送混凝土施工技术规程》JTG-T10-2011

11《液压爬模技术规程》JGJ195-2010

12《金台区农业园公路S212至长坪路段两阶段施工图设计》/

13《xx建设工程施工组织设计》/

2.工程概况

2.1项目背景

坡度较陡，高差最大可达200余米形通道，能够有效带动西府天地民俗旅游产业

的开发。增强了边民多年以来出行难的问题，促进当地经济社会的跨越式发展。

2.2线路概况

项目全线共14.162km，设计走向是由东北向西南方向，采用二级公路标准建设，

设计时速60km/h，路基宽度12m。路基以挖方为主，路基挖方228万方，填方13万

方。深挖高度大于20m的高边坡共9段，全长1827m，最大边坡高度达93.69m。桥

梁共4座，分别为八里村大桥、王家山大桥、田家坡大桥及xx大桥，桥梁总长

1304.02km，其中xx大桥为本项目的控制性节点工程。

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图2.2-1项目路线图

2.3xx大桥概况

2.3.1xx大桥总体概况

xx大桥主要功能为跨越黄土冲沟，桥梁平面位于半径R=2000m的左偏曲线上。

桥梁中心桩号为K7+170，起点桩号为K6+860.98，终点桩号为K7+479。桥跨结构为

4×40+65+2×120+65+2×40m预制箱梁+连续刚构，桥梁全长618.02m，主桥上部为预

应力混凝土连续刚构，下部主墩为薄壁空心墩，分隔墩为空心墩；引桥上部为预应力

混凝土连续箱梁，下部为柱式墩、空心墩。主桥5#、6#、7#墩柱采用薄壁空心墩液

压爬模施工工艺，最大墩高124.5m，加桥跨结构最大桥高131.7m。

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图2.3-1xx大桥效果图

2.3.2xx大桥主墩概况

xx大桥主墩5#、6#、7#高度分别为73m、124.5m、84m。5#、7#墩身外部尺寸

为6.5m×6.5m；6#墩身墩底外部尺寸为9.6m×7.5m，墩顶外部尺寸为6.5m×7.5m，横

桥向两侧墩身按80:1比例线性渐变。主墩横桥向壁厚为90cm，顺桥向壁厚为70cm，

5#、7#设两道横隔板，6#设四道横隔板，横隔板厚度为50cm，四边与墩身连接处设

置50×50cm斜倒角。墩身混凝土标号均为C40。

表2.3-1墩身尺寸信息表

外围墩身尺寸混凝土方量

序号墩身编号混凝土强度备注

长（m）宽（m）高（m）（m³）

15#墩身6.56.573C401484.74/

9.67.5

26#墩身124.5C402999.0780:1渐变

6.57.5

37#墩身6.56.584C401687.8/

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图2.3-16#墩典型断面配筋图

图2.3-25#、7#墩典型断面配筋图

2.3.3液压爬模概况

液压爬模模板体系采用工字木梁维萨板模板。外模采用液压爬模顶升系统，内模

采用翻模工艺施工。外模面板采用维萨板，规格为2440*1220*21mm，竖楞为H20的

木工字梁（木梁高度为200mm，翼缘宽度为80mm，翼缘厚度为40mm，间距为

300mm），横楞为双14#槽钢，最大间距为1300mm，拉杆采用D20高强螺杆，纵向

间距1200mm，横向间距1300mm。上平台宽度=1.30m，模板平台宽度=1.30m，主平

台宽度=2.90m，液压操作平台宽度=2.70m，吊平台宽度=1.80m。平台上铺设40mm

厚抗滑木板，平台四周架设标准化防护栏杆。

5#、7#墩标准节垂直高度为4.5m，模板配置高度4.65m；6#墩标准节垂直高度为

6m，模板配置高度6.15m。模板下包100mm以保证新浇混凝土底口质量和防止跑浆，

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模板上挑50mm以防止混凝土溢浆。墩柱内外模采用工字木梁体系模板，外模面板采

用21mm厚维萨板，内模面板采用18mm厚国产板。5#、7#外模架体采用QPM50型

液压自爬模体系，6#外模架体采用ZPM100型液压自爬模体系。

表2.3-2模板及支架配置表

序号项目支架体系模板

1墩柱外部液压自爬模体系工字木梁维萨板模板

2墩柱内部井筒式平台工字木梁国产板模板

图2.3-3液压爬模系统组成图

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图2.3-4液压爬模系统效果图

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图2.3-55#、7#支架（QPM50）立面图图2.3-66#墩支架（ZPM100）立面图

图2.3-7平台标准化防护栏杆

2.3.4施工重难点分析

序

重难点分析解决方案应用效果

号

在爬模合模过程中，通过安装高墩

xx大桥主墩是本桥施工的重难点和关爬模精准安装装置，可以在水平和

键部位，墩身高达124.5m，薄壁空心竖直两个方向进行模板位置的微

激光铅直仪

墩相对截面面积较小，墩身重心高，柔调，大大提高了爬模爬升就位时的

校核、高墩爬

1度大，6#线性渐变精度要求高，平面及精度，降低了作业人员的工作强度。

模精准安装

垂直度偏差控制要求高。若采取不恰当目前大多数的液压爬模系统都是通

装置微调

的方案将会导致偏差逐级累加，为项目过伸缩机构和电动葫芦等校正模板

后续实施带来严重后果。位置，本装置解决了传统校模中操

作不方便、偏差大、效率低的问题。

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项目专项施工方案

在大型机械设备布置方面，每节墩身施

对爬架系统目前国内高墩液压爬模施工体系中

工完毕后，在墩身外侧无任何附着物且

进行深化设均存在这一问题，大多数施工单位

爬模架体高度较高，在临空高度特别高

2计，在吊平台采取了塔吊和吊篮配合安装附墙的

的情况下无法搭设作业平台，为塔式起

上下挂附墙方法，存在着很大的安全隐患，这

重机和施工升降机附墙装置的安装带

安装吊笼一改造具有较大的推广应用价值。

来了极大的困难。

在以往的施工过程中，由于养护困

难，缺乏创新。施工单位往往对养

护的质量意识不强，疏于管理。墩

薄壁空心墩每节爬升后，由于高度较高，采用薄壁空

柱由于缺乏养护，甚至不养护带来

爬架高度较高，每节架体爬升后新浇混心墩智能养

3了一系列的质量问题。本装置大大

凝土面隐藏在架体内侧，为养护带来极护系统，实现

降低了人为制约因素，通过时间继

大不便。养护自动化

电器控制养护时间，并对养护用水

进行收集后循环利用，充分体现了

智慧建造和绿色施工的理念。

2.3.5经济效益分析

液压爬模系统具有自动导向、液压升降、自动复位的功能，有利于满足薄壁空心

墩中线垂直、大面平整、轮廓顺直的质量和精度要求。除安装和拆除阶段外，整个爬

升过程均不需要其他起吊设备，通过自身的液压系统爬升到顶不落地，拼装简单，施

工快捷，非常适合高度在50m以上的薄壁空心墩柱的施工中推广应用。相比于传统

的滑模施工工艺，薄壁空心墩液压爬模施工工艺在工期、人工、材料、机械设备和安

全质量管理等方面，都有比较显著的优势。

表2.3-3液压爬模效益分析（以xx大桥5#墩柱为例）

序号分析类别分析内容

xx大桥5#墩柱总高度为73m，标准浇筑高度为4.5m，共分17节浇筑。

每节施工平均时间为5天，每节爬模顶升需2小时。计算工期为85天。

1工期

若采用滑模施工工艺，平均一节需8天，计算工期为136天。液压爬模

系统节约工期为51天。

液压爬模人工按1020个工日计，单价为300元/工日，人工费为306000

2人工元；滑模人工按1632个工日计，单价为300元/工日，人工费为489600

元。共计节约人工费用为183600元。

使用液压爬模材料费一次性投入较大，但周转使用次数明显增加，减少

了对材料的损坏、丢失，同时也减少了废料的出现。液压爬模系统一次

3材料性投入90万，可回收利用价值为40万；滑模投入共计70万，可回收

利用价值为10万。综合比较，使用液压爬模系统可节约材料费用为

100000元。

液压爬模系统主要在组装和拆除过程中需要使用塔吊，爬升过程中主要

4机械设备

为部分建筑材料的吊运，塔吊使用次数约为50次，塔吊效率每台班约

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项目专项施工方案

为20次，塔吊台班单价按2500元计。塔吊使用费约为6250元。其他

大型机械设备使用费为每月3万元，共计机械设备使用费为91250元。

若采滑模工艺施工，每节使用塔吊次数按40次计，使用塔吊次数为680

次，塔吊台班效率约为20次，塔吊台班单价按2500元计。塔吊使用费

约为85000元。其他大型机械设备使用费为每月5万元，共计机械设备

使用费为311666.67元。因此，液压爬模系统节约机械设备使用费为

311666.67-91250=220416.67元。

液压爬模系统安全质量管理费用每月为12万元，合计34万元；滑模安

安全质量管理

5全质量隐患较多，每月管理费用投入为24万元，共计108.8万元。因

费用

此液压爬模系统节约安全质量管理费用约为74.8万元。

以xx大桥5#墩柱为例，采用液压爬模带来的经济效益为：

183600+100000+220416.67+748000=1252016.67元≈125万元。若以整个

分析结论

xx大桥的5#、6#、7#墩柱计算，则采用液压爬模取得的经济效益大约

为125×3=375万元。

3.施工计划

3.1墩身分段浇注

xx大桥5#墩总高度为73m，标准浇筑高度为4.5m，共分17节施工。

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项目专项施工方案

图3.1-15#墩身分段浇筑示意图

说明：1、本单支桥墩使用QPM50体系，8个下架体，8个上架体.2、首层浇筑4600，标准层

浇筑高度4650mm.3、模板配置高度4650mm，下包100mm上挑50mm。

xx大桥6#墩总高124.5m，标准浇筑高度为6m，共分21节施工。

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项目专项施工方案

图3.1-26#墩身分段浇筑示意图

说明：1、本单支桥墩使用ZPM100体系，10个下架体，12个上架体.2、首层浇筑6100，标准

层浇筑高度6000mm.3、模板配置高度.6150mm，下包100mm上挑50mm。

xx大桥7#墩总高84m，标准浇筑高度为4.5m，共分19节完成。

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项目专项施工方案

图3.1-37#墩身分段浇筑示意图

说明：1、本单支桥墩使用QPM50体系，8个下架体，8个上架体.2、首层浇筑4600，标准层

浇筑高度4650mm.3、模板配置高度4650mm，下包100mm上挑50mm。

3.2墩身模板平面布置

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项目专项施工方案

图3.2-15#、7#最大截面模板布置示意图

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项目专项施工方案

图3.2-26#最大截面模板布置示意图

3.3墩身材料统计

表3.3-1墩身材料统计表

序号材料名称规格数量使用部位备注

1钢筋28840t5#、6#、7#墩身

2钢筋25235t5#、6#、7#墩身

3钢筋2245t5#、6#、7#墩身

4钢筋12156t5#、6#、7#墩身

5防裂钢筋网D317.5t5#、6#、7#墩身

6混凝土C406174.61m³5#、6#、7#墩身

8套筒28、25、22、12约100000个5#、6#、7#墩身

9模板内模、外模2套5#、6#、7#墩身5#、7#共用1套

3.4机械设备、实验设备及测量设备

表3.4-1测量设备表

序号仪器名型号备注

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项目专项施工方案

1全站仪CX-52CX-55

2GPSiRTK2经典版

3水准仪AL16-36A

表3.4-2实验设备表

序号设备名型号备注

1坍落度筒标配

2试模