某斜拉转体桥索塔爬模施工技术措施

李建伟

(中铁十八局集团 第五工程有限公司，天津300459)

1 工程概况

我项目部承建的乐凯大街南延工程位于保定市区西南部，在铁路京广线K137+970(保定南站)以61.8°交角上跨铁路21股道。主桥采用145+240+110m三跨连续子母塔单索面预应力混凝土斜拉桥，全长495m，斜交正做，双向平面转体、中间合龙施工。母塔转体悬臂长(128.6+135)m转体重量46000t，逆时针转体52.4°。子塔转体悬臂长2×102m，转体重量35000t，逆时针转体67.4°。索塔桥面以上塔高68m，下塔柱为矩形截面，根部尺寸为12×3.3m(纵向×横向)，设0.2m圆倒角，塔身纵向前后两面从根部沿0.8°的倾角向上延伸。索塔采用爬模法施工。

2 爬模施工技术措施

2.1 编制爬模施工方案

保定乐凯大街南延工程母塔塔柱高68米。在结合塔柱结构及爬模施工的特点后，将塔柱分为12个节段进行混凝土浇筑施工，节段浇筑垂直高度控制6m以内，索塔浇筑分层图如图1所示。

图1 索塔浇筑分层图

为保证施工工效及安全，本桥墩设计外模模板体系为液压自爬模，外模大面共布置10榀下架体，12榀上架体，小面由大面架体悬挑。面板采用进口板，竖筋采H20木工字梁，横筋采用双12槽钢，进口维萨板耐磨，耐腐蚀，浇筑出来的混凝土截面能够达到清水混凝土的要求。

2.2 液压爬模在本工程中应用

(1)针对定乐凯大街南延工程母塔的特点，本工程塔柱模板采用液压自爬模体系。索塔外模液压自爬模架体从底部施工至塔柱顶部，中途无需变轨[1]。

(2)本项目设计的爬模架体为重型桁架式架体，架体自重达到1.8吨，外模爬架共有6层操作平台，顶部①平台用于绑扎钢筋，②③层平台为模板操作平台，④层平台为主平台，⑤层平台为爬架爬升控制平台，⑥层平台为修饰平台。爬模架体需配备防风缆绳、爬升过程中的防坠缆绳[2]，本工程中应用的重型架体均采用全封闭防护，为模板施工、捆绑钢筋及预应力张拉等一系列塔柱施工提供操作平台和安全防护，保证了施工的安全性。

(3)本工程外模塔柱大面需用爬模下架体10榀，上架体12榀，小面尺寸过小，且有凹槽结构无法布置架体，由大面架体悬挑提供操作平台，模板由塔吊吊装。

(4)本工程塔身为直墩，截面尺寸部分变化，故外模均采用钢木结合模板，钢木结合模板面板采用厚21mm进口板，竖肋采用H20木工梁，横肋采用双12号槽钢6道，同时采用D20拉杆，对于截面尺寸不断变大的截面，可以采用对模板接长来实现截面的增大，墩身截面倒角处采用定型钢模，小面凹槽采用钢模板；大面钢木结合模板改装可以在爬模架体上进行，小面模板在地面进行改装；本项目模板采用模块化设计，可以直接更换。

(5)大面模板裁剪在爬模架体上进行，人站在模板架体顶层和主平台上用墨盒在模板上弹线，用靠尺固定在墨线旁，在墩身对拉螺栓孔上插上φ30钢棒，铺脚手板搭设简易操作平台，施工人员站于简易平台上用工具取下需要更换模板，将预拼装好的模板直接安装在大面模板上，完成模板的改装。

(6)液压爬模顶层钢筋绑扎平台和底部吊平台平台板采用3mm折弯花纹钢板，其他平台采用钢跳板；外围防护采用带框钢丝网，平台外围底部设踢脚板，架体靠墙侧设平台翻板，两侧架体之间的间隙设平台翻板；架体在非爬升状态下用φ48×3的钢管将墩柱各面爬架连成整体，拉上防风缆绳，以提高爬架整体的稳定性和抗风性能。

(7)混凝土泵管沿塔柱布置，固定于塔柱表面。

(8)液压爬模体系标准层(6.0m)浇筑循环期为7天，混凝土强度达到15MPa时即可进行爬升，每次爬升时间约为60分钟。

2.3 塔柱各部模板配置及改装要求

2.3.1 塔柱模板的配置及改装要求

液压爬模板由塔座向上开始施工；塔柱塔高为68m，共分12个节段浇筑，第一节段～第三节段由图所示模板合模浇筑，第一节段施工完成后，第二节段浇筑时模板需改装以适应下塔柱截面的变化，模板需要裁剪适应截面变化。塔柱模板改装如图2所示。

图2 塔柱模板改装示意图

2.3.2 塔柱4-12节段模板的配置及改装要求

塔柱4-12节段模板由第三节段塔柱模板改装，第四节段开始取消WM-04Z、 WM-04 F并增加GM-01Z、GM-01F、GM-02Z、GM-02F、GM-03Z、GM-03F 6块钢模板其模板组成如图3所示。

图3 节段模板平面布置示意图

2.4 爬模架体构造及组拼

液压爬模架体主要由两部分组成：下架体及上架体。

2.4.1 上架体组成

爬模上架体主要由以下部件组成：平台立杆、主背楞、平台横梁、主背楞斜撑、模板后移装置。上述各部件连接后，形成爬模上架体主体框架。上架体的三道平台横梁提供了三层操作平台，主要用来进行钢筋、模板作业，主背楞斜撑可以调节平台横梁的角度，使爬模架体不论是在仰面还是在俯面均能保持操作平台面的水平，平台立杆装上平台护栏，再装上防护网，形成爬模上架体的外围防护体系，后移装置可实现模板的退模和合模操作。

2.4.2 下架体组成

爬架下架体主要由以下部件组成：承重三角架、埋件系统、导轨、液压系统、中平台梁和立杆、吊平台梁和立杆。承重三角架是爬模的承重机构，所有爬架上的荷载均由其承担[3]；埋件系统是爬模的附墙机构，承重三脚架通过挂座将所受荷载传递给塔柱上的预埋件；液压系统为架体地爬升提供动力。

2.4.3 架体组装顺序

上、下架体间通过销轴连接，架体组拼随施工进展情况如图4所示。

图4 架体组拼步骤图

3 爬模施工的专项措施

3.1 爬模施工防风专项措施

(1)提前和当地气象部门取得联系，准确掌握大风情况，避免大风情况下盲目施工作业。将测风仪安装在施工区域，大风刮起时尽早采取安全措施。

(2)在施工区域设置风速标，安排专人负责采集记录当天的气象资料等数据，并按时公布用来指导施工人员安全施工。

(3)索塔施工前，根据索塔的结构特点设置施工人员逃生安全通道。内模每隔6m设置一处平台，作为施工人员临时避风点。塔柱外侧设施工电梯，以便突遇大风时，施工人员能够紧急撤离。

3.2 爬模防雷专项措施

避雷针采用直径12mm的圆钢制成，安装在液压爬架上部钢桁架的立杆顶端，高度不小于1m，同时需将所有最上层的架体进行连接，爬模架体要和塔柱竖筋连起来，以主体结构竖向钢筋作为防雷接地引下线。在施工期间如遇有雷雨，爬模上所有人员必须立即离开。

3.3 爬模的防坠、防倾专项措施

(1)液压爬模的爬升机构通过连接轴与竖向主承力架连成一体，换向盒的上下轭可以自动进行导向[4]，爬升过程中始终有一个换向盒内的承力块交替地支在导轨梯的档块上，这样能够防止架体突然坠落，架体通过上下换向盒抱紧导轨，架体爬升和固定的情况下，换向盒均可以有效防止架体倾覆。

(2)爬升状态下，爬模用钢丝绳一端缠绕在架体上，一端缠绕在劲性骨架，随着架体的爬升收紧钢丝绳，使架体紧贴在桥墩表面起到防坠、防倾作用。

(3)在非爬升状态下，爬模架体通过承重销安装在附墙挂座上，插上安全销可防止爬模架体从附墙挂座上滑落，用钢丝绳把爬模架体和劲性骨架拴在一起，可有效防止爬模架体坠落，每一面的爬模架体都连成整体，可有效防止个别爬模架体意外滑落[5]。

4 结语

本工程通过使用爬模施工，为施工人员提供全方位的操作平台，操作方便，安全性高，节省了大量工时和材料。有效降低了索塔砼结构施工误差，纠偏简洁[5]，施工误差可分层减少或消除，爬升迅速，提高了施工效率。