液压爬模施工培训资料.docx
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液压爬模施工培训资料
目录
1、工程概况1
2、劳动力组织及主要机械设备1
3、主墩施工2
4、施工工艺4
5、液压自动爬模构造4
6、液压自动爬模原理24
7、液压自动爬模特点24
8、施工程序25
9、标准爬模程序25
牛家沟特大桥主墩液压爬模施工培训资料
1.工程概况
牛家沟特大桥（左右线）为麻昭高速公路上跨越熊家沟的一座特大桥，该特大桥位于昭通市大关县悦乐镇青林村，属低中山地貌，冲沟发育，地形起伏较大，桥区范围内中线地面高程1261m～1478m，最大相对高差217m。
桥梁起讫点桩号K32+586～K33+136，桥梁总长556m（含桥台），跨径布置为3.0m（桥台）+2×30m（先简支后连续T梁）+（95+180+95）m（连续刚构桥）+4×30（先简支后连续组合T梁）+3.0m（桥台）。
桥梁平面位于直线上，横坡为单向2%，最大纵坡为2.9%。
牛家沟特大桥均采用双肢变截面矩形空心薄壁墩，其中右线3号和4号主墩高度为136.0m，左线3#主墩和4#主墩高度为131.0m,顺桥向双肢间净距7.0m，墩顶单肢宽度3.5m，横桥向墩宽8.5m，纵向每墩双肢内侧采用竖直截面，外侧均按100:
1放坡，横向根据墩高采用分段放坡方式，由上至下分别采用100:
1和50:
1两种坡度，变坡点设置在距墩顶100m位置处。
主墩双肢间在距墩顶50m，100m位置处各设置一道中系梁，为单箱单室箱梁结构，梁高3.0m，壁厚50cm，宽度根据其位置处的墩宽确定，主墩中系梁按预应力混凝土构件进行设计。
每个单肢内部隔25m设置一道横隔板，厚度50cm。
主墩底位置处设置Φ10cm排水孔，侧壁每隔5m设置一道Φ10cm通气孔，中系梁及横隔板位置均设置人孔。
主墩承台长19.2m，宽15.2m，厚4m。
主墩墩身采用C55混凝土。
2.劳动力组织及主要机械配备
2.1劳动力投入
名称
人数
备注
现场技术员
4
施工技术控制
测量人员
4
桩位放线及复测
安全员
2
管理整个现场安全
防护员
2
防护便道正常通行
模板工
20
施工人员
钢筋工
40
施工人员
吊车司机
4
吊装钢筋
挖机司机
4
场地平整、修理便道
混凝土工
20
施工人员
2.2主要机械投入
设备名称
单位
数量
备注
液压自动爬模
套
8
用于主墩施工
塔吊
台
4
起吊钢筋及模板
发电机
台
2
发电
拌和站
座
2
搅拌混凝土料等
挖掘机
台
2
场地平整
砼搅拌运输车
台
6
运送预拌混凝土
钢筋弯曲机
套
4
钢筋弯曲
振捣棒
台
20
混凝土振捣
电焊机
台
12
焊接
试验设备
套
2
产品/材料验证仪器
数控车丝机
套
2
钢筋车丝
混凝土泵车
台
2
混凝土浇筑
压浆机
台
4
注浆
3.主墩施工
3.1.主墩概况
牛家沟大桥主桥为（95+180+95）m连续刚构，其中3号和4号主墩高度分别为131.0m和136.0m，为双肢变截面矩形空心薄壁墩结构，顺桥向双肢间净距7.0m，墩顶单肢宽度3.5m，横桥向墩宽8.5m，纵向每墩双肢内侧采用竖直截面，外侧均按100:
1放坡，横向根据墩高采用分段放坡方式，由上至下分别采用100:
1和50:
1两种坡度，变坡点设置在距墩顶100m位置处。
主墩双肢间在距墩顶50m，100m位置处各设置一道横隔梁，横隔梁高3.0m，壁厚50cm，宽度根据其位置处的墩宽确定，主墩横隔梁按预应力混凝土构件进行设计。
每个单肢内部隔25m设置一道横隔板，厚度50cm。
主墩底位置处设置Φ10cm排水孔，侧壁每隔5m设置一道Φ10cm通气孔，横隔梁及横隔板位置均设置入孔。
主墩承台长19.2m，宽15.2m，厚4m。
主墩墩身采用C55混凝土。
详见图1《主墩一般构造图》。
图1.主墩一般构造图
4.空心墩施工工艺
根据墩身构造特点、全桥施工工期安排及现场实际情况，主墩外模采用液压自动爬升模板，内模采用碗扣脚手架施工。
双幅4个主墩各配置2套，共8套。
主墩施工完成后，其中4套用于2号和5号过渡墩施工，其余4套用于其它高墩施工。
右线主墩高136m，受隔板及中系梁影响，共划分成36个施工节段，为保证施工节点的顺利完成，根据施工应力分析，对第一道中系梁采用后浇法，即先施工墩柱及墩柱内系梁部分，待模板爬升后采用搭设平台后浇双肢间中系梁并张拉的方法；对第二道中系梁采用同步浇筑方法，即利用液压爬模体系，采用墩柱与中系梁同时施工的方法。
由下往上节段长度为:
3.0m+2*6.0m+（1.0m+0.5m+1.0m）+3.5m+2*6.0m+（0.5m+1.5m+2.0m+1.5m）+3*6.0m+3.25+2.5+3*6.0m+3.25m+（1.5m+2m+1.5m）+3*6.0m+（3.25m+1.5m+1m）+3*6.0m+2.25m+3.5m
由于系梁、横隔板、墩壁的钢筋较为密集，为方便施工，保证混凝土捣固质量，系梁分两次灌注，第一次灌注底板，第二次灌注腹板和顶板。
系梁顶板采用内脚手架作支架施工。
主墩施工过程中钢筋、小型机具等垂直运输以及内模板的提升采用塔吊，人员垂直运输采用施工电梯，混凝土垂直运输采用输送泵。
考虑到0号段施工及挂篮安装需要，每个主墩均设置一部塔吊。
施工电梯每个主墩各设一部。
5.液压自动爬模构造
液压自动爬模主要包括：
模板、锚挂组件、导轨、爬升机构、外框架、中框架、外爬架、中爬架、外吊架、中吊架、内脚手架和液压系统系统组成。
爬模上设有6层操作平台，由上往下，第一层和第二层平台用于钢筋绑扎和混凝土灌注；第三层平台用于模板安装、脱模、和模板表面清理；第四层平台用于导轨和爬架的爬升；第五层和第六层用于墩身表面修整和锚挂组件的倒用。
图2.液压自动爬模构造图
5.1模板
模板采用木模板。
模板共设一层，高6.15m，最大施工节段高度为6.0m。
外模板由基本模板、收坡模板和边模板组合而成。
横桥向外模板基本模板尺寸为2.0mx6.15m，收坡模板尺寸为0.5mx6.15m。
内模板由基本模板、调整模板、收坡模板和转角模板组合而成。
基本模板尺寸为2.0mx4.15m，调整模板尺寸为0.25mx4.15m，收坡模板尺寸为0.4mx4.15m。
当收坡值小于0.25m时，由收坡模板收坡，当收坡值大于或等于0.25m时，拆除一块调整模板。
图3.内模收坡方式示意图
拉杆采用直径25mm精扎螺纹钢筋和与之配套的锚具，最大间距为1.5m。
5.2锚挂组件
锚挂组件包括2个锚栓、1个锚板和1个挂靴。
图4.锚挂组件构造图
锚挂组件是爬模关键受力部件，爬架自重及其上所有荷载均通过挂靴传到锚板，然后再传到锚栓上。
锚栓由加强板板、螺杆、锥形螺套和高强螺栓组成，锥形螺套可拆卸并重复使用。
锚板采用钢板焊接成梯形槽。
挂靴由钢板焊接成C形结构，内侧翼缘板与锚板密贴，外侧翼缘板作为导轨的水平限位板，腹板上设有偏心块和爬架悬挂销轴孔。
当导轨上端穿过挂靴后，偏心块自动复位，使导轨上端的楔形块支撑在偏心块上。
5.3导轨
导轨用以在爬架爬升过程中提供导向和支撑。
导轨由钢板焊接成箱形，外侧翼缘板每隔250mm开有承力孔，上下爬箱的凸轮可伸入承力孔内，以支撑爬架爬升，防止爬架坠落和倾覆。
导轨上端焊有楔形块，当导轨爬升到位后，挂靴上的偏心块自动复位，使楔形块支撑在偏心块上。
5.4爬升机构
爬升机构包括上下两个爬箱。
见图5《爬升机构构造图》
图5.爬升机构构造图
上、下爬箱两侧套在导轨外翼缘上，水平任意方向均由导轨翼缘限位。
上爬箱上端与外爬架的挂钩销接，下端连接油缸。
下爬箱上端连接油缸，上下爬箱均设有换向凸轮。
当导轨爬升时，凸轮使导轨只能上升，不能下降。
爬架爬升时，凸轮使爬架只能上升，不能下降。
这样导轨和爬架在同一台油缸带动下，交替爬升。
5.5外框架和中框架
外框架和中框架是由方钢管焊接而成的轻型框架，用于提供第一层和第二层操作平台，并在第二层平台上设有模板平移小车。
外框架内侧竖杆下端与外爬架水平杆销接，外侧竖杆通过丝杠与外爬架水平杆销接，旋拧丝杠可调整外框架的斜度，以适应墩身坡率的变化。
中框架下端与中爬架的桁架销接。
5.6外爬架
外爬架用以支撑外框架和悬吊外吊架，并提供第三层操作平台。
外爬架在每个肢墩上，横桥向布置4榀，中心间距为2.5m，各榀爬架间用连接系连成整体。
纵桥向两侧面对称布置各2榀，中心间距2.5m，每侧的2榀爬架间用连接系连接，以保证爬架的稳定。
外爬架由竖杆、水平杆和斜撑丝杠销接而成。
竖杆上端焊有挂钩板和限位板，下端设有顶撑丝杠和限位滚轮。
爬架爬升到位后，爬架上节点通过挂钩板挂在挂靴上，下节点通过顶撑丝杠顶在墩身表面。
爬架爬升过程中，上节点水平方向的力通过限位板传到轨道翼缘，下节点水平方向力通过滚轮传到轨道翼缘。
图6.外爬架构造图
5.7中爬架
中爬架设在两个支墩之间，考虑系梁施工工况，在系梁2以下横桥向共设5榀，间距2.3m，系梁1以下横桥向布置5榀，间距2.0m，系梁1以上横桥向布置4榀，间距2.5m。
各榀爬架间用纵横向连接系连成整体。
图7.中爬架构造图
中爬架由桁架、竖杆、斜撑、下纵梁和顶撑丝杠组成。
桁架与竖杆上端销接，下纵梁与竖杆下端铰接，竖杆外爬架的竖杆通用。
中爬架除提供第三层和第四层操作平台外，还可进行系梁和0号段的施工。
5.8液压系统
液压系统由液压动力站、管路系统、液压缸和电控操作系统等构成。
5.8.1液压动力站
动力站由泵组、油箱系统、阀组、冷却系统和电气控制5个模块部分组成。
泵组采用立式电机将泵沉入油箱中；液位、油温、油路堵塞信号分别置于油箱系统和电气控制箱上；由于采用了管路集成块和带风扇电机冷却器以提高散热功率，整个系统可靠性较高，操作维护性能好。
电气控制系统除液压缸动作控制电路外，还设有相序闭锁电路、油温控制电路、液压油位控制电路、液压油过滤器堵塞报警电路、过载保护电路、短路保护电路。
所有控制电路、继电器、液压电磁阀均设置断电闭锁电路，当发生事故断电时系统及液压油缸均处于闭锁状态，防止意外事故发生。
相序闭锁电路为防止相序错接液压泵反转。
当相序错接时系统控制电源不能接通，液压系统不能工作。
油温控电路在油温低于10℃时自动打开电磁溢流阀，液压油通过溢流阀、滤油器直接回到油箱，经过反复运转直到油温回升至10℃以上，电磁溢流阀关闭，液压系统恢复正常工作。
当油温高于70℃时，自动断开液压泵运转电路，液压系统停止工作。
液压油位自动控制电路，当液压油位达到液位上下限值时，油位控制电路动作，断开液压泵起动电路的电源，液压系统停止工作。
液压油过滤器堵塞报警电路：
当液压油过滤器堵塞时，报警电路动作，信号灯点亮提醒操作人员注意。
5.8.2管路系统
动力站内的管路布局基本固定，动力站外的管路全部采用软管，各液压缸与主油路，主油路与动力站之间均采用开闭式的快换接头，有利于它们之间的拆卸隔离、安装组合，各液压缸油路上安装有二通球阀以便于控制压力油的通断。
5.8.3液压缸同步运行及其安全自锁保护
液压缸采用并联负载刚性连接的同步方法，并在运行前利用手动二通阀作适当调节，以减少偏载的影响。
在液压缸承重腔油口配置有防管路破裂阀，系统工作转换、停止或中断时，液压缸承重腔油口可快速封闭保压，以保证系统的安全。
5.8.4电控操作系统
5.8.4.1供电系统
采用三相四线中心点接地系统，电压380/220V交流。
控制电源220V采用隔离变压器供电，以防止一次系统操作运行对二次系统的干扰，保证二次系统继电保护设备、自控仪表可靠运行。
5.8.4.2电控操作系统
电控操作采用控制箱和控制手柄双控制。
控制箱集成在液压动力站上，设有各种控制按钮。
控制手柄与控制箱通过拖拽电缆连接。
操作人员可通过控制箱上的按钮控制液压泵的起动、停止，实现液压油缸的伸缩从而带动爬模上升运作。
当操作人员启动手柄按钮时，系统自动切换到到手柄控制模式，控制箱上除紧急停止按钮外，其余按钮不起作用。
操作人员可通过手柄按钮实现液压油缸的伸缩，带动爬模上升运作。
手柄上设有液压泵运转信号灯，可指示液压泵运转情况；还设有液压系统油路异常信号灯和蜂鸣器，当液压系统油路发生异常，该信号灯燃亮同时蜂鸣器发出声响通知操作作人员停止操作。
控制箱和手柄上均设有紧急停止按钮，当系统出现故障时切断电源，停止系统运作。
6.液压自动爬模原理
通过液压油缸对导轨和爬架交替爬升实现爬架连同内外模板和内吊架自动爬升。
当导轨爬升时，三角爬架上端挂在爬靴上，下端通过双丝杠顶在桥墩上。
上下爬箱凸轮使导轨只能上升，不能下降，油缸连续供油和回油，带动导轨连续爬升。
当爬架爬升时，导轨上端挂在爬靴顶面，翼缘套在爬靴内侧，上下爬箱凸轮使爬架只能上升，不能下降。
油缸连续供油和回油，带动爬架沿导轨连续爬升并带动模板和吊架一同爬升。
在非爬升状态，导轨和爬架均挂在爬靴上。
6.1.液压自动爬模主要性能参数
（1）.爬升机构单元设计额定爬升力：
100kN
最大爬升力：
130kN
（2）凸轮防坠承载力：
200kN
（3）要求墩身混凝土强度：
≥15MPa
（4）最大爬升倾斜角度：
5o
（5）最大施工节段高度：
4.0m
（6）作平台施工荷载，单层作业时为3.0kN/m2，各层同时作业时为1.0kN/m2，总的施工荷载为5.0kN/m2。
（7）模板类型：
全钢大模块组合模板。
（8）电控液压升降系统：
额定压力：
21MPa
（9）油缸行程：
550mm
油缸伸出一次时间：
90S
油缸额定推力：
100kN
双缸同步误差：
≦12mm
（10）电气、液压控制方式：
控制箱和手柄操作，可实现单缸、双缸和多缸动作控制。
（11）供电制式：
三相交流380V/220V
（12）爬升机构：
自动导向，液压升降，自动复位，自动锁定，导轨与爬架交互爬升。
爬架间距：
2.5m
爬架最大宽度：
20.46m
爬架最大高度：
18.63m
7.液压自动爬模特点
（1）自动化程度高，劳动强度低。
（2）操作简单方便，安全可靠。
（3）设有6层操作平台，人员操作均在宽敞封闭的平台上进行。
（4）采用全钢轻型大模板，重量轻，刚度大。
模板分块兼顾了0号段和挂篮外侧模，一板多用。
全钢大模板也可消除消防隐患。
（5）爬模大量构件与挂篮构件通用，可大大降低造价。
外爬架与0号段托架通用，外框架和中框架与挂篮外侧模框架通用，模板与0号段和挂篮外侧模通用。
（6）中爬架可直接用于系梁和0号段施工，无需另外搭设施工平台。
不仅加快了系梁和0号段施工速度，还减少了预埋件数量，避免了模板开洞。
（7）爬架和模板与导轨交替自动爬升，无需塔吊辅助，大大降低塔吊使用频率。
（8）施工速度快，平均每天1.0米。
（9）混凝土外观质量好。
8.施工程序
（1）施工起始节段即1号节段并在节段顶面以下0.75米位置预埋锚栓。
1号节段高6.0m，外模采用2*2.44m的标准高度模板加1.27m高的调节模板。
（2）混凝土强度达到20MPa后拆除外模板，安装锚板和挂靴。
（3）安装外三角爬架、中爬架竖杆、中纵梁和内脚手架，并铺设脚手板，安装防护网。
（4）安装2号节段钢筋。
（5）安装2号节段外模板和内模板，安装预埋锚栓。
（6）安装外框架、内框架、第1层外吊架和第1层中吊架。
详见图11a
（7）灌注2号节段混凝土。
（8）混凝土强度达到20MPa后平移模板，并清理模板表面。
（9）安装第2层锚板和挂靴。
（10）安装导轨。
（11）安装调试液压系统。
（12）进入正常爬升施工循环。
爬架爬升1个节段后即可安装第2层和第3层外吊架及中吊架。
此时爬架全部安装完毕。
详见图11b
图11a.图11b.
图11.爬模起始安装图
9.标准爬升程序
9.1爬升导轨
（1）将锚板挂靴安装在下一节段预定位置上；
（2）转换上下爬箱的凸轮方向，使轨道只能上升，不能下降。
（3）打开液压系统双向球阀。
（4）顶撑丝杠顶紧墩身表面。
（5）同时爬升轨道至挂靴下边缘100mm。
（6）关闭所有液压缸双向球阀。
（7）分别打开液压缸双向球阀，逐根爬升轨道。
（8）将每根轨道分别对准挂靴，爬升轨道至挂靴顶上方，使轨道楔形块超出偏心块，此时偏心块自动复位。
（9）液压缸供油，使导轨楔形块卡在偏心块上。
（10）关闭液压缸双向球阀。
（11）拆除下端的锚板和挂靴。
9.2爬升爬架
（1）旋拧顶撑丝杠，使其脱离混凝土表面100mm。
（2）上下爬箱凸轮转向，使爬架只能上升不能下降。
（3）打开所有液压缸双向球阀。
（4）拆除爬架的挂钩板销轴。
（5）同时爬升爬架。
（6）插入爬架挂钩销轴并锁定。
（7）伸长顶撑丝杠并顶紧混凝土表面。
（8）液压缸回油。
（9）关闭所有液压缸双向球阀。
（10）关闭液压动力站电源。
9.3爬升注意事项
（1）导轨爬升前应检查锚板、挂靴位置是否与设计位置一致，不符合要求时进行相应调整；高强螺栓是否拧紧到位；挂靴是否与锚板密贴。
（2）爬升前用棉纱清洁导轨，并涂黄油。
（3）要有专人检查上下爬箱凸轮方向是否与爬升动作相符。
（4）液压装置必须专人操作。
（5）爬升前必须由实验室确认混凝土强度是否达到15MPa。
（6）爬升过程中，每爬升一步须有专人观察上下爬箱的凸轮是否动作并伸入导轨承力孔内，检查无误后方可进行下一步爬升。
（7）爬架爬升前应拆除各层平台的连接平台，清除爬架上不必要的荷载，检查各爬架平台是否有钩挂现象。
（8）爬升过程中实行统一指挥，规范指令，爬升指令只能由一人下达，出现异常情况时，任何人均可发出停止指令。
（9）五级以上大风，雷雨、大雪、浓雾等恶劣天气时，不得进行爬升作业，夜间禁止爬升作业。
（10）正在进行爬升作业时，人员不能进入爬架下面区域。
9.4混凝土浇筑及砼养生
砼采用砼运输车运送,泵送混凝土，施工前必须将泵管密封接好，注意泵管的布设，泵管上墩柱时必须附着在支架管上，开盘时先泵水，再泵砂浆，注意控制好混凝土的塌落度，砂率和水灰比，保证混凝土的可泵性。
砼浇筑完毕初凝后，覆盖顶面并在顶面设水桶进行滴水养护，养护期一般不少于7d，混凝土达到设计强度70%后拆模，拆除模板后的墩柱用塑料薄膜严密包裹养护。
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