某大桥索塔液压爬升模板系统施工方案.docx

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某大桥索塔液压爬升模板系统施工方案

某大桥索塔液压爬模施工方案

一、概况

XXX大桥系为一座双塔斜拉桥，塔柱总高度209m，墩身高91.84m,索塔高117.2m，其中上塔柱高48.671m中塔柱高43.379m，下塔柱高25.15m，除上塔柱外均为变界面柱（详细尺寸见下图）大桥总工期30个月。

塔身施工采用液压爬模施工。

二、液压爬模设计构思

1.满足工期和表观质量要求，爬升周期短。

2.上下墩身通用性强，装配整体程度高。

3.设备灵适用性高，满足不同程度的斜度及折线爬升。

4.吊运方便，易于转移下一个塔身施工。

5.每套主桥墩身爬模不用改制即可方便地拆装成2套主桥塔柱爬模与1套引桥墩身爬模。

三、设计参数

1、液压爬升模板设备性能及标准

系统每节爬升高度

≤4.5米

系统竖向顶推能力

160KN24台

系统竖向爬升速度

5米/小时

系统最大抗风能力

爬升状态时：

≤6级

浇注锁定状态时：

≤12级

模板分合

通过手动巻扬机调整

模板调节

通过调节螺旋杆调节

系统爬升时抗倾覆稳定系数

≥1.5

材料最大应力安全系数

≥1.5

施工荷载

每组架体集中力按15KN计算，平台按1.5KN/m2计算，并同时计算2层平台

2、爬模施工工艺流程：

打开外模板

安装爬升锚固挂件

爬升轨道并锚于锚固挂件

拆除下段锚固挂件

爬升架体外模

安装调整外模提升

内模安装到位。

内外模对拉

浇注混凝土

养生混凝土，绑扎上一段钢筋

四、

爬模体系组成

（1）液压爬升体系：

（2）主要部件

预埋固定件、

附墙悬挂件、

爬升导轨、爬升架体

自锁提升件、液压缸、有线遥控操作箱、液压泵站。

（2）模板体系：

分外模和内模。

外模由6mm钢面板、100×63×6不等边角钢、[16槽钢背带、对拉丝杆组成。

内模由使用方自行加工。

外模板的分块尺寸根据主桥墩与引桥墩断面综合考虑，保证每套爬模在主桥墩身施工完成后，不用改制即可拆装成2套用于主桥上塔柱施工的爬模和1套用于引桥墩身施工的爬模，拆装方便灵活（详见模板分块图纸）。

（3）工作平台体系：

工作平台共分5层，两个上部工作平台、一个主工作平台、两个下部工作平台。

主工作平台用于调节和支立外侧模，2#、1#平台用于绑扎钢筋和浇筑混凝土，-1#平台主要用于爬升操作，-2#平台用于拆卸锚固件和混凝土修整。

（4）爬升体系：

爬升体系的加工精度与安装精度在爬模系统中为最重要的一个环节，其加工精度的保证措施主要有以下几方面（安装精度后述）：

1.爬升轨道材料全部为整根型材，除了设计分节处，不允许出现焊接接头。

2.每套爬模系统用的轨道在加工时全部在铣刨床上一刀切出来，并统一铣边，保证外形尺寸在同一精度内。

3.爬轨齿块焊接时，将全部轨道摆在同一平面上，固定好后划上线再焊接，焊接完成后再统一铣削齿块上、下边支撑面，达到同组齿块间距尺寸误差在±0.5mm之内，轨道安装时能互换。

4.为了保证主桥上塔柱第一节能顺利爬升，轨道需在中间做成销接，轨道两端头与销接处接头全部打倒角并抛光处理。

销孔精度控制在±0.2mm。

五、第一段混凝土浇筑

利用爬模模板支立第一段混凝土模板，模板标准节段高4.5m，主桥中塔身每节段浇注高度为4m（考虑到斜度的影响）。

内外模板对拉杆采用精轧螺纹钢，螺帽用精扎螺纹配套的螺帽。

预埋件按规定的尺寸定位埋设。

六、爬模的开模

混凝土浇注完后，将内外模板及对拉丝杆拆开，模板横移通过安装在模板支撑框架上的手动巻扬机将外模打开，每两组爬升框架设置一台，每套爬模共设12台手动巻扬机。

七、爬架安装

1.锚固件安装：

挂件定位依靠模板上预留的螺栓孔及紧固螺栓定位，支立模板时要保证顶面水平。

在预埋锚筋时，严禁采取电焊固定方式。

（防止瞬间电流烧伤锥形螺母内丝）

2.挂件安装：

挂件时必须先将内螺杆旋到底，将挂件调整至中心位置，然后再拧紧外螺帽。

挂件在拆卸时严禁摔碰、烧伤。

爬升悬挂件安装好后，应派专人检查其连接高强螺栓是否完全安装与紧固。

3.架体模板安装：

第一次拼装架体可提前一次拼装好，然后再将外模板安放到位。

4.爬规安装：

第一次安放轨道时要调整好垂度，以保证导向正确。

发现不正确时，及时予以纠正。

用棉纱清洁导轨，并在导轨表面涂上润滑脂。

导轨爬升时，液压装置应由专人操作，并检查压力表指示是否正常。

安放轨道时，发现吊放不顺利时应调整挂件位置和爬架底部调整螺杆，发现有焊渣或齿块不正使轨道下放困难时，用砂轮磨光机及时打磨修理。

八、导轨爬升：

1.检查液压系统，并进行空运转

2.导轨爬升时，外爬架每侧0号平台及1号平台上个配2人和一台对讲机,并选用专用频道联系。

3.爬升轨道时要确保箱体内的棘块摆杆朝上，弹簧限位销已固定好。

确保轨道下支撑撑住混凝土表面，先点动来操作电磁阀，卸掉顶部锚固销子。

再慢慢使液压缸上腔回油活塞杆缩回使轨道上升，当发现油泵响声大，或油压表读数猛增时，应立即停止操作，查明原因后再爬升。

4.轨道每爬升一个行程500mm时，应通过对讲机联络，并确认上下棘块卡入齿块下支撑面，然后再开始下一步爬升。

5.爬升前检查，符合要求后，启动液压站电动机，将卸荷/加载开关投到“加载”位置，通过有线遥控箱上的开关控制液压电磁换向阀，拆除导轨顶部插销，开始导轨的爬升。

6.当轨道脱离下挂件时，提前在下挂件上，轨道近墩身翼缘板处加垫木垫块，厚度以保证轨道导入上挂件为准。

7.导轨爬升至接近上部挂件的高度时暂停，复核导轨与挂齿上导轨槽口的位置是否一致，若不一致，调节下方的支撑脚，使导轨能够顺利地通过挂件槽口。

8.导轨爬升到位后，及时插上导轨顶部插销，以确保插销锁定装置到位，保证架体受力均匀。

（棘块高度在同一直线上）下降导轨使顶部插销与挂齿完全接触。

9.拆除下挂件，取出混凝土内的预埋锚锥，及时修补螺栓孔，进行爬架的爬升。

10.发现导轨爬升不同步及其它异常情况时应停下来研究处理。

九、爬架爬升

1.现场施工负责人必须到场，确保液压装置应由专人操作，。

2.墩身混凝土强度是否满足受力要求：

>20MPa

3.确保爬架长边相互独立。

电缆的悬挂长度满足爬升距离

4.改变上下爬箱中棘块摆杆的状态，使其一致向下。

5.架体爬升时尽量清除临时荷载，少量的堆放在挂件支点外侧，架体中间（两个架体H钢2600mm之间）以防止架体向内倾覆。

架体爬升时要确保箱体内的棘块摆杆朝下，弹簧限位销已固定好。

6.当爬至下一挂件时提前派人观察挂件与架体挂钩对正情况，偏位时利用液压缸顶升一侧作适当调整，直到对正为止，必要时可先从一端一次对正就位。

。

7.经确认爬架爬升准备工作已完全符合要求后，启动液压站电动机，将卸荷/加载开关投到“加载”位置，通过有线遥控箱上的开关控制液压电磁换向阀，开始爬架的爬升。

8.当爬架爬升到位后，应及时插上承重销。

9.将遥控箱上的开关投到中间位置、停止液压站电动机、切断液压站电源，完成爬架的爬升工作。

10.当爬架爬升不同步及其它异常情况时，应停下来研究处理。

一十、液压系统技术参数及技术特征

1、液压系统最高使用压力：

31.5MPa，排量：

16.7L/min;

2、液压泵、电机名称、规格、型号及主要参数：

1）电机：

Y160M-4

2）电机功率：

11KW

3）转速：

1450r/min

4）轴向柱塞恒功率变量泵：

25YCY14-1B

5）泵最高工作压力：

31.5MPa，最大流量36L/min

6）电磁换向阀：

4WE6E-61/G24NZ5L

7）液压缸：

HGF80/45，行程600mm，推力160KN，液控单向阀开锁压力0.8MPa。

3、自调式同步阀：

ZTBF2-10~50-H-B，同步精度0.5%~1.5%，允许出口负载偏差流量下限时30%、流量上限时90%。

4、液压系统推荐使用传动介质：

YB-N46抗磨液压油

5、油液清洁度：

NAS11级

6、油箱容量：

150L有效容量100L

7、系统正常工作温度：

25-60℃

8、控制与保护：

液压系统设有溢流安全阀。

电气系统设有带漏电保护的断路器、防止电极反转与缺相的相序继电器，控制电路设有隔离功能的变压器，遥控操作箱采用安全电压DC24V。

9、电元件参数：

电源三相AC380V、50HZ，控制电路AC220V，操作电源DC24V，装机功率11.5KW。

一十一、液压系统安装与操作：

本系统运抵施工现场后，根据各个部分的设计要求将其固定，不得松动，以免影响其使用性能。

同时在安装管接头前，查看液压元件接头处是否清洁

以免对液压系统造成污染。

液压系统安装配管完成，请按液压系统电气接线图进行正确接线。

一十二、液压系统原理：

1、液压电气部分安装完后，首先根据液压系统原理图、装配图、电气控制图等检查液压统各部分的安装是否正确无误，将油箱和各个油口表面擦拭干净，以便观察各油口是否漏油。

开启油泵电机、检查油泵及各电磁换向阀运转或动作是否正常，查看各回升和压力表指示是否正常。

2、各部件检查无误后，开启电动机驱动轴向柱塞变量泵旋转，变量泵排出的液压油经同步阀和配流板的两个进油口相连，通过配流板液压油被分配到两组电磁换向阀上，每组电磁换向阀有一个液压表和四个三位四通换向阀，并且分别接有四个油缸A1、B1、C1、D1和A2、B2、C2、D2，液压系统八个液压缸支撑A、B、C、D四个爬升平台，A1、A2为同一平台上的两个液压缸，其他三个面雷同。

A1A2、B1B2、C1C2、D1D2两个液压缸分别由同步阀的A、B两个出油口供油，两油缸的顶升速度基本相同（同步精度见十、3、），保证了爬架爬升过程中的平稳性，不会因为爬架的重量载荷分布不均而产生倾斜，造成爬轨的变形。

各油缸都设有液压自锁装置，防止爬架爬升过程中由于油路失压造成爬架失控下落。

一十三、液压系统的维护及保养

1、各管接头在安装或更换时，首先检查管接头处是否清洁，以免对液压系统造成污染。

2、按设计规定和工作要求，合理调节液压系统的工作压力和工作速度，应将调节螺钉紧固牢靠，防止松动。

没有锁紧件的元件，调节后应把调节手柄锁住。

3、液压系统生产运行过程中，要注意油质的变化状况，要定期进行取样化验若发现油质不符合使用要求，要进行净化处理或换新油液。

野外施工环境恶劣，为了减轻油液污染，液压站油箱上面应加防护罩。

4、不准使用有缺陷的压力表，不准在无压力表的情况下工作或调压。

主要液压元件、高压软管、密封件定期检查。

管件接头、法兰盘定期紧固。

5、冬季当油箱内油温低于25℃时，先启动液压泵电机使液压泵空载运转，使油温达到允许运转条件，再进行正常顶升工作。

夏季当油箱内油温高于60℃时，要注意检查温度控制状况，使温度降到允许范围。

6、液压设备停机4小时以上，在工作前应先起动液压泵电机5～10分钟使泵进行空运转，然后才能带压力正常工作。

一十四、安全防护

1、凡患有高血压、心脏病、惧高症等不适合高空作业的人员不得参加高塔施工。

2、参加高塔施工的人员，必须熟知本工种的安全技术操作规程，特种作业人员必须持证上岗并具备相应的技术素质和安全应变技能。

3、参加高塔施工人员应实行统一管理，凡上爬架人员必须持有项目部统一印制的施工作业证挂牌上岗。

4、规范使用劳动保护用品。

进入施工现场必须带安全帽，进行高空及悬挂作业时应系好安全带，扣好保险并穿防滑靴。

5、当施工现场风力大于（等于）6级或遇暴风雨、浓雾天气时应暂停施工。

根据天气预报，当恶劣气候来临前，应做好施工现场人员及有关设备、设施的撤离、转移及加固工作，确保人、机、设施的安全。

6、爬架各层操作平台四周设置安全网，使爬架形成一个绕塔身封闭的高空作业系统。

7、高空作业所需的工索具及材料等应放在工具箱内或临时固定，严禁上下抛掷工具及物体。

8、各类电器设备必须按三相四线制采取有效可靠的接地和漏电保护装置。

9、爬架施工实行定员定岗制度，严格限制堆在爬架上的设备和材料数量。

爬架上的设备及施工用具应堆放整齐。

10、严禁在爬架上堆放除钢筋以外的重物。

单边爬架上一次堆放钢筋的总重不得超过一吨。

不得把工具、扎丝、箍筋等随意放在脚手板上，以免滑下伤人。

11、电焊机必须设置有独立的电源开关，禁止多台电焊机共用一个电源开关。

电源控制装置应安装在便于操作的位置，周围设安全通道。

电焊机裸露接线柱须设置安全防护罩，其附近不得堆放易燃、易爆物品。

12、在爬架上进行焊接、切割作业时，应根据作业位置和环境定出危险范围，禁止在作业下方及危险区域内堆放可燃、易爆物品和停留人员。

严禁把焊接电缆、气体胶管、钢丝绳混在一起。

严禁对挂在吊钩上的工件和设备进行切割。

焊接、切割工作完毕应及时清理现场，彻底消灭火种后，方可离开施工现场。

13、不得在爬架上抽烟。

14、夜间施工应派安全员值班，并经常到爬架上检查安全情况，及时排除不安全的因素。

15、在爬架处于爬升和非爬升状态时，都应挂好保险绳。

16、在爬架上应配适当容量的水箱并装满水，安全员应经常检查灭火器的完好情况。

17、凡进入爬架内的工作人员，均应严守规程。

上下爬架时应秩序井然，不准争先恐后、嬉戏打闹,严禁将头或身体伸出防护栏杆东张西望、抛接物件。

18、保证现场24小时有人值班。

在每次下班前应派专人（安全员）检查爬架上是否存在火险或其他安全隐患存在。

19、按照“谁施工谁负责安全”的原则，落实各级人员的安全生产责任制，强化现场施工人员的“三不伤害”教育，提高施工人员的自我保护意识。

为更好地使用好该设备，安全完成墩身施工任务，特制定本操作手册。

要求上岗人员熟悉本操作要领，岗位固定。

20、人员组织：

（1）固定设备操作人员，建立健全岗位责任制和工序交接制度。

安检验收制度，增设专职检查员。

（2）指挥人员与爬升操作人员的对讲机要固定专用对讲频道。

（3）上岗人员必须身体健康，不得患有高血压症、恐惧症、心脏病等不适用于高空作业的病症；不得酒后上岗。

（4）设备吊运时不得损伤挂件、挂齿、调整螺旋杆、及液压部件。

（5）液压油管尽量设有防烧伤保护材料。

（6）单侧爬升时，拆卸油管必须保持油路清洁，无污染。

（7）定期检查液压元件、高压软管、密封件、管件接头。

（8）定期检查连接螺栓。

（9）及时加盖好泵站防雨罩。

（10）当施工现场风力大于（等于）6级或遇暴风雨、浓雾天气时应暂停爬升。

（11）爬架各层操作平台四周设置安全网。

（12）严禁上下抛掷工具及物体。

（13）尽量避开交叉作业。

（14）避开夜间爬升，不得已时必须加强照明措施。

（15）电器设备必须有效可靠的接地和漏电保护装置。

（16）爬架施工实行定员定岗制度，临时荷载不得超出设计值，且存放要尽量对称均匀整齐。

（17）电焊机裸露接线柱须设置安全防护罩。

（18）电气焊操作时要注意防火。

（19）夜间施工应派安全员值班，并经常到爬架上检查安全情况，及时排除不安全的因素。

（20）及时修正损坏的平台踏板。

（21）修正后的内模，在浇筑混凝土前，在缺口处增加临时竖筋：

角钢或方木。

一十五、主要部件受力计算图片

爬升架体

挂件应力云图

挂件变形云图

挂件应力云图2

挂件变形云图2

挂件变形云图3

爬轨应力云图1

爬轨应力云图2

爬轨变形云图

齿块应力云图

下塔桩第一施工段应变图

模板计算模型

模板应力云图最大位置出现在第二排第二列交叉处的拉杆点位置

模板最大挠度