高墩柱外爬架施工工藝研究

　　汕（頭）湛（江）高速公路云浮至湛江段及支線工程項目（下簡稱“云湛項目”）是廣東省高速公路網規劃的“二橫”線的一段，是珠三角通往粵西地區、西南地區以及大陸連接海南島的干線通道。其中10標、11標地處山區，橋梁墩柱較高，采用傳統的施工工藝，質量和安全均難以保證，是云湛高速陽化段重難點工程，本文在傳統工藝翻模法的基礎上進行改進，不僅提升了高墩柱施工的安全性，而且也極大地改善了提升了墩柱混凝土外觀質量。

　　1 傳統高墩柱施工工藝的缺點

　　傳統高墩施工模板系統普遍采用翻模法，操作平臺附于模板，施工操作空間受限大，鋼筋綁扎及模板安裝、拆除安全風險大，易發生安全事故；翻模過程中發生的墩柱混凝土修補及大量拉桿孔處理難度極大，且混凝土養生系統難以保證持續養生；塔吊使用頻率高，易發生機械事故和物體打擊事故。

　　2 外爬架施工工藝

　　墩身外應在塔吊及安全爬梯的配合下安裝一套整體式外爬架，要求其和模板之間預留一定間距，外爬架對模板安裝和砼澆筑施工來說，是重要的施工平臺，同時對墩身施工來說，它還是重要的全封閉安全防護裝置。

　　2.1 外爬架組成

　　完整的外爬系統組成主要包括三個部分，即支承系統、底座、腳手架。

　　2.1.1 支承系統

　　外爬架的支承系 y共由4根直徑為80mm鋼棒組成，插入墩身預埋孔內，鋼棒兩端設限位裝置（螺母），使其與墩身鎖定，鋼棒長1.1m，每次澆筑砼均須在基模0.5m以下設置預留孔；鋼棒需定期進行探傷檢查，發現損傷須立即更換，以保證支撐鋼棒的安全性能。

　　2.1.2 底座

　　外爬架底座橫橋向每邊采用2根I36b工字鋼，縱橋向2根I22工字鋼，均與墩身凈距為10cm，構成“井”字框架，然后上部依次順橋向4根I22工字鋼及橫橋向4根I22工字鋼，組成外爬架底座，外爬架底座支承在鋼棒上用以支承上部腳手架系統。應在外爬架底支承點的下面安裝吊籃，如此便于安裝和拆除鋼棒。此外，通過在底層工字鋼面上密鋪3cm厚木板，可將其作為操作平臺。

　　2.1.3 腳手架系統

　　采用通用？準4.8cm，壁厚3.5mm的鋼管通過扣件聯結成腳手架系統。由于墩身每次澆筑高度為4m，基模預留2m；外爬架高度為10m，分5層加工，底層高1.8m，中間3層各高2m，*上層高2.2m，每層操作平臺均鋪設木板；分層框架之間設上下人梯。框架外側用同規格鋼管拉剪刀撐進行加固，框架外側及底座下設防墜安全網，框架4面貫通，為施工人員提供一個整體式操作空間。考慮到墩身模板拆除因素，設計時在內層腳手框架與墩身間預留80cm距離，并采用防墜網兜底。

　　2.2 外爬架拼裝

　　完成墩身第一模砼澆筑后，需開始安裝外爬架。綜合分析各項因素發現，在轉運或者吊裝過程中面臨一些問題，為解決該問題，可考慮直接為外爬架底座及腳手架系統組裝。首先在承臺上用輔助鋼材調平一個操作臺，然后在操作臺上拼裝外爬架底座，3組底座型鋼間采用法蘭栓接或焊接。順橋向底座型鋼上兩側的4根I22工字鋼和橫橋向底座兩側的4根I22的工字鋼作為腳手框架的主要支撐橫梁，工字鋼支承處采用焊接，然后再分層拼裝鋼管腳手架系統。鋼管腳手架的拼裝順序：立桿→縱橫桿→水平小橫桿→外側鋼管加固；采用十字扣作為立、縱水平桿鋼管的連接件，連接時要采用測力扳手擰緊，要求扣件的抗滑力達8.5kN。

　　2.3 外爬架提升

　　墩身第二模砼澆筑完畢后，首次提升外爬架。外爬架自重約10噸，共設4個提升吊點，吊點設在底座型鋼上，提升動力采用4個5噸的手拉葫蘆，手拉葫蘆下方通過鋼絲繩與外爬架的底座吊點連接，上方分別通過四根φ28鋼筋橫向卡在墩身預埋鋼筋根部。為避免出現外爬架異常問題，應在其上端采用4個1.5噸的手拉葫蘆，其作用是平衡調節。同時在底座的4根工字鋼頂面上安裝6個導向防偏滑輪。為保證均勻、勻速提升葫蘆受力，應安排專人負責看管外爬架的提升。外爬架在接近支承鋼棒位置時應適當放慢上升速度，當外爬架上升到位后，穩住外爬架，然后安裝支承鋼棒，輕輕放下外爬架，使其平穩地支承在鋼棒上，然后在外爬架的水平層與模板之間設水平橫桿臨時約束固定外爬架。 　　3 外爬架的計算

　　3.1 外爬架的驗算參數

　　①對受荷載*大的鋼管進行驗算；

　　②橫橋向工字鋼受力驗算；

　　③順橋向工字鋼受力驗算；

　　④鋼棒受力驗算；

　　⑤鋼棒處混凝土壓應力驗算。

　　3.2 外爬架算例分析（以TJ11標黃垌河特大橋外爬架驗算為例）

　　黃垌河大橋7#～14#墩下部橋墩采用薄壁空心墩，在空心薄壁墩的施工過程中，為了保證施工質量和工人的安全，設計爬架輔助翻模施工，參考《路橋施工計算手冊》及相關規范對現對爬架進行應力、撓度、穩定的驗算，以確保施工安全。

　　爬架施工過程中主要包括的荷載有爬架自重、施工人員荷載、臨時機具荷載、人行過道木板等主要荷載。

　　爬架自重：96kN，考慮安全系數1.2，則驗算取值為115kN；

　　人行荷載：安全系數1.2，荷載值為9kN；

　　臨時荷載：安全系數1.3，荷載值為14kN；

　　人行過道荷載：安全系數1.2，荷載值為1kN。

　　3.2.1 鋼管支架驗算

　　①材料、截面特性。

　　材料選用直徑48mm壁厚3.5鋼管，Q235鋼管容許應力為205MPa×80%=164MPa，80%為舊管疲勞折減系數，經查表得截面特性如下：

　　②荷載計算。

　　鋼管排架設計鋼管直徑45mm、壁厚3.5mm，高2m，取*大壓力為3.02kN，視為兩端鉸接桿，其柔度λ=μl/r=1×200/2.1=95。11查表可得φ=0.625，則鋼管排架單根鋼管樁的穩定強度為：

　　σ=N/（φA）=3.02×1000/（0.625×489.3）=10MPa

爬架網常見規格

爬架網常見種類

爬架網常見顏色

爬架網安裝配件

爬架網的正確安裝方式

爬架網的正確安裝方式

爬架網的安裝要嚴格按照安全第一的原則，在施工過程中謹慎，嚴肅的進行。

首先在安裝爬架網的時候需要檢查的事項

1）保證桿件間的銜接牢靠。扣件有必要擰緊，墊木有必要夾持安定、防止脫出。

2）裝設連墻件時，應堅持立桿的筆直度要求，防止拉固時發生變形。

3）當連墻件軸向荷載的核算值大于6KN時，應增設扣件以加強其抗滑動才能。特別是在遇有強風襲來之前，應查看和加固連墻辦法，以保架子安全。

4）連墻結構中的連墻桿或拉筋應筆直于墻面設置，并呈水平方位或稍向腳手架的一端歪斜，但不容許向上翹起。

其次，爬架網搭設歸于高空作業，操作人員有必要帶好安全帽、正確佩帶安全帶。并按照裝置技術要求嚴格執行。

爬架網裝置過程為：搭設渠道架并做水平調整→鋪設龍骨板→裝置下節導軌、豎龍骨、輔佐豎龍骨→加輔佐支撐桿及斜拉桿→水平鋼性拉結→裝置第二道龍骨板→裝置第一道安全立網→裝置第一道附墻件并卸荷→裝置中節導軌、豎龍骨、輔佐豎龍骨→接連組拼架體直到裝置完2層各組架停止→接連組拼架體直到裝置完3層各組架停止→接連組拼架體直到裝置完4層各組架停止→鋪設電源線→裝置提高設備（進入運行階段）。

爬架網常用的兩種安裝方法：

第一種裝置方法是用爬架網片上焊接的耳朵進行銜接，常用于可升降腳手架系統的外層，起到避免人員和物體意外拋落產生的危險。比較適用于高層建筑施工使用。初始裝置完成后能夠反復提高和下降直到使用結束拆卸，經濟實惠節約鋼材成本。

第二種是用咱們廠家的特制鏈接附件直接將兩片爬架網片固定于傳統腳手架上。這種裝置方法比第一種裝置起來要省時省力很多，因為它是固定在傳統腳手架上，樓層升高需要拆下來重新裝置所以比較適用于樓層不是太高的建筑物施工。因為低層建筑物比高層建筑物較多，所以這種裝置方法更具有普遍性。

爬架網防腐處理

爬架網表面防腐形式有熱鍍、噴塑、浸塑。

1.熱鍍鋅是將工件除油、酸洗、浸藥、烘干后浸入融化的鋅液里一定時間，提出來即可。熱鍍鋅爬架網外觀比電鍍鋅稍微粗糙，呈銀白色，外觀容易生產工藝水紋和少許滴瘤，尤其實在工件的一端較為明顯。但熱鍍鋅的鋅層比電鍍鋅厚幾十倍，防腐蝕性強，是電鍍鋅的十幾倍。

2.噴塑是利用電暈放電現象使粉末涂料吸附在工件上的。其過程是這樣的：粉末涂料由供粉系統借壓縮空氣氣體送入噴槍，在噴槍前端加有高壓靜電發生器產生的高壓，由于電暈放電，在其附近產生密集的電荷，粉末由槍嘴噴出時，形成帶電涂料粒子，它受靜電力的作用，被吸到與其極性相反的工件上去，隨著噴上的粉末增多，電荷積聚也越多，當達到一定厚度時，由于產生靜電排斥作用，便不繼續吸附，從而使整個工件獲得一定厚度的粉末涂層，然后經過加熱使粉末熔融、流平、固化，即在工件表面形成堅硬的涂膜。

3.浸塑別名又稱涂塑，熱浸塑，熱敷涂塑。

(1). 預熱:將爬架網送入烤箱中，讓模具吸收熱量，以便于浸塑時塑溶膠在熱爬架網表面產生吸附，模具的體積大小和塑溶膠種類不同，預熱溫度和時間也不同。

(2). 浸塑:將預熱的爬架網浸入到塑溶膠中，一般浸入速度≤10mm/s，爬架網提升速度≤5mm/s。浸塑時間根據爬架網體積大小和產品厚度來設定，一般控制在1 ～ 60s。

(3). 塑化:將已經浸塑的爬架網送入烤箱中，對模具及其附著的塑溶膠加熱，目的是使塑溶膠塑化成型，塑化溫度和時間根據爬架網材質、體積大小以及產品硬度、厚度來設定。一般塑化溫度為200 ～350℃，塑化時間10 ～ 90s。

(4). 冷卻:塑化完成的爬架網離開烤箱，降低溫度使成型品進入常溫狀態，冷卻方式包括水冷和風冷。

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