国道310三门峡至豫陕界段南移新建工程弘农涧特大桥高墩爬模专项施工方案编制：河南清修建筑劳务有限公司日期： 2018年1月22日国道310三门峡西至弘农涧特大桥高墩爬模施工方案根据本工程具体工程特点、施工条件以及自身情况的不同，选择经济合理和满足特定工程需要的工艺手段，以达到确保工程质量、加快工程进度、节约工程成本的目的。
弘农涧大桥高墩确定采用无支架爬模施工并编制技术方案及质量控制措施如下：一、工程概况弘农涧大桥左幅总长3177米，右幅总长3175.336米，桥位区属于黄土丘陵-黄土梁地貌，地形起伏不平，冲沟、沟谷发育，地形条件复杂。
桥址区跨弘农涧河。
桥区地面高程350～526 m左右，地形相对高差约176 m。
下部结构设计构造尺寸：主桥共有6#-12#七个主墩，采用变截面空心墩形式，空心墎上部65m橫向采用双肢形式，单肢宽度为6.5m，空心墩壁厚80cm，竖向每20m设置一道橫隔板，壁厚80cm，空心墎下部采用整体式单箱三室结构，壁厚80cm，纵桥向采用变截面形式，顶宽为7.5m，坡率为1：80。
6#墎分离式等截面空心墎形式，左右两个桥墎尺寸形式相同，桥墎橫桥向宽度为6.5m，顺桥向宽度为7.5m，桥墎高度左幅17m，右幅20m。
7-12#墎高度分别为122m、125m、120.5m、116m、116.5m、108m。
二、弘农涧矩形高墩爬模法施工（一）、施工工艺施工系统由提升机构、模板系统、工作平台和安全设施组成1、提升系统：附着塔吊，安装在左右幅墩承台中心位置。
作业半径56m，在墎身施工至40m高度时，每个主桥墎安装一台施工电梯，供人员、辅材、小型机具使用。
2、模板系统：采用桁架式模板，由桁架主背楞、模板(胶合板)、斜撑、后移装置、承重三角架、埋件系统、吊平台及加高节等七部分组成。
3、工作平台：在模板外侧设置角钢支腿，其上铺设3mm厚钢板，形成工作平台，工作平台主要是提供人员工作和小型机具的操作平台，为模板安装、钢筋安装提供作业空间。
墎身施工时，在墩身外侧采用安装爬梯（主墩为施工电梯），步道“Z”型上升，休息平台尺寸1.2m×0.6m，供人员中途休息，保证施工和检查人员上下行走安全便捷。
4、安全设施由上部平台1.5m高围栏、四周密目围挡等组成。
（二）、塔吊选配根据墎身高度及模板单块重量，本工程每个墩身在左右幅中间安装1台塔式起重机，每个墩身施工电梯在靠便桥方向安装一台。
塔吊的主要技术参数：额定起重力矩：630KN.m；最大起升高度：独立式40m，附着式150m；最大幅度：56m，最小幅度：2.5m，最大幅度起重量：1.3t；起升速度：（a=2）80/40/8.5m/min(a=4)40/20/4.25m/min；变幅速度：40/20m/min；回转速度：0.6r/min；装机总容量：34.8KW（不含顶升机构电机功率）；装机自重：31.79t（不含配重）。
（三）、模板采用桁架式模板。
1、桁架式模板组成：由桁架主背楞、模板(胶合板)、斜撑、后移装置、承重三角架、埋件系统、吊平台及加高节等七部分组成。
（1）桁架主背楞：分标准节和加高节，通过连接板连接，并安装平台立杆，背楞调节座可微调主背楞的高度和位置，背楞扣件就是固定和连接主背楞和模板横肋。
（2）模板组成：吊钩采用钢吊钩，每块模板设置2个，吊钩安装时左右对称，螺栓采用双螺母安装；竖肋，采用木工字梁，高20cm，宽8cm，I=4500cm4，允许弯矩5KN.M，允许剪力11KN；横肋采用两根14槽钢背靠背用14螺栓连接而成；连接抓，连接木工字梁和钢横肋，带吊钩的木梁两侧均装连接爪，不带吊钩的木梁只装一个连接爪，并且连接爪安装要相互错开，拼装好后做好标记；芯带，就是连接两块已拚装好的模板，即将两块模板的钢横肋连接成整体；芯带插销，就是使用芯带时用，起锁固作用；模板面板采用21mm厚胶合板，面板允许偏差为1mm，板面平整度小于1/1000，面板拼装时要平齐、不错台，地板钉布置间距300 mm，每块面板四个角及边沿中点用纤维板钉钉紧，防止翘起。
（3）后移装置：拉杆、拉杆圆垫、后移拉杆、带轨道后移装置。
（4）承重三角架: 由三角架横梁、三脚架短斜撑杆、三脚架立杆、三脚架长斜撑杆组成。
（5）斜撑：由带丝扣可调节长度的杆件组成。
（6）埋件系统：由埋件板D20、受力螺栓M36、高强螺杆D20、爬锥M36/D20组成，配件有碟形螺母、齿轮销、安全销Ф20、插销Ф20等。
2、施工工艺介绍：充分利用模板自身锚固作用（按设计要求设置预埋件），采用塔吊配合提升模板，逐段爬升完成墩身混凝土浇注施工。
厂家提供模板设计图。
墩身模板采用定型模板，由厂家定做。
墩身模板高4.65米，共4套，一次可浇注4.5米高。
根据各墩断面尺寸和考虑模板周转，横桥向为等宽2.5米，顺桥向取最大宽度，共加工3个墩身的模板，周转三次即可。
现场进行组拼，通过竖向大肋和横向大肋（柱箍）等进行加固。
模板面板厚21㎜，采用80㎜×200㎜木工字梁做竖肋，两根14槽钢背靠背做横肋，竖肋间距26.5、26.8、27.5㎝，横肋间距26、71、120㎝，对拉螺杆采用M20，对拉螺杆设置PVC套管在与混凝土和模板接触内侧面设置锥型橡胶止浆垫块，可重复使用。
墩身模板及加固构造图（厂家根据施工方要求设计并提供）3、墩身模板验算对模板侧压力Pm按内部振捣器时计算：Pm=K×r×h墩身 4.5m高混凝土最大方量为（0.4×（3.7×2+2.5×2）+0.3×0.3×2）×4.5=25.965m3，混凝土拌和及运输能力可达到20m3/ h，最短时间可在1.3小时内浇注完成，考虑混凝土入模及振捣等因素影响，计划在2小时内浇完，则浇注速度为V=2.25m/ h。
浇注时间选择在下午5时开始，墩身大致施工时间控制在5、6、7、8、9月间，浇注混凝土入模温度取T=25℃，则V/T=2.25÷25=0.09>0.035，h=1.53+3.8×V/T=1.872m，K=1.2（掺外加剂），r=25KN/m3，Pm=1.2×25×1.872=56.16Kpa，考虑振捣荷载4KN/㎡，总侧压力P= Pm+4=60.16 Kpa。
大模板最大侧压力取P=61 Kpa进行计算。
（1）面板计算：强度验算：面板由竖肋所形成的单向板受力，整个板面受均布荷载q，平板单元为Lmmx275mmx21mm。
可看作多跨连续梁计算，但验算时按简支梁偏安全：取1㎜宽的板条作为计算单元，荷载q为：q=61×0.275=16.775×10-3N/mm。
M=1/8×q×L2=158.576 N.mm，W=1/6×bh2=1/6×1×212=73.5mm3，I=1/12×bh3=771.75mm4。
应力：δ=M/W=158.576÷73.5=2.16<8N/mm2满足要求挠度验算：面板的挠度：式中E为木材的弹性模量，E=6×103f=(5ql4)/(384EI)=(0.0016775×2754)/(384×6000×771.75)=0.054 mmf/a=0.054/275=1/5093<1/500满足要求。
（2）竖肋计算：竖肋间距275mm，选用木工字梁，W=450×103 mm3。
惯性矩I=4500×104 mm4。
荷载：q=ph=0.061×275=16.775N/mm，竖肋在横向钢背楞上为五不等跨连续梁，按简支梁验算可偏于安全，跨中长度为M，由弯矩图中可得最大弯矩为弯矩Mmax=qm2/8=16.775×12002/8=3019500 N.mm，强度验算：σmax =Mmax/w=3019500/450000=6.71Mpa<12Mpa满足要求。
挠度验算：wmax=-5q×m4/（384×E×I）=-16.775×12004/(384×9×105×4500×104)=-0.22 mmw/l=0.22/1200=1/5454<1/500满足要求。
（3）横向大肋（抱箍）计算：横向大肋采用2根［14槽钢靠背螺栓连接而成，中间留够穿对拉螺杆的空间，四角采用螺栓或销子连接四边闭合成柱箍，竖向大肋传来的力按均布荷载进行验算，设置2根对拉螺杆，横向大肋支承在对拉螺杆上，按3跨不等跨连续两段悬臂梁进行计算； W=161×103 mm3。
惯性矩I=1127.4×104 mm4。
横向大肋荷载：q=ph=0.061×1000=61N/mm，n=1000/750=1.33，由弯矩图中内插可得最大弯矩为悬臂端Mmax=-0.5×ql12=0.5×61×7502=17156250N.mm，强度验算：σmax =Mmax/w=17156250/161000=106.5<215Mpa满足要求。
悬臂部分挠度验算：wmax=q×l4/（8×E×I）=61×7504/(8×2.1×105×1127.4×104)=1.02 mmw/l=1.02/750=1/736<1/500满足要求。
跨中部分挠度验算：wmax=q×l4/（384×E×I）×（5-24λ2）=61×7504/(2×384×2.1×105×1127.4×104) ×（5-24×（750/1000）2）=-0.18 mmw/l=0.18/750=1/4167<1/500满足要求。
（4）对拉螺杆或连接螺栓验算柱箍横向大肋槽钢四角采用螺栓或销子连接，跨中设置对拉螺杆。
对拉螺杆验算：Pmax =Fmaxl1l2式中l1为横拉杆间距，l2为竖拉杆间距。
Pmax=61×1.2×1=73200N进行验算，螺栓拟采用M20，容许拉力为：P 0=δ×S=305×314.2=95800N，Pmax=73200< P=95800N，满足要求。
δ为普通螺栓的抗拉极限强度，S为螺栓的有效面积。
（5）模板及加固材料数量每个投入1套模板，左右墩身同时开始浇注，周转三次多即可完成，所需主要材料见模板设计图纸工程数量表。