扭王字塊模板制作工藝改進(jìn)

王海波，緱海鍵，徐鳳雷

（中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066002）

扭王字塊混凝土預(yù)制塊體一般應(yīng)用在防波堤、護(hù)岸、攔沙堤、導(dǎo)流堤等水工工程的護(hù)面結(jié)構(gòu)上，其主要功能是消浪和護(hù)面。

扭王字塊的使用功能決定其自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性：多面體異型結(jié)構(gòu)、肢桿、棱角較多，因此，預(yù)制塊體表觀易出現(xiàn)砂斑、砂線(xiàn)、氣泡、掉角、爛腳等表面缺陷，比其它現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)表面缺陷更大。為使預(yù)制塊體觀感質(zhì)量更好，控制模板質(zhì)量首當(dāng)其沖。

扭王字塊預(yù)制數(shù)量大，往往一個(gè)工程就需要幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)元，因此，模板一般需加工幾十套乃至上百套。模板加工必須改進(jìn)提高工藝，以保證各套模板相同部位尺寸的統(tǒng)一、精確、具有互換性，使每個(gè)預(yù)制塊體外形尺寸一致、美觀。

由上可見(jiàn)模板制作的工藝要求及質(zhì)量控制十分重要。以下就模板制作中的幾項(xiàng)主要關(guān)鍵工藝進(jìn)行分析。

1 模板制作難點(diǎn)分析

1.1 扭王字塊模板制作工藝流程

模板圖設(shè)計(jì)→胎具制作→下料、沖孔→組拼→焊接、校正→安鑲膠條→噴漆、標(biāo)識(shí)。

1.2 模板設(shè)計(jì)

模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合考慮混凝土澆筑工藝、澆筑側(cè)壓力、模板剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性及使用壽命等因素和塊體外觀質(zhì)量。

模板由兩片立模及底胎模組成，板面采用δ=6mm厚鋼板，共70塊小板塊組拼成板面，板面背側(cè)設(shè)置橫豎邊肋，兩片模板對(duì)拼采用螺栓連接，拼縫處鑲嵌橡膠條止?jié){。圖1為扭王字塊混凝土塊體及模板圖。圖2為扭王字塊模板三視圖。

圖1 扭王字塊混凝土塊體及模板圖

1.3 模板制作關(guān)鍵工藝

對(duì)模板制作工藝中3項(xiàng)關(guān)鍵工藝進(jìn)行分析。

1）δ=6mm厚鋼板下料成小板塊后，小板塊采用打坡口工藝，利于控制組拼板面的陽(yáng)角拼縫和錯(cuò)臺(tái)；

2）兩片模板對(duì)拼處采用“子母口”形式（俗稱(chēng)“等待口”），解決了預(yù)制塊體的漏漿問(wèn)題，使得預(yù)制塊體棱角分明，線(xiàn)條美觀；

3）止?jié){條改進(jìn)，兩片模板上的橡膠條鑲嵌在子母口后側(cè)，側(cè)模與底胎模膠條安裝在底部鋼八字后方，止?jié){效果良好，利于拆模，同時(shí)保護(hù)了止?jié){條。

另外，模板制作完成后，模板組拼質(zhì)量對(duì)預(yù)制塊體也非常重要，應(yīng)予重視。

2 模板制作關(guān)鍵工藝控制

2.1 下料板塊邊緣打坡口工藝

由于一套扭王字塊模板的整個(gè)板面共分70塊小板塊，且每個(gè)小板塊面積均較小，以前將小板塊下料后直接組拼，然后焊接磨光，最后組拼板面的陽(yáng)角拼縫和錯(cuò)臺(tái)普遍較大，無(wú)法保證質(zhì)量要求，見(jiàn)圖3示。為滿(mǎn)足規(guī)范要求的拼縫和錯(cuò)臺(tái)，并且使預(yù)制塊體棱角分明，線(xiàn)條美觀，現(xiàn)將下料后的小板塊邊緣采用打坡口工藝后組拼，見(jiàn)圖4所示。

圖3 無(wú)坡口板塊組拼焊接斷面圖

圖4 打坡口板塊組拼焊接斷面圖

打坡口工藝：6mm厚鋼板經(jīng)剪板機(jī)下料后成許多小板塊，將小板塊邊緣用砂輪打磨成一定角度，角度依據(jù)板面組拼后形成陽(yáng)角的角度而定，見(jiàn)圖5所示，再將處理后的小板塊組拼。

圖5 小板塊打坡口斷面圖

通過(guò)以下四步控制確保該工藝的實(shí)施及最終取得良好的效果：

1）從購(gòu)買(mǎi)的原材料上控制，6mm厚鋼板切割成大量的小板塊，面積最小的板塊不到0.1m2。如采用開(kāi)平板下料后會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力釋放，板塊扭曲，導(dǎo)致板面平整度差，需購(gòu)買(mǎi)平整度較好的原平板，也有利于打坡口施工，為下一步工序打下良好基礎(chǔ)。

2）由于剛買(mǎi)回來(lái)的鋼板邊緣有圓邊，鋼板下料前應(yīng)通過(guò)找方將板邊切割齊整后（見(jiàn)圖6），再按樣下料，下料尺寸偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。

圖6 鋼板下料前找方斷面圖

3）下料完的小板塊采用角磨機(jī)打坡口時(shí)注意坡口角度的準(zhǔn)確性，板塊邊緣的順直度，見(jiàn)圖5所示。

4）將各個(gè)板塊組拼，組拼時(shí)將坡口處剛對(duì)剛拼接，確保組拼縫隙小于1mm[1]。組拼的兩板塊外側(cè)（接觸混凝土面一側(cè)）嚴(yán)禁使用電焊，保證成型后的模板板面無(wú)焊縫，避免因?yàn)榘迕婧附哟蚰ナ诡A(yù)制塊體平整度不符合要求，觀感效果差；組拼的兩板塊內(nèi)側(cè)（模板板面的另一側(cè)）使用CO2氣體保護(hù)焊對(duì)稱(chēng)焊接，可防止過(guò)大變形和變形不均勻?qū)е履０逭w尺寸偏差超出規(guī)范要求。

2.2 模板對(duì)拼采用“子母口”形式

常用的模板對(duì)拼拼縫形式為兩片模板直接組拼，中間夾橡膠條，見(jiàn)圖7所示，預(yù)制時(shí)易漏漿，拆模后混凝土塊體表面拼縫處出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)較大，外觀感效果較差?，F(xiàn)將兩片模板對(duì)拼處設(shè)置成“子母口”形式后進(jìn)行組拼，見(jiàn)圖8所示，用該工藝?yán)谥節(jié){，而且預(yù)制塊體表面的線(xiàn)條順直美觀，棱角分明，幾乎無(wú)錯(cuò)臺(tái)。

圖7 模板對(duì)拼處直接組拼詳圖

“子母口”形式為兩片模板對(duì)拼時(shí)，模板四邊設(shè)置豎向肋，拼縫處一片模板的豎邊肋后退于板面邊緣9mm設(shè)置，另一片模板的豎邊肋探出板面邊緣5mm焊接，對(duì)拼時(shí)兩片模板的板面邊緣直接靠緊，兩片模板的豎邊肋也相互靠近，板面對(duì)接縫和豎邊肋對(duì)接縫不在同一條線(xiàn)上，橡膠條在兩豎邊肋之間，橡膠條鑲嵌于后退9mm一側(cè)的模板豎肋上，就形成了“子母口”的對(duì)拼形式，俗稱(chēng)為“等待口”，見(jiàn)圖8所示。

圖8 模板對(duì)拼處子母口詳圖

采用10mm鋼帶作為豎邊肋，在板面與板肋背側(cè)設(shè)置三角形加強(qiáng)筋板，“子母口”處縫隙的大小與鋼帶肋及板面有直接關(guān)系。因此，要保證鋼帶材料強(qiáng)度、平整度、順直度，要保證“子母口”處的板面下料尺寸，偏差嚴(yán)格控制在±1mm之內(nèi)。另外，鋼帶豎邊肋與板面之間的相對(duì)尺寸通過(guò)胎具控制，因此，要制作精準(zhǔn)的“子母口”胎具，胎具的精度也要控制在±1mm之內(nèi)?！白幽缚凇苯M拼連接方式采用對(duì)拉螺栓連接，鋼帶豎邊肋上開(kāi)φ18圓孔，用M16×30的螺栓連接。鋼帶豎邊肋設(shè)置螺栓孔的間距直接影響拼裝后縫隙的大小，螺栓間距一般控制在200mm之內(nèi)，可保證拼縫符合要求。見(jiàn)圖9。

圖9 模板組拼處“子母口”拼縫實(shí)物圖

2.3 止?jié){條改進(jìn)

止?jié){條安裝的好壞直接影響混凝土表面的質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定該模板止?jié){條采用4mm厚硬橡膠條，硬橡膠條用M6×30沉頭螺栓固定，同時(shí)硬橡膠條及鋼帶上涂刷適量膠水黏結(jié)。應(yīng)嚴(yán)格按此安裝硬橡膠條，否則多次周轉(zhuǎn)后脫落，起不到止?jié){效果。

2.3.1 兩片模板對(duì)拼處止?jié){條設(shè)置

對(duì)模板“子母口”處止?jié){條，現(xiàn)場(chǎng)做了實(shí)驗(yàn)。先在對(duì)拼處黏貼6mm厚的泡沫止?jié){條，止?jié){效果較好，但其周轉(zhuǎn)次數(shù)少。后來(lái)考慮周轉(zhuǎn)次數(shù)的因素，采用5mm厚硬橡膠條，拼縫處“子母口”間距為4mm，中間夾5mm厚硬橡膠條，出現(xiàn)拼縫縫隙較大，個(gè)別大于2mm，無(wú)法起到較好的止?jié){效果，將現(xiàn)場(chǎng)已有的5mm厚止?jié){條中間順向切割凹槽處理，使得拼縫小于1mm，但效果仍不理想。

最終，采用4mm厚硬橡膠條作為止?jié){條，經(jīng)試驗(yàn)止?jié){效果良好，同時(shí)提高了止?jié){條的使用周轉(zhuǎn)次數(shù)。

2.3.2 側(cè)模與底胎模處止?jié){條設(shè)置

底胎模與側(cè)模間采用4mm厚硬橡膠條，硬橡膠條固定于底板上，前緣同底口鋼八字前緣對(duì)齊，見(jiàn)圖10所示。這樣雖較以前工藝有改進(jìn)，但仍存在缺陷，由于模板重力等作用擠壓止?jié){條，拆模時(shí)拖拽等因素，止?jié){條易破損，縮短硬橡膠條使用壽命。

圖10 改進(jìn)前止?jié){條斷面圖

后改為采用4mm厚止?jié){條，止?jié){條固定于側(cè)模底口肋下方，角鋼后下方加設(shè)-40×4扁鋼，并將底口肋上提4 mm設(shè)置，見(jiàn)圖11所示，這樣既能提高止?jié){條使用壽命，又起了良好止?jié){效果。

圖11 改進(jìn)后止?jié){條斷面圖

3 改進(jìn)效果

2009年，通過(guò)工藝改進(jìn)，嚴(yán)格控制模板制作質(zhì)量，加工的5 t扭王字塊模板100套、6 t扭王字塊模板80套，應(yīng)用在黃驊港綜合港區(qū)起步工程，解決了當(dāng)時(shí)模板加工工期緊、任務(wù)重的難題，使所有預(yù)制扭王字塊均達(dá)到設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，塊體外形棱角分明，線(xiàn)條順直，外觀良好。黃驊港綜合港區(qū)起步工程獲評(píng)“中交一航局優(yōu)質(zhì)工程”。

4 結(jié)語(yǔ)

扭王字塊的模板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，板面拼縫多，制作難度大，工藝要求高，加工套數(shù)多，需要規(guī)范、統(tǒng)一結(jié)構(gòu)及工藝，以降低施工難度，提高制作效率，縮減成本，增加效益，逐步實(shí)現(xiàn)構(gòu)件模板的標(biāo)準(zhǔn)化制作。同時(shí)，我公司編寫(xiě)的《水運(yùn)工程小型預(yù)制混凝土構(gòu)件模板圖集》，為今后類(lèi)似構(gòu)件模板制作做了技術(shù)儲(chǔ)備。

[1] JTS257—2008，水運(yùn)工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JTJ298—98，防波堤設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[3] GB 50205—2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].