箱梁外腹板圓弧模施工技術(shù)

梁 見

(中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江湖州 313000)

0 引言

外腹板為圓弧線型的混凝土箱梁以其造型美觀深得各方青睞，越來(lái)越多的箱梁腹板由以前的直角或鈍角設(shè)計(jì)變更為圓弧。在確保箱梁內(nèi)在質(zhì)量的同時(shí)，如何采取合理的施工工藝進(jìn)行模板制安，保證外觀質(zhì)量是建造一個(gè)精品工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。蕪湖弋江橋全長(zhǎng)1 315 m，分左右兩幅，其中主橋長(zhǎng)180 m(主跨長(zhǎng)80 m，邊跨長(zhǎng)50 m)，為直線橋，主墩支點(diǎn)梁高4.3 m，跨中梁高1.8 m，邊腹板外傾角度27°，與翼緣板連接設(shè)計(jì)為圓弧過(guò)渡(如圖1所示)，圓弧半徑2 m，兩側(cè)圓弧長(zhǎng)分別為1.979 m，1.909 m?？缇€橋長(zhǎng)100 m(為單聯(lián)4跨連續(xù)梁橋)，梁高1.5 m，為曲線橋，平曲線半徑為465 m，箱梁底板與外腹板設(shè)計(jì)為半徑0.2 m的圓弧過(guò)渡，弧長(zhǎng)0.23 m，邊腹板外傾角度為26.565°(如圖2所示)。其余段引橋箱梁(長(zhǎng)1035 m)橫斷面與跨線橋一致，其最小平曲線半徑為3 000 m，本文從經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量、工期等方面考慮，結(jié)合工程實(shí)際，介紹采取不同方法進(jìn)行外腹板圓弧模施工技術(shù)。

1 模板設(shè)計(jì)

1.1 模板選用

如何選用合理的模板是確保施工質(zhì)量、進(jìn)度、效益的關(guān)鍵之一，為此，施工前對(duì)模板選用做了詳細(xì)比對(duì)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

采用鋼模板的優(yōu)點(diǎn):鋼模板剛度大、強(qiáng)度高、線型易控制、不易變形和損壞，模板周轉(zhuǎn)次數(shù)多。

采用鋼模板的缺點(diǎn):1)如周轉(zhuǎn)次數(shù)少，則一次性成本投入大;2)單塊模板較重，人工拆裝比較困難，一旦模板變形，不易矯正;3)對(duì)于小半徑橋梁，不適宜采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼模板進(jìn)行模板安裝。如弋江橋跨線橋:平曲線半徑為465 m的箱梁橋，在1.22 m長(zhǎng)度(1塊模板寬度)范圍內(nèi)，外弧比內(nèi)弧長(zhǎng)3.4 cm，且易出現(xiàn)模板錯(cuò)縫，影響外觀質(zhì)量;4)由于箱梁底模一般采用竹膠板，如腹板采用鋼模板，則易造成混凝土的外觀顏色、光潔度等不一致。

采用竹膠板的優(yōu)點(diǎn):竹膠板安裝輕便、無(wú)需機(jī)械吊裝;可根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工和拼裝。

采用竹膠板的缺點(diǎn):竹膠板剛度小，容易變形和損壞。制作成圓弧較難，且周轉(zhuǎn)次數(shù)相對(duì)鋼模少。

通過(guò)上述比較，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)主橋和跨線橋外腹模板采用竹膠模板，引橋采用廠制鋼模板進(jìn)行施工。

1.2 主橋半徑2 m的圓弧模板制作

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)比對(duì)，采用厚度為1.2 cm的竹膠板可以直接彎成設(shè)計(jì)要求的圓弧，既能確保設(shè)計(jì)線形，且模板具有一定剛度。模板下采用8 cm×8 cm的方木條作為橫肋(橫肋凈距不大于15 cm)，方木條采用鐵絲固定在由鋼管彎曲機(jī)彎制成的鋼管上(如圖3所示)。

1.3 跨線橋半徑0.2 m的圓弧模板制作

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)比對(duì)，最后確定采取厚度為1 cm的竹膠模板，并在圓弧段部位模板背面利用木工鋸進(jìn)行鋸槽處理，設(shè)計(jì)圓弧長(zhǎng)0.23 m，模板開槽范圍為0.25 m，共鋸縫11條，縫間距2 cm，縫深4 mm～5 mm。開完槽的模板可以彎成設(shè)計(jì)線形(如圖4所示)。

1.4 引橋半徑0.2 m 的圓弧模板制作

對(duì)于長(zhǎng)1 035 m的引橋箱梁，考慮模板周轉(zhuǎn)次數(shù)較多，采用廠制鋼模板進(jìn)行模板制安。為確保箱梁外觀質(zhì)量，單節(jié)模板與底板竹膠板寬度一致，均為1.22 m，確保模板拼縫通順。

2 模板加固

2.1 主橋圓弧竹膠模板加固

主橋混凝土一次澆筑最大高度3.870 m，外腹板存在27°的向外傾角，側(cè)壓力和水平推力較大，采取有效加固措施是保證質(zhì)量的關(guān)鍵(如圖5所示)。

1)加強(qiáng)外側(cè)支架整體抗水平推力剛度，采用加密鋼管以及設(shè)置多層斜撐方式進(jìn)行加固。2)采用對(duì)拉受力方式對(duì)兩側(cè)腹板進(jìn)行對(duì)拉。最底層利用箱梁底板底層鋼筋，在底層鋼筋上焊接拉桿頭進(jìn)行對(duì)拉(間距0.8 m)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)尺寸控制箱梁底板寬度;在腹板頂層采用鋼管連接進(jìn)行對(duì)拉(間距1 m)。3)單側(cè)外腹板采用Φ12拉模鋼筋進(jìn)行加固，縱向間距1 m/道，上下層間距不超過(guò)0.8 m/道。4)混凝土澆筑時(shí)在翼板上布設(shè)測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)，全過(guò)程觀測(cè)模板及支架位移變化情況。在進(jìn)行梁段第一次混凝土澆筑過(guò)程中，腹板向外偏移量均小于1 cm。

2.2 跨線橋圓弧竹膠模板加固

跨線橋混凝土第一次澆筑高度只有1 m，采取在腹板外側(cè)設(shè)置三道鋼管斜撐的方式進(jìn)行加固，中間鋼管斜撐加雙扣，再利用斜向底板下的斜撐與底板下的鋼管連接加固處理。

圓弧段模板下滿鋪方木，在方木上鋪設(shè)1∶1的水泥砂漿，砂漿面用等半徑的圓筒壓制成設(shè)計(jì)曲面，安裝模板時(shí)確保模板與砂漿密貼(如圖4所示)。

2.3 引橋鋼模板加固

鋼模板加工時(shí)設(shè)置加強(qiáng)桁架，將鋼模板直接安設(shè)在底板延伸出來(lái)的方木上即可完成安裝。

3 質(zhì)量技術(shù)保證措施

1)外模板安裝后方進(jìn)行鋼筋制安，因此對(duì)模板保護(hù)是確保外觀質(zhì)量的基礎(chǔ)。模板一旦損壞，無(wú)法進(jìn)行更換。因此必須采取得力措施防止模板損壞。a.盡量減少現(xiàn)場(chǎng)的焊接工作量(如確實(shí)需要焊接，采用模板面放置一薄鐵皮等保護(hù)措施對(duì)模板進(jìn)行有效保護(hù));b.在翼板面鋪設(shè)土工布，防止人為踩踏而破壞;c.加快施工進(jìn)度，避免因模板外露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生變形。2)對(duì)于半徑大于1.5 m的圓弧，可以采用鋼管彎曲機(jī)彎曲設(shè)計(jì)要求弧度的鋼管，作為支撐模板用，有效解決了按設(shè)計(jì)要求控制模板弧度問(wèn)題。3)10 mm～12 mm厚的竹膠板具有易彎曲的性能，但剛度較小，通過(guò)采取加密橫肋的措施，既保證了設(shè)計(jì)線型，又避免了模板變形。4)對(duì)于開槽了的竹膠板，開槽時(shí)注意槽的深度與寬度，如槽開深了則竹膠板容易斷裂，如槽開淺了則竹膠板易出現(xiàn)折線，無(wú)法按設(shè)計(jì)線型安裝到位。安裝時(shí)需特別認(rèn)真、仔細(xì)，做好對(duì)模板的保護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)模板變形、安裝不到位、模板斷裂，應(yīng)及時(shí)更換新的竹膠板，確保工程質(zhì)量。5)對(duì)于平曲線較小的箱梁，容易造成模板拼縫不一致，嚴(yán)重影響橋梁整體外觀質(zhì)量?？缇€橋模板安裝時(shí)，每隔4塊～5塊竹膠板長(zhǎng)度(5 m～6 m)，就安裝一塊尺寸較大的異形板，既解決了箱梁內(nèi)、外弧長(zhǎng)度不一致的問(wèn)題，又避免了安裝三角條小模板，確保模板拼縫通順，提高橋梁整體外觀質(zhì)量。6)模板拼裝時(shí)，對(duì)接縫進(jìn)行處理，將模板的接縫內(nèi)夾塞海綿條或雙面膠，模板安裝完畢后，用刀將凸出的海綿或雙面膠割平;也可用肥皂將模板接縫抹平。鋼筋安裝前把模板表面污物清除干凈，并涂脫模劑，澆筑前對(duì)模板澆水濕潤(rùn)，禁止涂抹廢柴油或機(jī)油的廢油料。7)腹板內(nèi)鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋密集，施工人員無(wú)法進(jìn)入腹板內(nèi)進(jìn)行振搗，只能在腹板頂部(或翼板)操作振搗棒。因外腹板存在向外傾角，外腹板箱室內(nèi)側(cè)表面很容易因氣泡不易排出而形成麻面蜂窩。通過(guò)采用自制Y形輔助設(shè)備(在鋼管上焊接Y形鋼筋鉤)，人工利用Y形設(shè)備將振搗棒送至需要振搗的部位進(jìn)行振搗，在腹板內(nèi)側(cè)采取人工錘擊方式進(jìn)行檢查。使用Y形振搗輔助器加人工錘擊檢查，施工方便，確?；炷琳駬v密實(shí)，提高了箱室內(nèi)側(cè)混凝土光潔度，避免了蜂窩、麻面現(xiàn)象;且有效減少了振搗棒對(duì)外腹圓弧模板因振搗施工不當(dāng)造成的破壞。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐總結(jié)，對(duì)于半徑大于1.5 m的圓弧，可以采用具有較好韌性、厚度1.2 cm的竹膠板直接彎曲成型;對(duì)于半徑為0.6 m～1.5 m的圓弧，可以通過(guò)在竹膠板生產(chǎn)廠家進(jìn)行定制(廠家在生產(chǎn)竹膠板時(shí)，對(duì)圓弧段部位的模板進(jìn)行特質(zhì)加工，即在下層抽調(diào)部分模板加勁條)，在現(xiàn)場(chǎng)可以直接彎曲成型(蕪湖弋江橋前期曾試驗(yàn)過(guò)此種方法，但因設(shè)計(jì)圓弧半徑小，未成功);對(duì)于半徑0.2 m～0.6 m的圓弧，采取厚度為1 cm，韌性好的竹膠板，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要開槽處理，即可達(dá)到目的;對(duì)于平曲線大、模板倒用次數(shù)多的箱梁，適宜采取廠制鋼模板施工。

總之，通過(guò)采用合適厚度的竹膠模板和相應(yīng)的加工、加固技術(shù)，并通過(guò)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，在確保工程質(zhì)量的同時(shí)，既能節(jié)約投資，又能縮短工期，蕪湖弋江橋施工質(zhì)量和進(jìn)度得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理以及安徽省公路質(zhì)監(jiān)站的高度肯定，對(duì)同類型橋梁施工具有較強(qiáng)的借鑒和指導(dǎo)作用。

［1］姚玲森.橋梁工程［M］.第2版.北京:人民交通出版社，2009.

［2］楊嗣信.模板工程現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)用手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2010.

［3］JG/T 156-2004，竹膠合板模板［S］.

［4］向中富.新編橋梁施工工程師手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2007.