預(yù)制箱梁模板技術(shù)研究

蔣政　張偉

摘 要：預(yù)制箱梁模板具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體縮放自如、脫模容易、操作簡(jiǎn)單，可以整體吊裝或拖拉到制梁臺(tái)位上，待預(yù)制混凝土達(dá)到脫模強(qiáng)度后整體或反段脫模，將內(nèi)模拖拉出已預(yù)制成型的箱梁內(nèi)腔，操作人員安裝及調(diào)試方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高。已在很多國(guó)家重點(diǎn)工程中的到應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：箱梁；施工；技術(shù)

1 技術(shù)背景

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)交通的需要和依賴越來(lái)越大。在此背景下，公路工程和鐵路工程建設(shè)得到了快速發(fā)展，我國(guó)的橋梁建設(shè)事業(yè)遇到了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。隨著我國(guó)在橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的飛躍發(fā)展，設(shè)計(jì)時(shí)速也越來(lái)越高，對(duì)設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高，對(duì)路面的沉降要求精確到毫米，同時(shí)綜合考慮到減少對(duì)不可再生資源土地的占用、加快施工進(jìn)度，因此大量“以橋梁代路”，橋梁所占比重越來(lái)越大。而橋梁中大體積、大噸位的整孔箱梁能滿足上述條件，已成為目前國(guó)內(nèi)外高速公路、高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)的主要形式和發(fā)展方向。如何提高大體積整孔預(yù)制箱梁的制梁速度，縮短制梁周期，保證混凝土成形尺寸及外觀質(zhì)量，使箱梁的生產(chǎn)過(guò)程適應(yīng)保證集中化、工廠化要求，一直是國(guó)內(nèi)外廣大橋梁專家共同研討的主要課題。

2 主要技術(shù)特點(diǎn)

（1）滿足清水混凝土工程的要求，不再進(jìn)行二次裝飾；（2）在滿足運(yùn)輸條件和施工要求的情況下，單塊模板面積要大，剛度要好；（3）模板面板要銑切加工，表面平整度好，表面光潔度高，表面面板拼縫焊接少；（4）模板的拼裝要工具化，連接件和支撐桿件要緊固、安全可靠，裝拆要方便靈活；（5）模板的選材經(jīng)久耐用，考慮模板周轉(zhuǎn)使用次數(shù)多，維修簡(jiǎn)便，降低模板在每孔梁的分?jǐn)偝杀?；?）易損件的選擇要標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。

3 主要技術(shù)內(nèi)容

預(yù)制箱梁模板具有精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、整體縮放自如、脫模容易、操作簡(jiǎn)單，可以整體吊裝或拖拉到制梁臺(tái)位上，待預(yù)制混凝土達(dá)到脫模強(qiáng)度后整體或反段脫模，將內(nèi)模拖拉出已預(yù)制成型的箱梁內(nèi)腔，操作人員安裝及調(diào)試方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高。

3.1 預(yù)制箱梁模板設(shè)計(jì)技術(shù)。按梁體結(jié)構(gòu)、跨度、梁場(chǎng)布置對(duì)預(yù)制箱梁模板進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模板整體受力分析，模擬內(nèi)模運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)模板脫模機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。內(nèi)模整體結(jié)構(gòu)、連接件、內(nèi)模支撐系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、軌道系統(tǒng)以及內(nèi)模分節(jié)設(shè)計(jì)，確保箱梁預(yù)制后可整體或分段從梁端拖出。外模整體結(jié)構(gòu)、走行方式、外模支撐系統(tǒng)、整平機(jī)軌道、振動(dòng)器的布置、爬梯、護(hù)欄等設(shè)計(jì)。內(nèi)外模在設(shè)計(jì)分節(jié)時(shí)均需考慮到運(yùn)輸方案，不同跨度時(shí)共用同一套模板。模板面板的選擇：底模、端模選用12mm的鋼板、外側(cè)模、內(nèi)模選用8mm的鋼板。

3.2 預(yù)制箱梁模板構(gòu)造。（1）預(yù)制箱梁模板由外側(cè)模、端模、底模和內(nèi)模組成；（2）外側(cè)模有固定式和沿臺(tái)座縱向移動(dòng)式兩種；（3）端模在結(jié)構(gòu)上分外包端、端包外兩種。每個(gè)端模一般為便于運(yùn)輸分成若干段，現(xiàn)場(chǎng)連接成整體；（4）底模分為固定式底模及帶活動(dòng)段底模，固定式底模用于采用提梁機(jī)提梁場(chǎng)合，帶活動(dòng)段底模用于移梁機(jī)移梁場(chǎng)合；（5）內(nèi)模按結(jié)構(gòu)形式分為主梁上置式、主梁下置式和無(wú)梁式。按脫模方式分為分段脫模和整體脫模兩種。按自動(dòng)化程度分機(jī)械脫模式和液壓脫模式。液壓內(nèi)模主要由模板、主梁、支撐千斤、托架、液壓控制系統(tǒng)等部分組成。

3.3 箱梁模板安裝。（1）底模的安裝：在混凝土臺(tái)座上從中往兩端逐塊安裝，預(yù)拱值按二次拋物線進(jìn)行設(shè)置，固定在臺(tái)座上。（2）外側(cè)模安裝：側(cè)模由模板、縱向桁架、橫向桁架、連接螺栓、移模托架小車(chē)、護(hù)欄、梯子、支撐螺旋頂?shù)冉M成。外模分節(jié)制造，經(jīng)試拼合格后再焊接成整體?？v移式外側(cè)模立模時(shí)，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將側(cè)模通過(guò)移模小車(chē)牽引到指定的臺(tái)座與底模相對(duì)應(yīng)的位置（為保證精確對(duì)位，卷?yè)P(yáng)機(jī)司機(jī)要密切和指揮者的聯(lián)系，聽(tīng)從指揮人員的指揮。當(dāng)小范圍對(duì)位時(shí)，可利用螺旋頂作業(yè)），螺旋頂兩端同步推動(dòng)側(cè)模與底模接觸。橫向就位后，再利用螺旋頂調(diào)整外模高度，頂升側(cè)模至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后用連接螺栓固定側(cè)模與底模。通過(guò)測(cè)量，側(cè)模線型與梁體線型一致，安裝所有的螺栓和螺桿。（3）內(nèi)模安裝：內(nèi)模采用工廠分塊加工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成整體的方案，拼裝后的內(nèi)模滿足門(mén)吊整體吊裝和整體滑移的使用。內(nèi)模板裝在主梁上，由設(shè)在主梁上的液壓泵站通過(guò)膠管提供液壓源，操縱手動(dòng)換向閥，控制模板油缸伸縮，驅(qū)動(dòng)內(nèi)模板按照下側(cè)模、上側(cè)模、頂模的動(dòng)作順序依次撐開(kāi)到達(dá)工作位置，將內(nèi)模整體滑移到制梁臺(tái)座的鋼筋籠內(nèi)。為保證腹板厚度，防止灌注混凝土?xí)r內(nèi)模左右移動(dòng)，將內(nèi)模與側(cè)模通過(guò)通風(fēng)孔處鋼套筒螺栓聯(lián)結(jié)，內(nèi)模拼裝完畢后檢查腹板的厚度，不可因模板偏向一側(cè)而使腹板的厚度改變。（4）端模安裝：端模為分體制作。端模板進(jìn)場(chǎng)后對(duì)其進(jìn)行全面的檢查，保證其預(yù)留孔偏離設(shè)計(jì)位置不大于3mm。端模安裝前，先檢查板面是否平整光潔，有無(wú)凹凸變形及殘余粘漿，端模管道孔眼是否清除干凈。用門(mén)吊使端模板就位，依次將橡膠抽拔管穿過(guò)相對(duì)的端模孔慢慢就位。另一方面要注意錨墊板在對(duì)位時(shí)避免頂撞鋼筋骨架，以免引起支座板移位。（5）模板安裝允許誤差：模型全部拼裝完畢后，必須按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行空模試驗(yàn)，保證最終調(diào)整后各部位尺寸等都達(dá)到要求后（模板安裝尺寸允許誤差），按橋梁模型檢查表項(xiàng)目?jī)?nèi)容，填入檢查數(shù)據(jù)作為模板交驗(yàn)記錄。灌注混凝土?xí)r，必須設(shè)專人值班，負(fù)責(zé)檢查模板、連接螺栓及扣件，如有松動(dòng)隨時(shí)緊固。

3.4 箱梁模板使用注意事項(xiàng)。每個(gè)工作循環(huán)前：（1）檢查模板之間的連接螺栓是否緊固。（2）檢查各限位開(kāi)關(guān)是否可靠，牽引鋼絲繩、滑輪及液壓系統(tǒng)壓力、液面是否正常，滑輪、走行輪軸承座、潤(rùn)滑是否良好，確認(rèn)正常，方可作業(yè)。（3）澆注前應(yīng)對(duì)模板各部分尺寸進(jìn)行檢查測(cè)量，保證相關(guān)尺寸和平整度達(dá)到要求后方能進(jìn)行混凝土澆注。（4）牽引走行小車(chē)模板移動(dòng)時(shí)，隨時(shí)觀察移動(dòng)方向有無(wú)障礙，防止臺(tái)車(chē)跳道和拖掛其他機(jī)具設(shè)備。（5）模板操作必須遵循制造廠家提拱的作業(yè)流程，定期按要求更換液壓油、密封件。

4 技術(shù)指標(biāo)

（1）實(shí)際輪廓與設(shè)計(jì)輪廓面任意點(diǎn)法向誤差≤2mm。（2）模板面弧度一致，錯(cuò)臺(tái)、間隙誤差≤0.5mm。（3）單塊模板制造長(zhǎng)度及寬度誤差±1mm。（4）平面度誤差≤3mm/2m。（5）模板拼裝總長(zhǎng)度偏差±10mm。（6）底模板中心線與設(shè)計(jì)位置偏差≤2mm。（7）橋面板中心線與設(shè)計(jì)位置偏差≤10mm。（8）腹板中心線與設(shè)計(jì)位置偏差≤10mm。（9）橫隔板中心位置偏差≤5mm。（10）模板傾斜度≤3‰。（11）支座板處不整度≤1mm。（12）端模錨穴位置誤差≤3mm。（13）模板周轉(zhuǎn)次數(shù)：50次以上。

5 適用范圍

預(yù)制箱梁模板應(yīng)用于公路及鐵路橋梁中。

6 已應(yīng)用的典型工程

預(yù)制箱梁模板技術(shù)已成功應(yīng)用于秦沈鐵路客運(yùn)專線、京津唐客運(yùn)專線、哈大客運(yùn)專線、京滬客運(yùn)專線、鄭西客運(yùn)專線、武廣客運(yùn)專線、廣州地鐵四號(hào)線、海南東環(huán)線、滬寧城際軌道、成綿樂(lè)客運(yùn)專線、寧杭客運(yùn)專線、石武客運(yùn)專線等高速鐵路工程及杭州灣跨海大橋、舟山灣跨海大橋等高速公路工程。

7 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)箱梁模板技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，特別是全自動(dòng)液壓箱梁模板的使用，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)模板行業(yè)的新局面，引領(lǐng)了我國(guó)模板工程技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)促進(jìn)了我國(guó)鐵路及公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，為橋梁建設(shè)降低施工成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工效率，為鐵路及公路建設(shè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。