混凝土空心梁自落架內(nèi)模施工工藝研究

劉家亮

摘要： 鋼筋混凝土空心梁板連動(dòng)桿式自落架內(nèi)模體系，由鋼板、型鋼加工，內(nèi)部支撐桿件為可拆卸結(jié)構(gòu)，支撐桿件間及桿件與模板連接采用螺栓鉸接，拼組拆卸方便，宜于維護(hù)和運(yùn)輸。具有強(qiáng)度高、剛度大、不變形、易固定、拼裝拆卸方便、使用效率高、循環(huán)使用次數(shù)多、經(jīng)濟(jì)效益明顯等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)在多個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐的基礎(chǔ)上，總結(jié)提煉出鋼筋混凝土空心梁板自落架內(nèi)模施工工藝。

Abstract： The self-fall apart system of the reinforced concrete hollow beam plate is processed by steel plates and structural steel， the internal support bar is removable structure， the support bars and planes are connected by bolted splice. It is convenient to assemble and dismount， and convenient to maintenance and transport. It has many advantages， such as the high strength， high stiffness， non-deformation， easy fixed， convenient to assemble and dismount， high using efficiency， the recycling using is more， obvious economic benefit and so on. On the basis of the practice of multiple projects， this paper sums up the construction techniques of self-fall apart system of the reinforced concrete hollow beam plate.

關(guān)鍵詞： 混凝土空心梁；自落架內(nèi)模；施工工藝研究

Key words： concrete hollow beam；self-fall apart；research of construction techniques

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）06-0125-04

0 引言

鋼筋混凝土空心梁板是橋梁工程常用的上部結(jié)構(gòu)形式，混凝土構(gòu)件內(nèi)模的材質(zhì)和構(gòu)造對(duì)梁體施工質(zhì)量有著重要影響。長(zhǎng)期以來(lái)，采用的內(nèi)模有兩種：一種是柔性的橡膠氣囊內(nèi)膜，靠充氣壓力支撐，因使用過(guò)程中變形大、易上浮，對(duì)混凝土構(gòu)件質(zhì)量有較大影響，在重要工程項(xiàng)目上被限制使用；另一種是整體剛度較大的鋼模結(jié)構(gòu)，采用多塊定型鋼模組合，螺栓固定在內(nèi)支撐上，分段拼裝、逐段就位，剛度大、變形小、易固定、經(jīng)久耐用。缺點(diǎn)是拼裝及拆除難度大，需專人進(jìn)入到箱模內(nèi)拆除支撐桿件，解除板間螺栓連接，把模板逐塊剝離混凝土面再?gòu)膬啥送铣?，速度慢、效率低，?gòu)件結(jié)構(gòu)凈空較小時(shí)使用上受到限制。如何在發(fā)揮鋼內(nèi)模諸多優(yōu)點(diǎn)同時(shí)，優(yōu)化內(nèi)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，克服拆卸上的困難，提高內(nèi)模使用效率，是施工企業(yè)廣大工程技術(shù)人員不斷探討要解決的問(wèn)題。幾年來(lái)，安徽省新路建設(shè)工程集團(tuán)有限責(zé)任公司在多個(gè)項(xiàng)目上進(jìn)行有針對(duì)性的研究，創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案，改變舊有的固定支撐內(nèi)模板結(jié)構(gòu)形式，形成成果并推廣使用的連動(dòng)桿式自落架內(nèi)模，設(shè)計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，拼裝拆卸方便，剛度大、變形小、使用效率高，在多個(gè)項(xiàng)目推廣使用，產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 工藝原理

模板整體分左右兩半幅，撐起后兩半幅拼接成一整體，截面尺寸依據(jù)構(gòu)件內(nèi)凈空截面形狀制作。內(nèi)支撐采用上下拉桿與中間橫向連動(dòng)桿螺栓鉸接，形成“魚脊骨”形結(jié)構(gòu)支撐體系，拉桿與模板螺栓鉸接，整個(gè)內(nèi)模結(jié)構(gòu)由上下拉桿、橫向連動(dòng)桿、模板組成。拆模時(shí)解除端固定立桿一端約束，施加水平力牽引連動(dòng)桿帶動(dòng)拉桿收攏，模板與構(gòu)件混凝土分離，拆除后移至構(gòu)件體外（見圖1）。

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 施工工藝流程

模版制作→模板拼裝及涂脫模劑→分段就位組合→接縫密封處理→定位校正→構(gòu)件頂層鋼筋綁扎→上壓支點(diǎn)及上壓桿設(shè)定→混凝土澆筑→解除端固定桿一端栓接→橫向連動(dòng)桿施加牽引力→移出模板至構(gòu)件體外。

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 模板制作

①整體內(nèi)模設(shè)計(jì)為左右兩半幅，分別支撐成型后拼裝成一體。對(duì)接處設(shè)上下坡口，先拆除的半幅模板上下坡口在內(nèi)側(cè)，拼接時(shí)嵌入另半幅。每半幅結(jié)構(gòu)由2塊定型鋼模組成，采用彎轉(zhuǎn)鉸連接，彎轉(zhuǎn)鉸設(shè)在內(nèi)模斷面的位置由構(gòu)件內(nèi)凈空截面形式?jīng)Q定，縱向間距80cm～120cm，方便內(nèi)模拆除。內(nèi)支撐體系采用上下拉桿及橫向連動(dòng)桿組成，支撐后與兩塊鋼模板形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)（見圖2、圖3）。

②根據(jù)構(gòu)件內(nèi)凈空截面尺寸選擇材料規(guī)格和型號(hào)，一般采用40mm～60mm鋼板做面板，內(nèi)骨架、橫向連動(dòng)桿及上下拉桿均采用L50×50角鋼，所用連接鋼板厚度不小于100mm，鉸接及固定螺栓直徑不小于16mm，加強(qiáng)骨架角鋼間距以50cm為宜，強(qiáng)度和剛度滿足使用要求。

③單節(jié)內(nèi)模長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為2.0m～3.0m，以方便模板拼裝、拆除與運(yùn)輸為宜。

④模板上下坡口面須平整，坡面角45度，左右幅模板對(duì)接時(shí)坡口面應(yīng)密合。坡口在模板端處設(shè)上下壓板，連接兩半幅模板成一體。施工時(shí)一般在構(gòu)件臨端處上下設(shè)置，另一端不設(shè)或采用？準(zhǔn)6mm圓鋼筋捆綁，方便模板拆除。

⑤臨端設(shè)固定立桿，中間為T形滑槽，有滑道和錨固槽，支撐體系架立后橫向連動(dòng)桿端部用螺栓固定在錨固槽內(nèi)。橫向連動(dòng)桿、上下拉桿、固定立桿及模板鉸接成一體形成穩(wěn)定體系（見圖4）。

2.2.2 模板拼裝與就位

①安裝上下拉桿及橫向連動(dòng)桿，形成半幅模板支撐體系，拉動(dòng)連動(dòng)桿使一端與模板臨端固定立桿連接，采用螺栓固定在T形滑道的錨固槽內(nèi)。

②上下拉桿與模板、連動(dòng)桿均采用螺栓連接，螺帽松壓形成鉸接，一般放松1個(gè)絲距，桿件間能相互轉(zhuǎn)動(dòng)。

③左右兩半幅模板撐立成型后，構(gòu)件外對(duì)接拼裝。構(gòu)件內(nèi)凈空高度h>60cm、小邊長(zhǎng)b>50cm，或圓形截面直徑d>60cm時(shí)，臨構(gòu)件端坡口處上下設(shè)連接壓板，與左右幅模板螺栓固定，另一端用？準(zhǔn)6mm圓鋼筋捆綁。構(gòu)件內(nèi)凈空高度h≤60cm、小邊長(zhǎng)b≤50cm，或圓形截面直徑d≤60cm時(shí)，兩端均采用？準(zhǔn)6mm圓鋼筋捆綁成一體，捆綁鋼筋澆筑在構(gòu)件混凝土內(nèi)。

④內(nèi)模單節(jié)整體成型后，縫隙處用泡沫密封膠密封處理，涂脫模劑后移模就位。

⑤內(nèi)模就位從構(gòu)件一端開始順序進(jìn)行，一同拆除移出的節(jié)段，橫向連動(dòng)桿采用節(jié)間連桿連接，實(shí)際施工中一般三節(jié)一體，節(jié)數(shù)太多連動(dòng)桿收攏時(shí)脫模困難。若逐節(jié)拆除，不設(shè)節(jié)間連桿，每節(jié)臨端處設(shè)一根固定立桿（見圖5）。

⑥內(nèi)模整體就位后，節(jié)間縫隙采用泡沫密封膠密封處理，膠體溢出及時(shí)用抹刀延縫隙面抹平。

2.2.3 模板固定

在構(gòu)件外模板頂部設(shè)置上壓桿，下壓內(nèi)模，防止混凝土澆筑過(guò)程中內(nèi)模上浮。上壓桿采用2根[14槽鋼并列焊接而成，兩端與外模板支撐立桿螺栓連接成一體，下壓支點(diǎn)采用d=150mm鋼管置于上壓桿與內(nèi)模頂面之間并固定，鋼管端應(yīng)同時(shí)壓住左右兩半幅模板，以保證混凝土澆筑過(guò)程中內(nèi)模整體穩(wěn)定性（見圖6）。

2.2.4 混凝土澆筑

①混凝土施工嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）進(jìn)行。

②拌制的混凝土除滿足強(qiáng)度要求外，應(yīng)具備良好的和易性、流動(dòng)性、較小的泌水率，所用粗骨料的最大粒徑不大于25mm。

③混凝土振搗采用高頻附著式振搗器與插入式振搗器相結(jié)合，并以附著式振搗為主。

④混凝土入摸從構(gòu)件一端開始，從內(nèi)模兩側(cè)平衡灌入。先澆筑底板混凝土并振搗密實(shí)，再反向從構(gòu)件另一端澆筑構(gòu)件側(cè)板及頂板混凝土。澆筑過(guò)程中，附著振搗器開啟2次，每次振動(dòng)30秒。模板棱角處及頂板采用插入式振搗器補(bǔ)充振搗。

⑤混凝土澆筑完成后，拆除上壓桿及支點(diǎn)鋼筒，用木抹整平構(gòu)件頂面并按設(shè)計(jì)要求收光處理。

2.2.5 內(nèi)模板拆除

①氣溫20℃時(shí)，混凝土澆筑后6h～8h方可進(jìn)行內(nèi)模板拆除，氣溫較高或較低，拆模時(shí)間適當(dāng)縮短或延長(zhǎng)，以拆模時(shí)不損傷構(gòu)件混凝土為宜。

②內(nèi)模板拆除順序?yàn)椋翰鸪０迳舷聣喊濉鸪斯潭U一端固定螺栓→連動(dòng)桿施加水平牽引力，帶動(dòng)上下拉桿收攏，模板與構(gòu)件混凝土分離→牽引模板至構(gòu)件箱室外（見圖7）。

③內(nèi)模拆除從兩端開始，順序進(jìn)行。

3 材料與設(shè)備

3.1 材料（表1）

3.2 機(jī)械設(shè)備（表2）

4 質(zhì)量控制

①內(nèi)模制作材料須符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。②施工前應(yīng)對(duì)全體施工人員進(jìn)行全面的施工技術(shù)交底。③采取單段拆除，模板拼裝時(shí)臨構(gòu)件端的一頭設(shè)上下壓板連接左右兩半幅，另一頭應(yīng)用鋼筋捆綁牢固。整體就位后橫向連接桿與端固定立桿連接螺栓要緊固，保證混凝土澆筑過(guò)程內(nèi)模整體穩(wěn)定。④所有縫隙用泡沫密封膠密封并抹平，防止混凝土灌入縫內(nèi)影響內(nèi)模拆除。⑤混凝土宜從內(nèi)模兩側(cè)均衡灌入，兩側(cè)混凝土面高度保持一致。⑥嚴(yán)防過(guò)度振搗。振搗時(shí)振搗棒不得觸及內(nèi)、外模板及波紋管。⑦澆筑過(guò)程中要及時(shí)檢查上壓桿及支點(diǎn)工作狀態(tài)，防止支點(diǎn)松動(dòng)內(nèi)模上浮或變形。⑧內(nèi)模拆除時(shí)牽引方向應(yīng)與內(nèi)模中線一致，拉力要均衡，拉力過(guò)大應(yīng)停止?fàn)恳?，檢查模板與混凝土面是否分離，確認(rèn)無(wú)誤后再繼續(xù)拆除作業(yè)。

5 安全措施

①加強(qiáng)崗前培訓(xùn)和安全教育，施工現(xiàn)場(chǎng)做到專人協(xié)調(diào)、統(tǒng)一指揮。②施工前應(yīng)對(duì)全體施工人員進(jìn)行全面的安全交底，并按要求做好交底記錄。③內(nèi)模分段吊裝就位時(shí)，吊裝設(shè)備及被吊模板下嚴(yán)禁站人。④特種作業(yè)人員須持證上崗，特種作業(yè)設(shè)備使用前須經(jīng)過(guò)具備法定資質(zhì)條件的檢驗(yàn)檢測(cè)單位檢測(cè)鑒定為合格方可使用。⑤內(nèi)模拆除牽引外移時(shí)，牽引繩索與模板連接要牢固，牽引時(shí)構(gòu)件出口兩側(cè)2.0m范圍內(nèi)不得有作業(yè)人員。

6 環(huán)保措施

①涂抹脫模劑時(shí)要注意用量控制，防止外溢或傾灑污染環(huán)境。②清理的混凝土殘?jiān)皶r(shí)運(yùn)至指定地點(diǎn)。③臨近居民點(diǎn)、學(xué)校等地施工時(shí)，對(duì)產(chǎn)生較高噪音的作業(yè)應(yīng)采取時(shí)間避讓措施，或采用隔音屏障減小噪音對(duì)周圍環(huán)境的污染。④現(xiàn)場(chǎng)料倉(cāng)采取封閉措施，長(zhǎng)期干燥環(huán)境下應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地面灑水濕潤(rùn)，以減少揚(yáng)塵污染。

7 效益分析

7.1 技術(shù)效益

內(nèi)模支撐體系為連動(dòng)桿式自落架結(jié)構(gòu)，支撐桿件間及桿件與模板連接采用螺栓鉸接，整體支撐架立，拆除時(shí)橫向連動(dòng)桿施加牽引力，上下拉桿收攏，模板與構(gòu)件混凝土分離后整體拆除，免除或減少模板內(nèi)人工作業(yè)，機(jī)械化程度高、施工簡(jiǎn)便、快捷。

7.2 經(jīng)濟(jì)效益

①采用本工法進(jìn)行內(nèi)模組裝、就位和拆卸較傳統(tǒng)固定支架內(nèi)模施工人工用量大幅度較少，人工費(fèi)消耗僅為固定支架內(nèi)模的50%。以預(yù)制一片30m預(yù)應(yīng)力箱梁為例，固定支架內(nèi)模人工消耗約7.0工日，本工法消耗約3.5工日，按本地人工單價(jià)100元/工日計(jì)算，則人工費(fèi)用節(jié)余約350元。②以預(yù)制一片30m預(yù)應(yīng)力箱梁計(jì)，應(yīng)用本工法較固定支架內(nèi)模施工經(jīng)測(cè)算減少機(jī)械作業(yè)時(shí)間約45%，按綜合臺(tái)班單價(jià)700元/臺(tái)班計(jì)，減少機(jī)械使用費(fèi)700元/臺(tái)班×0.625臺(tái)班×0.45=196.875元。③本工法內(nèi)模及支撐系統(tǒng)成一體，各構(gòu)件聯(lián)動(dòng)整體架立與拆除，成型后整體剛度大，模板損耗小。固定支架內(nèi)?？裳h(huán)使用約120次，自落架內(nèi)模可循環(huán)約180次，以預(yù)制一片30m預(yù)應(yīng)力箱梁為例，模板攤銷費(fèi)用減少約（3.66噸×5500元/噸÷120）-（3.66噸×5500元/噸÷180）=55.92元。經(jīng)濟(jì)效益分析見表3。

7.3 社會(huì)效益

與傳統(tǒng)的固定支架內(nèi)模比較，施工中機(jī)械化程度高，人工消耗小，便捷、高效，縮短工期。單套內(nèi)模使用循環(huán)次數(shù)多，耗材少，節(jié)能環(huán)保，具有較高的社會(huì)效益。

8 應(yīng)用實(shí)例

①阜陽(yáng)市插花-冉廟公路茨淮新河大橋，實(shí)施于2013年3月至2014年5月，主橋結(jié)構(gòu)為32+2×58+32m懸澆箱梁，引橋?yàn)?5m預(yù)制安裝先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁，共預(yù)制箱梁60片，采用本工法施工，加快施工進(jìn)度，單項(xiàng)節(jié)省預(yù)制成本6.0余萬(wàn)元。②S202線阜陽(yáng)至潁上四十鋪04合同段亳阜高速跨線橋，全長(zhǎng)350m，寬15m，為14孔25m預(yù)制預(yù)應(yīng)力箱梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，實(shí)施于2013年11月至2015年3月，采用本工法預(yù)制箱梁70片，較固定支架內(nèi)模施工進(jìn)度明顯加快，單項(xiàng)節(jié)約成本8.0余萬(wàn)元。

9 結(jié)語(yǔ)

刮涂式標(biāo)線施工工藝簡(jiǎn)單、便捷、有效，人工消耗低，熱熔釜熔料、保溫效果好，節(jié)約燃料，施工全過(guò)程材料損耗接近于零，機(jī)械設(shè)備臺(tái)班無(wú)損耗，且使用壽命長(zhǎng)，修復(fù)維護(hù)費(fèi)用低，因此在瀝青混凝土及水泥混凝土路面上和住宅小區(qū)、酒店賓館的行車道、停車位等各類標(biāo)線等得到廣泛的應(yīng)用。

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