高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板在T型梁預(yù)制中的應(yīng)用與研究

劉備 王昊森

摘 要：隨著人工成本的不斷提高，公路工程項(xiàng)目基礎(chǔ)建設(shè)的成本也隨之增加，施工過程中迫切需要研發(fā)自動(dòng)化程度高的新設(shè)備和新工藝，以降低人工作業(yè)強(qiáng)度和作業(yè)成本，本文著重介紹了高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板在公路T型梁預(yù)制中的應(yīng)用與研究。

關(guān)鍵詞：液壓模板；T型梁預(yù)制；自行式；施工應(yīng)用

一、目的和意義

鄭州至西峽高速公路堯山至欒川段采用雙向四車道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度100公里/小時(shí)，其中鄭西高速堯欒段YLTJ-5標(biāo)，起點(diǎn)樁號(hào)為K58+300，終點(diǎn)樁號(hào)為K69+900，全長11.6km。線路自東向西布線，起點(diǎn)接YLTJ-4標(biāo)段，位于嵩縣車村鎮(zhèn)孟家莊西南側(cè)，沿天銅路西行，繞東溝村南，下院南，于K59+700附近設(shè)置白云山互通和服務(wù)區(qū)（合并設(shè)置），路線繼續(xù)沿天銅線南側(cè)西行，繞石窯溝南，明白川南，栗園南，于白云漂流處K63+150上跨天銅線，之后路線設(shè)置銅河隧道（長976米），路線從K64+700處北溝口北側(cè)上跨白云山景區(qū)，后設(shè)置白云山隧道至本標(biāo)段終點(diǎn)。

本標(biāo)段全線大中橋共有14座，上部結(jié)構(gòu)主要為20m預(yù)制箱梁、30m預(yù)制T梁、40m預(yù)制T梁及現(xiàn)澆梁。本標(biāo)段預(yù)制梁總計(jì)有1248片，其中20m預(yù)制箱梁148片，30m預(yù)制T梁1004片，40m預(yù)制T梁96片。

目前國內(nèi)混凝土T梁的預(yù)制梁模板多為拼裝式，采用拼裝式模板的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)、制造較方便，成本較低。但也存在許多缺點(diǎn)，在T梁預(yù)制生產(chǎn)中一是模板難以控制，接縫處混凝土易發(fā)生錯(cuò)臺(tái)、飛邊、漏漿等質(zhì)量通病；二是模板安裝拆卸時(shí)間長，聯(lián)結(jié)件多，更換頻次高，造成模板變形，降低其使用壽命，增大成本；三是人工拆除模板比較困難，來回倒運(yùn)拼裝時(shí)間較長既費(fèi)時(shí)費(fèi)力工人勞動(dòng)強(qiáng)度又大。

本項(xiàng)目的橋梁預(yù)制梁片主要以30m預(yù)制T梁較多，計(jì)劃采用整體自行、滑移式液壓模板進(jìn)行預(yù)制，可以有效解決上述潛在的不利因素。該模板能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y、Z方向位移，模板在沿制梁臺(tái)座布置軸線方向上可整體自行移動(dòng)，不用龍門吊機(jī)來回吊運(yùn)，提高龍門吊機(jī)的使用效率；模板整體自行移動(dòng)就位后，側(cè)模通過液壓千斤頂側(cè)向滑移就位，調(diào)整高度。采用整體自行、滑移式液壓模板，可以有效減少施工中安全隱患，提高制梁速度，在提高機(jī)械化程度的同時(shí)減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高功效、降低成本，改善梁體外觀質(zhì)量。

結(jié)合鄭西高速堯欒段YLTJ-5標(biāo)30m預(yù)制T梁的制作，對T梁預(yù)制中的整體自行、滑移式液壓模板的設(shè)計(jì)、制造、安裝的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行研究，形成施工準(zhǔn)備期的關(guān)鍵控制流程及控制指標(biāo)，確保投入使用的模板滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及混凝土外觀質(zhì)量的控制要求；另一方面通過對預(yù)制施工期間模板的運(yùn)行工況進(jìn)行總結(jié)分析，形成整體自行、滑移式液壓模板T梁預(yù)制施工工法。目前國內(nèi)公路、鐵路、市政建設(shè)正處于高峰期，本項(xiàng)目的研究成果對類似項(xiàng)目施工時(shí)有一定的借鑒作用。

二、國內(nèi)外研究水平綜述

目前國內(nèi)外采用整體式液壓行走模板在箱梁預(yù)制中的應(yīng)用研究較多，但高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板在T型梁預(yù)制中的應(yīng)用與研究研究較為罕見。

和同類的整體自行走液壓箱梁模板相對比較，以往的研究對場地要求大且模板自身的穩(wěn)定性難以控制，本次研究T型梁高度交箱梁高，模板的穩(wěn)定性及重心難以控制，該項(xiàng)研究解決了此難題。

三、研究內(nèi)容、研究方法和技術(shù)路線

本項(xiàng)目主要研究的內(nèi)容是預(yù)制T梁整體自行、滑移式液壓模板的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。研究方法主要采用現(xiàn)有類似工程的調(diào)研、分析，選取最合適的設(shè)計(jì)、計(jì)算方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)；在施工過程中通過數(shù)據(jù)采集、回歸分析，調(diào)整優(yōu)化模板結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方法。具體的技術(shù)路線如下：

1、預(yù)制T梁整體自行、滑移式液壓模板的設(shè)計(jì)

自行式液壓整體模板，是在普通傳統(tǒng)模板拼裝成型后，再加裝行走臺(tái)車，帶動(dòng)模板行走，臺(tái)車上配置縱向和豎向油缸，在模板到達(dá)制梁臺(tái)座位置后，通過油缸調(diào)節(jié)模板的垂直度和平面位置以達(dá)到使用要求的工藝裝備。其優(yōu)點(diǎn)主要有：采用液壓可移動(dòng)式整體模板，模板拼裝、調(diào)整方便快捷、就位準(zhǔn)確，接縫密貼；使用液壓可移動(dòng)式整體模板，不僅提高了模板安裝效率、降低吊裝操作風(fēng)險(xiǎn)、降低工人勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度，而且提高模板的利用率。與傳統(tǒng)吊裝式側(cè)模相比，它只需要一次安裝，在整個(gè)體系安裝、調(diào)試完成后進(jìn)入施工狀態(tài)，整個(gè)體系模板的橫梁向安裝、拆卸，縱梁向移動(dòng)都借助側(cè)模系統(tǒng)下的自行式液壓小車系統(tǒng)來完成，整個(gè)施工過程的模板體系不需要再借助吊裝設(shè)備，大大降低安全風(fēng)險(xiǎn)。與傳統(tǒng)液壓T梁模板相比，它增加了豎向調(diào)整和縱梁向移動(dòng)功能，側(cè)模系統(tǒng)的利用率可提高2-3倍。

通過對不同的模板設(shè)計(jì)方案、計(jì)算方式的比選，包括模板的結(jié)構(gòu)類型、行走驅(qū)動(dòng)方式、滑移方式、精調(diào)結(jié)構(gòu)等各方面進(jìn)行多方案比選，形成最終滿足施工質(zhì)量、安全要求，制造、遠(yuǎn)行成本低耗高效的設(shè)計(jì)方案，總結(jié)形成專項(xiàng)設(shè)計(jì)程序、手冊。

2、預(yù)制T梁整體自行、滑移式液壓模板梁場布置研究

（1）自行滑移式液壓整體模板能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y、Z方向位移，配合移模小車，通過自動(dòng)力系統(tǒng)移動(dòng)到下一個(gè)制梁臺(tái)座，可實(shí)現(xiàn)在不同制梁臺(tái)座間移動(dòng)，具有可重復(fù)使用功能。

（2）由于自行滑移式液壓整體模板可實(shí)現(xiàn)在不同制梁臺(tái)座間移動(dòng)，使移梁小車與整體模板的配合使用成為可能，避免了目前市面上整體模板僅能配置提梁機(jī)使用的局限性，使整體模板不僅能夠和搬梁機(jī)配合使用還能和移梁小車配合使用，設(shè)備投入降低效果顯著。

（3）制梁臺(tái)座布置形式不同。傳統(tǒng)T梁場臺(tái)座布置，根據(jù)生產(chǎn)不同的地基采用條形基礎(chǔ)、小直徑剛性樁基礎(chǔ)、板式基礎(chǔ)等形式，從施工工藝角度考慮，可將制梁臺(tái)座分為滑動(dòng)式和固定式。

（4）進(jìn)行類似工程調(diào)研，總結(jié)分析采用不同型式T梁預(yù)制模板時(shí)的梁場規(guī)劃，通過規(guī)劃前的研究及使用過程中的總結(jié)、糾偏、回歸分析，對采用整體自行、滑移式液壓模板梁場的總體布置、功能區(qū)的規(guī)劃，以及最佳規(guī)劃布置方案、產(chǎn)能計(jì)算等各方面進(jìn)行總結(jié)、分析。

3、預(yù)制T梁整體自行、滑移式液壓模板施工技術(shù)研究

對采用整體自行、滑移式液壓模板的預(yù)制T梁從施工配合比及混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等各工序、各方面進(jìn)行試驗(yàn)、研究；對模板的安模、拆模、移位等各環(huán)節(jié)進(jìn)行總結(jié)提升，并形成相應(yīng)的操作規(guī)程；對整個(gè)模板體系施工全過程各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控、量測，包括施工中混凝土缺陷的分析，以在過程中改進(jìn)、完善模板體系，并形成相關(guān)的工法。

四、進(jìn)展情況

根據(jù)依托項(xiàng)目鄭西高速進(jìn)度計(jì)劃，制定了該技術(shù)應(yīng)用與實(shí)施方面的詳細(xì)計(jì)劃，目前已完成第一階段（制定及優(yōu)化方案、進(jìn)行模板設(shè)計(jì)、臺(tái)座布置、梁場方案細(xì)化），第二階段（根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)施）正在實(shí)施當(dāng)中，接下來項(xiàng)目技術(shù)人員根據(jù)工程進(jìn)展情況，理論與實(shí)際施工相互印證、調(diào)整，定期形成書面總結(jié)報(bào)告。

五、模板實(shí)際使用效果

1實(shí)際使用效果

1.1經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)常規(guī)普通模板和自行式液壓模板的現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對比（以一套液壓模板、一套普通模板、單片30mT預(yù)制梁而論），液壓模板單套50.0萬，普通模板單套32.0萬；人工方面液壓模板就位只需2人，普通模板就位需10人配合就位；時(shí)間上液壓模板就位約30分鐘，普通模板拼裝就位約3.5h。

根據(jù)項(xiàng)目所在地河南省洛陽市當(dāng)?shù)厝斯?60元/天計(jì)，液壓模板人工=2×160=320元，普通模板人工費(fèi)=10×160=1600元，每天節(jié)省人工費(fèi)用1280元，最為顯著的是同等條件下每天節(jié)省時(shí)間3h。

六、結(jié)束語

通過高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板的應(yīng)用，模板可以進(jìn)行縱向、橫向行走，在到達(dá)既定位置后，通過上下調(diào)節(jié)油缸，對模板高度進(jìn)行微調(diào)，即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。模板的拼裝與拆除3名作業(yè)人員在1個(gè)小時(shí)內(nèi)便可輕松完成，相比普通傳統(tǒng)模板大大降低了人工成本和施工安全風(fēng)險(xiǎn)，提高了功效，具有較好推廣應(yīng)用前景。

（作者單位：河南省鄭州至西峽高速公路建設(shè)有限公司）