高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板在T型梁預制中的應用與研究

劉備 王昊森

摘 要：隨著人工成本的不斷提高，公路工程項目基礎建設的成本也隨之增加，施工過程中迫切需要研發(fā)自動化程度高的新設備和新工藝，以降低人工作業(yè)強度和作業(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型梁預制中的應用與研究。

關鍵詞：液壓模板；T型梁預制；自行式；施工應用

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標準，設計速度100公里/小時，其中鄭西高速堯欒段YLTJ-5標，起點樁號為K58+300，終點樁號為K69+900，全長11.6km。線路自東向西布線，起點接YLTJ-4標段，位于嵩縣車村鎮(zhèn)孟家莊西南側，沿天銅路西行，繞東溝村南，下院南，于K59+700附近設置白云山互通和服務區(qū)（合并設置），路線繼續(xù)沿天銅線南側西行，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，之后路線設置銅河隧道（長976米），路線從K64+700處北溝口北側上跨白云山景區(qū)，后設置白云山隧道至本標段終點。

本標段全線大中橋共有14座，上部結構主要為20m預制箱梁、30m預制T梁、40m預制T梁及現(xiàn)澆梁。本標段預制梁總計有1248片，其中20m預制箱梁148片，30m預制T梁1004片，40m預制T梁96片。

目前國內(nèi)混凝土T梁的預制梁模板多為拼裝式，采用拼裝式模板的優(yōu)點是設計、制造較方便，成本較低。但也存在許多缺點，在T梁預制生產(chǎn)中一是模板難以控制，接縫處混凝土易發(fā)生錯臺、飛邊、漏漿等質(zhì)量通?。欢悄０灏惭b拆卸時間長，聯(lián)結件多，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，來回倒運拼裝時間較長既費時費力工人勞動強度又大。

本項目的橋梁預制梁片主要以30m預制T梁較多，計劃采用整體自行、滑移式液壓模板進行預制，可以有效解決上述潛在的不利因素。該模板能夠實現(xiàn)X、Y、Z方向位移，模板在沿制梁臺座布置軸線方向上可整體自行移動，不用龍門吊機來回吊運，提高龍門吊機的使用效率；模板整體自行移動就位后，側模通過液壓千斤頂側向滑移就位，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，在提高機械化程度的同時減小勞動強度，提高功效、降低成本，改善梁體外觀質(zhì)量。

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

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制中的應用研究較多，但高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板在T型梁預制中的應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，該項研究解決了此難題。

三、研究內(nèi)容、研究方法和技術路線

本項目主要研究的內(nèi)容是預制T梁整體自行、滑移式液壓模板的設計及應用。研究方法主要采用現(xiàn)有類似工程的調(diào)研、分析，選取最合適的設計、計算方法，優(yōu)化設計參數(shù)；在施工過程中通過數(shù)據(jù)采集、回歸分析，調(diào)整優(yōu)化模板結構及運行方法。具體的技術路線如下：

1、預制T梁整體自行、滑移式液壓模板的設計

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

通過對不同的模板設計方案、計算方式的比選，包括模板的結構類型、行走驅動方式、滑移方式、精調(diào)結構等各方面進行多方案比選，形成最終滿足施工質(zhì)量、安全要求，制造、遠行成本低耗高效的設計方案，總結形成專項設計程序、手冊。

2、預制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實現(xiàn)X、Y、Z方向位移，配合移模小車，通過自動力系統(tǒng)移動到下一個制梁臺座，可實現(xiàn)在不同制梁臺座間移動，具有可重復使用功能。

（2）由于自行滑移式液壓整體模板可實現(xiàn)在不同制梁臺座間移動，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使用的局限性，使整體模板不僅能夠和搬梁機配合使用還能和移梁小車配合使用，設備投入降低效果顯著。

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

（4）進行類似工程調(diào)研，總結分析采用不同型式T梁預制模板時的梁場規(guī)劃，通過規(guī)劃前的研究及使用過程中的總結、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)能計算等各方面進行總結、分析。

3、預制T梁整體自行、滑移式液壓模板施工技術研究

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

四、進展情況

根據(jù)依托項目鄭西高速進度計劃，制定了該技術應用與實施方面的詳細計劃，目前已完成第一階段（制定及優(yōu)化方案、進行模板設計、臺座布置、梁場方案細化），第二階段（根據(jù)設計方案進行實施）正在實施當中，接下來項目技術人員根據(jù)工程進展情況，理論與實際施工相互印證、調(diào)整，定期形成書面總結報告。

五、模板實際使用效果

1實際使用效果

1.1經(jīng)濟效益分析

根據(jù)常規(guī)普通模板和自行式液壓模板的現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比（以一套液壓模板、一套普通模板、單片30mT預制梁而論），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)項目所在地河南省洛陽市當?shù)厝斯?60元/天計，液壓模板人工=2×160=320元，普通模板人工費=10×160=1600元，每天節(jié)省人工費用1280元，最為顯著的是同等條件下每天節(jié)省時間3h。

六、結束語

通過高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板的應用，模板可以進行縱向、橫向行走，在到達既定位置后，通過上下調(diào)節(jié)油缸，對模板高度進行微調(diào)，即可達到設計要求。模板的拼裝與拆除3名作業(yè)人員在1個小時內(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險，提高了功效，具有較好推廣應用前景。

（作者單位：河南省鄭州至西峽高速公路建設有限公司）