臺(tái)車鋼模板在箱涵施工中的應(yīng)用

許萬(wàn)勝 楊易 中交一航局第五工程有限公司

1.工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

沙特吉達(dá)防洪工程13標(biāo)段共有箱涵22座，總長(zhǎng)4720m，混凝土方量共158900m3。其中Q2C-2箱涵為五孔結(jié)構(gòu)，孔徑4m×2.5m，主體長(zhǎng)度1625m，寬度22.8m，混凝土55000m3，是該工程最大的單體箱涵結(jié)構(gòu)，占箱涵混凝土總方量的34.6%；施工工期為10個(gè)月，是該工程箱涵施工的重要節(jié)點(diǎn)。為保證Q2C-2箱涵按期完工，通過(guò)對(duì)臺(tái)車鋼模板及碗扣式腳手架模板進(jìn)行分析比較，最終采用臺(tái)車鋼模板用于箱涵直線段，碗扣式腳手架模板用于箱涵端頭圓弧段的施工方式。

1.2 箱涵施工工藝

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，箱涵每7.5m設(shè)置一條收縮縫，用于控制混凝土收縮而導(dǎo)致的裂縫；每45m設(shè)置一條膨脹縫，用于控制混凝土溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。為保證混凝土澆筑質(zhì)量，減少澆筑后混凝土表面裂縫，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)取15m為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段；每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段混凝土澆筑分兩次進(jìn)行，首先澆筑底板及20cm高墻體，便于側(cè)模支立，而后進(jìn)行剩余墻體及頂板澆筑。

1.3 模板配置情況

Q2C-2箱涵共分為108段，其中標(biāo)準(zhǔn)段91個(gè)，異形段17個(gè)。箱涵施工工期共10個(gè)月，包括基坑開(kāi)挖、墊層底板澆筑及后期回填等，僅剩6個(gè)月工期用于箱涵頂板施工。周轉(zhuǎn)周期臺(tái)車模板約為10d，腳手架模板約為15d。根據(jù)周轉(zhuǎn)周期及項(xiàng)目工期，若標(biāo)準(zhǔn)段采用臺(tái)車模板，異形段采用腳手架模板，共需臺(tái)車模板5套，每套周轉(zhuǎn)18次，腳手架2套，每套周轉(zhuǎn)9次。若全部采用腳手架模板，則標(biāo)準(zhǔn)段需模板8套，每套周轉(zhuǎn)12次，異形段2套，每套周轉(zhuǎn)9次。

2.臺(tái)車鋼模板工藝

2.1 模板結(jié)構(gòu)形式

臺(tái)車鋼模板主要由臺(tái)車車體、側(cè)模、頂模、頂升系統(tǒng)及行走系統(tǒng)組成。

2.1.1 臺(tái)車車體

車體由型鋼焊接而成，每個(gè)車體由3個(gè)排架組成，排架間距850mm，通過(guò)下部橫梁進(jìn)行連接，單個(gè)臺(tái)車長(zhǎng)度為2.55m，30個(gè)臺(tái)車為一套用于澆筑一個(gè)五孔箱涵標(biāo)準(zhǔn)段。

2.1.2 側(cè)模

側(cè)模板面為4m m鋼板拼接而成，長(zhǎng)2.55m，高2.32m。為保證模板剛度，鋼板背后用5#角鋼進(jìn)行加固，間距300mm。橫肋豎肋均采用10#槽鋼背靠背焊接，兩根槽鋼之間間距50mm，橫肋豎肋交叉位置開(kāi)直徑為18mm的圓孔，用于對(duì)拉桿穿設(shè)。

2.1.3 頂模

頂模分為左右兩部分，兩部分為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)2.55m，寬1.75m。板面同樣為鋼板焊接角鋼加固形式。中間及兩側(cè)位置分別為木板及木枋，便于配合頂絲進(jìn)行頂模的支立與拆除。橫肋豎肋同樣采用10#槽鋼焊接而成。

2.1.4 頂升系統(tǒng)

頂升系統(tǒng)共分為4部分，分別為側(cè)模頂絲、頂模豎向頂絲、頂模橫向頂絲及臺(tái)車支撐頂絲。側(cè)模頂絲用于側(cè)模橫向移動(dòng)，調(diào)整兩側(cè)側(cè)模間距及板面垂直度；頂模豎向頂絲用于頂模豎向移動(dòng)，調(diào)整頂模至設(shè)計(jì)標(biāo)高；頂模橫向頂絲作用于兩片頂模之間，便于頂模橫向移動(dòng)，在模板拆除時(shí)起關(guān)鍵性作用；臺(tái)車支撐頂絲位于臺(tái)車排架下方，與箱涵底板接觸，用于配合滾輪支撐整個(gè)臺(tái)車模板、上部鋼筋混凝土自重及施工荷載，有效減少滾輪的受力，延長(zhǎng)滾輪使用壽命，并起到防止臺(tái)車縱向移動(dòng)的作用，增加臺(tái)車模板在施工中的穩(wěn)定性。

2.1.5 行走系統(tǒng)

行走系統(tǒng)主要包括滾輪及軌道，滾輪直徑225mm，通過(guò)軸承與車體連接，軌道為20#槽鋼，用于控制臺(tái)車的移動(dòng)路線。

2.2 施工工藝

2.2.1 模板支立

由于箱涵墻體鋼筋上部彎折較長(zhǎng)，臺(tái)車模板無(wú)法直接吊裝到箱涵內(nèi)部，安裝時(shí)需在箱涵外側(cè)搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)，將臺(tái)車在平臺(tái)上組拼后再人工推入箱涵之中。

臺(tái)車推入指定位置后，先將對(duì)拉桿穿入側(cè)模中，防止合模后空間小，對(duì)拉桿穿設(shè)困難的情況。而后通過(guò)調(diào)節(jié)頂升系統(tǒng)，調(diào)整頂模、側(cè)模位置及標(biāo)高，直至滿足箱涵尺寸及標(biāo)高位置，最后較緊對(duì)拉桿使整套模板成為一個(gè)整體。

2.2.2 模板拆除

模板拆除時(shí)首先拆除頂模中央的木板并松開(kāi)側(cè)模對(duì)拉桿，而后按順序張拉頂模橫向頂絲、頂模豎向頂絲及側(cè)模頂絲，使模板表面緩慢離開(kāi)混凝土，過(guò)程中可以用撬杠撬動(dòng)模板邊緣，但不可用力過(guò)猛，防止損壞混凝土或模板。最后松開(kāi)底部臺(tái)車支撐頂絲，使臺(tái)車可以在軌道內(nèi)自由移動(dòng)。

3.碗扣式腳手架模板工藝

3.1 模板結(jié)構(gòu)形式

碗扣式腳手架模板每個(gè)排架有5根立桿，高2m，立桿上部連接U型托，用于支撐頂模及調(diào)節(jié)高度。立桿之間用兩排橫桿進(jìn)行連接，橫桿長(zhǎng)度為600mm和900mm，縱向共17個(gè)排架，用900mm橫桿進(jìn)行連接，排架間距948mm，總長(zhǎng)15.168m，用于澆筑箱涵15m標(biāo)準(zhǔn)段。

模板板面均為18 mm 厚膠合板，頂?？v肋為5×10cm木枋，間距300mm，橫肋為10×10cm木枋，間距與排架間距相同。側(cè)模縱肋同樣為5×10cm木枋，橫肋共設(shè)4排，形式為2根50mm直徑腳手桿，并在橫肋位置穿設(shè)對(duì)拉桿，對(duì)拉桿橫向間距為600mm。

3.2 施工工藝

腳手架連接時(shí)需從一段開(kāi)始，按照從下到上的順序進(jìn)行搭設(shè)，碗扣接頭連接時(shí)必須牢固，防止混凝土澆筑時(shí)發(fā)生松動(dòng)。每個(gè)排架均需設(shè)置斜撐，增強(qiáng)腳手架穩(wěn)定性?；炷翝仓^(guò)程中，需派人檢查支架和支撐情況，發(fā)現(xiàn)下沉、松動(dòng)和變形情況及時(shí)解決。腳手架拆除時(shí)應(yīng)提前清理多余的材料和雜物，并從頂部開(kāi)始，逐層向下進(jìn)行。

模板拆除時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止損壞膠合板板面，對(duì)于局部有破損的模板，需及時(shí)修復(fù)，保證混凝土澆筑質(zhì)量。

表1 臺(tái)車鋼模板與碗扣式腳手架模板對(duì)比表

4.兩種模板分析比較

由于臺(tái)車模板無(wú)法施工異形段，故僅針對(duì)箱涵標(biāo)準(zhǔn)段施工對(duì)5套臺(tái)車模板和8套腳手架模板進(jìn)行比較。

4.1 費(fèi)用方面

4.1.1 材料費(fèi)

臺(tái)車鋼模板材料主要為型鋼及鋼板，本項(xiàng)目投入費(fèi)用為254.2365萬(wàn)元；碗扣式腳手架模板材料主要為腳手架、木枋、膠合板及U型托頂絲，具體費(fèi)用147.2880萬(wàn)元。但由于木模板在使用過(guò)程中破損較為嚴(yán)重，平均每組模板只能周轉(zhuǎn)4次，而后則需更換新材料，故按照該項(xiàng)目模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，后期仍需要兩組膠合板板面及木枋，后期費(fèi)用942064元；而鋼模板損壞較輕，施工中只需稍加修復(fù)即可，無(wú)需更換新材料，后期投入較少。

由上述內(nèi)容可知，臺(tái)車鋼模板前期材料費(fèi)投入要高于碗扣式腳手架模板，但由于模板損壞原因，碗扣式腳手架模板后期投入較大，故兩種模板在材料費(fèi)用方面基本相同。

4.1.2 加工費(fèi)

本工程共需臺(tái)車150個(gè)，加工周期4個(gè)月，共設(shè)5組人員同時(shí)作業(yè)，每4天每組需焊接完成一個(gè)臺(tái)車。每組主要人員設(shè)備配置主要有焊工2人、力工5人，交流焊機(jī)1臺(tái)、切割鋸1臺(tái)。

碗扣式腳手架模板只需進(jìn)行模板板面加工即可，工作難度低，效率高，短時(shí)間內(nèi)即可完成模板的組拼，需要人工設(shè)備工時(shí)較少，加工費(fèi)較低。

4.1.3 人工費(fèi)

臺(tái)車模板支立時(shí)只需模板工4人對(duì)頂絲進(jìn)行較緊即可，操作簡(jiǎn)單，基本沒(méi)有材料的倒運(yùn)及安裝過(guò)程，省時(shí)省力，且模板只需吊裝一次，后期模板移動(dòng)可通過(guò)滾輪及軌道實(shí)現(xiàn)，方便快捷。

碗扣式腳手架模板施工時(shí)需要大量人工搭設(shè)及拆除腳手架，工作量大。箱涵墻體上部鋼筋較長(zhǎng)，無(wú)法用起重設(shè)備從上部吊裝，模板、腳手桿等材料均需人工搬運(yùn)。且箱涵內(nèi)部空間狹小，操作不便，所需人力資源遠(yuǎn)多于臺(tái)車鋼模板，人工費(fèi)較高。

4.2 其他方面

從功效、施工質(zhì)量以及模板再利用性等方面對(duì)臺(tái)車鋼模板與碗扣式腳手架模板進(jìn)行對(duì)比見(jiàn)表1。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)長(zhǎng)度較長(zhǎng)、斷面尺寸單一的箱涵結(jié)構(gòu)，建議優(yōu)先采用臺(tái)車鋼模板，可加快施工進(jìn)度，減少人員投入，提高施工質(zhì)量。若箱涵單體工程量較小，結(jié)構(gòu)尺寸多樣或彎折、圓弧段較多，則宜采用碗扣式腳手架模板，以增強(qiáng)模板靈活性和適用性。