箱梁圓弧外倒角鋼木模板組合施工工法*

岳英龍，李劍慧，鞠洪海，林圣超

(1.煙臺職業(yè)學院，山東 煙臺 264670；2.新興交通建設有限公司，山東 煙臺 264006)

帶圓弧外倒角的箱梁是近幾年興起的一種箱梁外觀結構形式，其克服了直角箱梁刻板的缺點，線條比較流暢。但與傳統(tǒng)的直角箱梁比較，箱梁的外倒角處施工工藝相對復雜，施工技術難度大。煙臺某城市橋梁橋跨組成為：33 m+57 m +33 m，橋梁上部結構采用現(xiàn)澆預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁，連續(xù)箱梁的橫斷面形式采用帶圓弧倒角的箱梁，圓弧半徑為30 cm[1],具體橫斷面見圖1。箱梁的圓弧外倒角施工時采用鋼木模板組合的施工方法，施工前對鋼木模板的組合進行精心設計，在施工中對鋼木模板節(jié)點的組合質量進行控制，保證了施工質量。

圖1 連續(xù)箱梁橫斷面圖(單位：cm)

1 工法特點及適用范圍

1.1 工法特點

①在施工箱梁圓弧外倒角時，將定型鋼模板和竹膠板(簡稱木模板)巧妙組合，實現(xiàn)了倒角的外觀質量要求，保證了工程質量。

②克服了定型組合鋼模板接縫過多、倒角混凝土澆筑不宜密實的問題。

③克服了木模板變形大、曲線控制困難的缺點。

④與定型大鋼模相比，極大地節(jié)約了成本。

1.2 適用范圍

本工法適用于現(xiàn)澆帶圓弧外倒角的箱梁施工，其他流線型結構也可參照施工。

2 工藝原理

首先在支架基礎或者其他平臺上搭設模板支架，并在支架頂托上安裝木枋，然后再在木枋上鋪設箱梁模板。箱梁模板的底板和邊腹板的外模采用竹膠板，箱梁倒角處采用鋼模板。倒角處的鋼模板和底板、邊腹板外模的竹膠板通過木枋和螺栓巧妙結合，有效固定。待模板驗收、綁扎鋼筋、澆筑完混凝土，最后拆除模板。其工藝流程見圖2。

圖2 帶圓弧外倒角

3 施工要點

3.1 技術準備

施工前，應根據(jù)施工圖紙及現(xiàn)場實際條件，編制模板工程施工設計，應包含以下內容：

①應繪制模板配板設計圖和支撐系統(tǒng)布置圖以及細部構造詳圖；

②應根據(jù)結構構造形式和施工條件，對鋼模板進行力學驗算(強度、剛度、穩(wěn)定性)。

鋼模板采用力學性能適中的Q235-A(3號鋼)，其力學性能應符合國家現(xiàn)行標準《碳素結構鋼》(GB/T700)中Q235-A鋼的規(guī)定。鋼結構厚度的要求，其厚度一般為其跨徑的1%且不小于6 mm(鋼模豎肋的最大間距，即鋼模板的跨徑)。鋼模板長度一般為1000標準件，1250標準件，變徑節(jié)幾種規(guī)格。

鋼模板主要是在第一次混凝土澆筑剛完成時所受到的力最大，考慮到最不利荷載，即支點橫梁處，混凝土高度最大，需要校核鋼模板的強度、剛度、穩(wěn)定性。

模板施工設計方案已經向技術人員和作業(yè)人員進行了技術和安全交底，并簽字認可。

模板整理刨光對定形圓角鋼模板進行分類并對其面板全部刨光，檢查其面板是否有凹凸部分，模板肋板的穩(wěn)定及焊縫的完整度，對其存在的問題安排專人進行修改整治，確保模板的平整度及穩(wěn)定性。

3.2 支架搭設

支架一般采用滿堂支架，立桿采用Φ48×3.6的鋼管，碗扣式、扣件式皆可。以箱梁的面積、重量、高度以及箱梁的荷載分布為依據(jù)，以能滿足施工需求，又能以經濟適用的原則來確定支架縱、橫向立桿的間距尺寸，為確保支架的整體穩(wěn)定性，還應設置足夠數(shù)量的剪刀撐。

支架搭設時應注意，根據(jù)箱梁的梁底縱向曲線、梁體寬度、梁體高度的不同，調整好支架的標高。為精確滿足支設模板的標高要求，支架底端和頂端設置可調的底托和頂托。

支架搭設完成后，根據(jù)設計要求對架體采用靜載預壓，加載方法可采用編織袋裝黃砂或者預壓塊直接加載，預壓后要對支架標高適當調整[2]。

3.3 支架頂托上安裝底板木枋

支架安裝好后，對于箱梁底板部分，在可調頂托上根據(jù)支架預壓所測值，選用≥1.0 cm以上厚度的竹膠板(厚度需經計算)和8 cm×10 cm、10 cm×10 cm、10 cm×12 cm規(guī)格的木枋(具體尺寸需經過計算)，但必須以厚度面豎放，增加剛度，底板兩端各懸出50 cm。對于翼緣部分，支架直接搭設到翼緣底，在頂托上鋪設與底模同樣規(guī)格的木枋，見圖3。翼緣的坡度可用木楔型來解決，接觸要緊密。

圖3 支架上安裝底板木枋

注意：在鋼模板和竹膠板結合處必須安裝木枋，以便于鋼木模板的結合。實際施工時，在鋼模板邊線處彈墨線，在墨線處必須放一排木枋。

3.4 鋪設底板竹膠板

底模板根據(jù)計算，一般采用不小于1.2 cm厚高強度竹膠板，模板在安裝之前進行全面的涂刷脫模劑。底板橫坡按設計圖紙規(guī)定的橫坡，橫向寬度要大于梁底寬度，梁底兩側模板要各超出梁底邊線不小于5 cm，以利于在底模上支立側模。竹膠板之間連接部位粘結海綿膠條，以防漏漿。模板拼接縫要縱橫成線，避免出現(xiàn)錯縫現(xiàn)象。

底模板鋪設完畢后，進行平面放樣，全面測量底板縱橫向標高，縱橫向間隔5 m檢測一點，根據(jù)測量結果將底模板調整到設計標高。底板標高調整完畢后，再次檢測標高，若標高不符合要求進行二次調整。

3.5 安裝倒角鋼模板

倒角鋼模板背部根據(jù)實際計算一般有3條背肋，用以加強模板剛度，背肋分別在0°、45°和90°處，與模板同長，方向與模板平行，與模板垂直方向有90°的鋼支撐，用以平衡模板三向受力。一個鋼模板有2個鋼支撐大致將鋼模板四等分，詳細的尺寸見圖4。

圖4 圓弧倒角鋼模板模板詳細尺寸(單位：mm)

倒角鋼模板安裝步驟：

①在鋼模板邊線處安裝并固定木枋，在木枋上打螺栓孔。

②安裝鋼模板：在安裝鋼模板以前要對木枋打磨，以利于鋼模板和木枋的結合。

③固定鋼模板：鋼模板通過螺栓固定在木枋上的螺栓孔上。

④加固鋼模板：為保證鋼模板固定后不發(fā)生相對位移，在背側需用木枋進行加固，在鋼模板底部用木楔加固。

⑤下一節(jié)鋼模板安裝。鋼模板縱向之間用螺栓連接，螺母與鋼模板之間有墊片緩沖震動。鋼模板與鋼模板之間有雙層泡沫膠布(膠布厚度可從0～2 mm調節(jié))調節(jié)震動。

具體的操作過程可參照圖5、圖6、圖7、圖8、圖9。

圖5 木枋螺栓孔放樣

圖6 在木枋上打螺栓孔

圖7 鋼模板底部支撐在木枋上

圖8 鋼模板和木枋通過螺栓固定

圖9 鋼模板的縱向連接

3.6 安裝邊腹板外模竹膠板

在鋼模板上部安裝6 cm×8 cm的縱向方木，見圖10，方木與鋼模板通過10 cm長螺栓連接起來，螺栓的間距約為40 cm，縱向方木之上是豎向方木用以固定竹膠板。方木用手電鉆進行開孔，鉆頭直徑略小于螺栓直徑。為防止螺帽嵌入方木導致方木破裂無法固定，在其間加入墊片以增大受力面積。方木與鋼模板連接面貼雙面泡沫膠帶用來增加緩沖及密封，見圖11。

圖10 鋼模板上安裝縱向方木

圖11 外模竹膠板安裝

3.7 綁扎鋼筋、澆筑混凝土

模板驗收完畢后，在模板上放線、綁扎底板鋼筋、腹板鋼筋、支設腹板模板等。鋼筋、模板驗收合格后，可進行混凝土澆筑?；炷恋臐仓话惴?到3次進行。在振搗外倒角混凝土時要注意，不要讓振搗棒過振，防止鋼模板發(fā)生較大的變形。

3.8 拆除模板

待混凝土的強度達到規(guī)定要求后，進行預應力鋼絞線的張拉，張拉完畢后方可進行模板的拆除。倒角模板處的拆除，一般先拆除邊腹板竹膠板的背楞、螺栓連接、邊腹板竹膠板。

4 材料與設備

該工法主要施工材料有竹膠板、倒角鋼模板、木枋、鋼管、緊固螺栓、海綿條，主要施工設備有汽車吊、打磨機等。主要材料的規(guī)格型號、用途見表1。

表1 主要材料表

5 質量要求

為保證模板及其支架必須具有足夠的強度剛度和穩(wěn)定性，在正式搭設前需要通過結構驗算并經監(jiān)理工程師批準后方可進行。

箱梁支架搭設完，需做堆載試驗，試驗重量需根據(jù)圖紙確定，當圖紙無要求時，堆載重量一般為箱梁重量的1～1.5倍。

堆載試驗完畢后，需要根據(jù)試驗值調整支架的高度。

模板接縫應保證不漏漿，接縫之間應用海綿條填充密實。

模板支設完畢后，鋼模板局部不平整需要用打磨機進行打磨，模板與混凝土接觸表面應清理干凈并涂隔離劑，嚴禁隔離劑玷污鋼筋。

要注意施工技術資料的整理。

6 安全措施

對模板施工隊伍進行全面的安全技術交底，施工隊伍應是具有資質的隊伍[3]。

挑選合格的模板和配件，包括連接螺栓、固定件等。

模板安裝應按照設計與施工說明書循序拼裝。

支架下的基礎應有足夠的承載能力，如支撐在地面上，地面土要夯實，并應加一定厚度的方木；如果支撐在貝雷片上，貝雷片的型號需經過計算確定。

模板及其支架在安裝過程中，必須設置足夠有效防傾覆的臨時固定設施。

模板安裝時，上下應有人接應，隨裝隨運，嚴禁拋擲。

7 環(huán)保措施

施工中的剩余料具、包裝等應及時回收，對可再利用的廢棄物盡量回收利用。

模板隔離劑和防銹劑不得隨意潑灑，應設專門的回收容器收集。

木模板施工中，木屑易隨風飄揚，施工現(xiàn)場應制定一定措施。

8 效益分析

采用鋼木模板組合技術施工箱梁外倒角，能夠最大限度地發(fā)揮鋼模板和木模板優(yōu)點：鋼模板剛度大，施工圓弧倒角不易變形；木模板平整度高，一次投入較小[4]。

箱梁圓弧外倒角鋼木模板組合施工工法有效解決圓弧倒角處施工難度大，質量不易控制的問題，保證了箱梁外形的質量要求。

箱梁圓弧外倒角鋼木模板組合施工工法實現(xiàn)了質量、成本和工期的最優(yōu)組合，在保證質量的同時，節(jié)約了成本，加快了工程進度。