大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系控制初探

雷文勝

（福建寶宏建設(shè)工程有限公司， 福建 寧德 352100）

1 實(shí)際工程

1.1 工程概況

某大型懸索橋索塔采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，索塔主要由塔柱和橫梁兩部分構(gòu)成，混凝土總方量為8992.3 方，索塔上、下塔柱外模采用液壓自爬模爬架施工，內(nèi)模采用翻模施工，滿鋪防墜平臺(tái)，內(nèi)外模板均采用鋼模板，下橫梁采用落地鋼管貝雷支架施工，上橫梁采用無(wú)落地式牛腿托架施工，內(nèi)模采用木模板施工。

1.2 模板說(shuō)明

塔柱內(nèi)外模板采用鋼模，模板面板采用6mm 鋼板，次背肋采用型號(hào)為10 的槽鋼，主背肋采用兩根14B 型槽鋼，考慮到混凝土在某些部位較大，對(duì)模板側(cè)壓力要求很高，故而主肋間距設(shè)計(jì)為3×1.05m+2×1.2m。模板高度6.12m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工高度為6m，前一節(jié)段模板下包100mm在上一節(jié)段已澆筑混凝土，保證新舊混凝土接縫質(zhì)量良好，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段模板上挑20mm，以防止混凝土溢出。

索塔四面收坡且四角為定型，外模四面在中部分模，各自依托爬架拆模后移，共分為8 個(gè)拆模單元，各拆模單元隨各單元爬架平行于該單元外側(cè)邊線爬升。外模采用抽塊設(shè)計(jì)，截面變化時(shí)，長(zhǎng)邊交替抽塊，每次抽塊119mm，短邊單側(cè)抽塊，每次抽塊54.9mm。外模四角位置為了保證棱角完整，在俯仰面兩側(cè)做小轉(zhuǎn)角包模。

內(nèi)模分為四個(gè)拆模單元，每個(gè)單元帶轉(zhuǎn)角模板，各單元拆模后整體吊裝（拆模前就先將背肋多余部分割掉）。內(nèi)模模板采用抽塊+調(diào)節(jié)板設(shè)計(jì)，每次抽塊240mm。

外模主背肋與架體主背肋之間采用高強(qiáng)螺桿連接，內(nèi)外模板各單元之間背肋采用專用U 型連接件用M22×120 螺栓相互連接，各單元內(nèi)部模板之間采用M20×50 螺栓相連，模板與主背肋之間采用專用U 型連接件用M22×170 螺栓連接。

拉桿采用通常Φ25 的PSB785 精軋螺紋鋼，拉桿孔采用Φ50PVC管。

外模每面組裝后安裝通長(zhǎng)主背肋，最大安裝尺寸為5m×6.12m，重約3.67t。內(nèi)模同樣在每個(gè)拆模單元組裝完成后安裝主背肋，最大尺寸6.33m×6.12m，重約4.65t。

1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算與驗(yàn)收

1.3.1 側(cè)壓力計(jì)算

混凝土作用在模板上的側(cè)壓力，隨著混凝土的澆筑高度的增高而增加，但當(dāng)澆筑高度達(dá)到某一臨界值時(shí)，即使高度增加，側(cè)壓力也不再增加，此時(shí)的側(cè)壓力即為新澆筑混凝土的最大側(cè)壓力。模板側(cè)壓力最大值的澆筑高度就是混凝土的有效壓力水頭。結(jié)合理論及工程實(shí)踐，按照下列二式計(jì)算，并取其中的最小值：

其中：

帶入工程實(shí)際值計(jì)算:

1.3.2 外模面板計(jì)算

外模板采用6mm 鋼板，依照規(guī)范，可以按照單向受力板計(jì)算，取1m 款的連續(xù)梁板帶計(jì)算。

除以上計(jì)算之外，還需對(duì)外模板橫向、豎向背帶以及拉桿受力進(jìn)行設(shè)計(jì)檢算，該工程中檢算都符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，在此不予贅述。

2 分析

針對(duì)上述實(shí)際大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系案例，從模板材料、模板設(shè)計(jì)計(jì)算、模板施工和模板管理進(jìn)行分析總結(jié)，并得出相關(guān)混凝土模板體系控制要點(diǎn)。

2.1 模板材料分析

在大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系施工的相關(guān)問(wèn)題中，模板材料的選擇至關(guān)重要，因?yàn)槟０迨侵苯訉?shí)現(xiàn)混凝土規(guī)定尺寸成型的根本途徑，也是作為約束其形狀的結(jié)構(gòu)，因此必須考慮其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，除此之外還需考慮在實(shí)際施工過(guò)程中可能受到的一系列不利影響，防止模板結(jié)構(gòu)坍塌事故的產(chǎn)生。該實(shí)際混凝土工程中，所用模板為鋼模板和木模板，鋼模板主要用在塔柱外模、內(nèi)模和橫梁側(cè)模，木模板主要用在橫梁內(nèi)模及底模[1-3]。

橫梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)雜，斷面小，相比鋼模板，木模板有其特有的彈性和柔性，因此更有利于施工操作。此外，木模板吸水性差且密度比較高，可以將其應(yīng)用在水位經(jīng)常變化的地區(qū)以及潮濕的地區(qū)，不用擔(dān)心模板因?yàn)樗值挠绊懓l(fā)生變化影響澆筑的混凝土的質(zhì)量，同時(shí)木模板還可使混凝土內(nèi)部的水分緩慢揮發(fā)。

鋼模板和傳統(tǒng)木模板相比，有較多的優(yōu)點(diǎn)。單塊鋼模板通常比單塊木模板面積更大，減少了因模板塊數(shù)量大而造成施工的不便利；此外鋼模板抗變形能力更高，因此澆筑完成的混凝土更美觀，平整度更容易達(dá)到要求；鋼模板的使用也可以降低木材的損耗，對(duì)環(huán)境保護(hù)亦有作用；施工產(chǎn)生的噪音較少，施工成本較低[4-5]。

針對(duì)大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系，從上述分析得知，一般情況下，對(duì)于較大尺寸混凝土結(jié)構(gòu)，外模使用鋼模板更合理，因?yàn)槠渚哂蟹€(wěn)定的強(qiáng)度和剛度，面板自出廠之日到啟用，隨著混凝土澆筑次數(shù)的增加，面板變形量較小，背帶幾乎沒(méi)有變化，所以混凝土外表美觀，模板結(jié)構(gòu)體系安全穩(wěn)定。木模板則更方便用在小面積尺寸混凝土結(jié)構(gòu)，配套切割機(jī)使用，可以應(yīng)對(duì)很多復(fù)雜截面尺寸，對(duì)于采用鋼模板后，調(diào)整位置會(huì)復(fù)雜的部位，也可以采用木模板，例如該案例中的橫梁底模。

2.2 模板設(shè)計(jì)計(jì)算分析

從以上分析可知，大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系由于其結(jié)構(gòu)受力狀況的復(fù)雜性，所以其設(shè)計(jì)檢算是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，此外可以看出，規(guī)范規(guī)定的檢算方法也存在一定的局限性。當(dāng)面對(duì)特殊模板工程時(shí)，必須結(jié)合工程實(shí)際，進(jìn)行相應(yīng)對(duì)比檢算，以防因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或者強(qiáng)度剛度達(dá)不到要求出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。

2.3 模板施工分析

模板施工可以檢驗(yàn)?zāi)０褰Y(jié)構(gòu)體系是否能夠正常工作。分析該大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系的施工可以看出，模板施工控制，需要把控兩個(gè)方面，一是按照規(guī)范編制合理的專項(xiàng)方案，二是施工嚴(yán)格按照方案及相關(guān)規(guī)范。編制的大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系施工專項(xiàng)方案，其內(nèi)容應(yīng)該包括：工程概況，編制依據(jù)，施工計(jì)劃，施工工藝，設(shè)計(jì)說(shuō)明，模板系統(tǒng)，支架系統(tǒng)，質(zhì)量和安全保證措施以及模板施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。這些內(nèi)容需要結(jié)合相關(guān)規(guī)范進(jìn)行編制。施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照方案進(jìn)行。

施工過(guò)程中的模板結(jié)構(gòu)體系相關(guān)控制措施有：一是模板安裝前要對(duì)上一道工序所涉及的標(biāo)高、尺寸、預(yù)留孔、預(yù)埋件位置按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行節(jié)段竣工驗(yàn)收，且期間需要質(zhì)量檢查人員的參與，以免出現(xiàn)差錯(cuò)。二是模板要能保證混凝土工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)件部分形狀、尺寸相對(duì)位置準(zhǔn)確，有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，接縫嚴(yán)密，不漏漿。三是模板每周轉(zhuǎn)一次，都需要將表面殘余混凝土進(jìn)行清理，且下一節(jié)段混凝土施工前得涂抹脫模劑，遇到變形和損壞的模板，應(yīng)及時(shí)修整。四是模板的拼縫、接頭模板拼縫、接頭應(yīng)嚴(yán)密，并且用密封條或泡沫劑進(jìn)行封堵，避免出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象，造成混凝土外觀缺陷。五是關(guān)于模板的定位，模板澆筑前，要保證混凝土保護(hù)層厚度處于規(guī)范范圍內(nèi)。

2.3 模板管理分析

完善的模板質(zhì)量、安全管理可以防止模板結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生坍塌，杜絕中、特大事故的發(fā)生，結(jié)合上述實(shí)際工程，分析總結(jié)出以下管理要求：

（1）作為建設(shè)單位，在工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系安全、質(zhì)量管理所需的費(fèi)用，因?yàn)閷?duì)于大型混凝土結(jié)構(gòu)工程，模板工程占比可能會(huì)很大。為了保證這部分費(fèi)用，可以考慮將此費(fèi)用不納入招、投標(biāo)競(jìng)價(jià)范圍。

（2）作為設(shè)計(jì)單位，應(yīng)當(dāng)充分考慮該種工程施工安全操作的需要，對(duì)設(shè)計(jì)施工安全、質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)說(shuō)明上予以說(shuō)明，并且提出指導(dǎo)意見(jiàn)，適當(dāng)增加關(guān)于安全質(zhì)量設(shè)施工程量計(jì)量。

（3）施工單位編制大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系專項(xiàng)方案后，須經(jīng)具有相關(guān)檢測(cè)資質(zhì)的咨詢單位組織的專家論證，之后才可以實(shí)施。模板材料，支架架體等應(yīng)符合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參考時(shí)，須經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督部門進(jìn)行鑒定，合格后方可投入使用，

（4）施工前，必須切實(shí)履行好三級(jí)技術(shù)交底，并且相應(yīng)制定安全技術(shù)交底，工程項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人、工程部長(zhǎng)進(jìn)行交底，熟悉質(zhì)量、安全控制要點(diǎn)，之后工程部長(zhǎng)對(duì)項(xiàng)目部施工員進(jìn)行技術(shù)交底，詳細(xì)工序安排，控制要點(diǎn)和安全措施，第三級(jí)為施工員對(duì)班組成員進(jìn)行技術(shù)和安全交底，說(shuō)明施工質(zhì)量要求、工序安排、安全文明施工等細(xì)部操作，三級(jí)技術(shù)交底必須逐級(jí)進(jìn)行，且要在工程開(kāi)始之前完成。

（5）大型混凝土模板結(jié)構(gòu)拆除工序必須要在施工方案中明確規(guī)定，規(guī)定拆模順序、拆模時(shí)間、拆模部位等，并且施工班組拆除時(shí)，嚴(yán)格按照方案中的規(guī)定。工程監(jiān)理單位在施工工序的旁站過(guò)程中，對(duì)于模板安裝，如果發(fā)現(xiàn)存在安全和質(zhì)量隱患時(shí)，一定要切實(shí)履行好監(jiān)理責(zé)任，及時(shí)書(shū)面要求施工單位進(jìn)行整改，整改不及時(shí)，或者情況嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)當(dāng)書(shū)面要求暫停施工，并且在規(guī)定時(shí)間內(nèi)及時(shí)上報(bào)給建設(shè)單位。

（6）施工單位進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，嚴(yán)格按照施工方案規(guī)定的施工工藝和施工方法進(jìn)行。必須配備專人進(jìn)行模板的變形監(jiān)測(cè)。出現(xiàn)異常變形或者沉降，應(yīng)當(dāng)及時(shí)報(bào)告給現(xiàn)場(chǎng)管理人員，必要時(shí)停止混凝土澆筑，查清楚原因后再進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，對(duì)大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系控制要點(diǎn)進(jìn)行初步研究，認(rèn)為面對(duì)大、高、大跨度的工程建筑，大型混凝土模板結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展顯得尤為重要，為了避免施工過(guò)程中產(chǎn)生安全、質(zhì)量隱患，必須抓住模板結(jié)構(gòu)體系的控制要點(diǎn)，從技術(shù)上加以控制，這樣才能使模板結(jié)構(gòu)體系跟上發(fā)展的潮流。