混凝土路肩組合碟扣鎖模施工工法研究

歐陽(yáng)斌,黃書海

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽(yáng) 550005）

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)高質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)的興起，省縣鄉(xiāng)公路路面改善提升工程外觀質(zhì)量變得越來(lái)越重要，其中路基路肩混凝土施工線型及高程也成為質(zhì)量把握重點(diǎn)。在傳統(tǒng)施工工藝中，路肩混凝土施工往往采用木條背楞+木模板+拉桿+內(nèi)撐方式，但此工藝在實(shí)際施工過(guò)程中，路肩混凝土的外觀往往不盡如人意，尤其當(dāng)路肩混凝土施工段落很長(zhǎng)且路線拐彎較多時(shí)，路肩混凝土線型往往是“曲曲折折”，如同“死蛇”；不僅如此，由于高程控制不當(dāng)，導(dǎo)致路肩混凝土頂面“波瀾起伏”，對(duì)路面提升改善工程整體形象造成了極大負(fù)面效果。

在傳統(tǒng)工法中，既要快速施工又要控制好線型及高程，實(shí)際很難做到，主要體現(xiàn)為：

（1）因路線較長(zhǎng)，模板需要快速、反復(fù)安拆，故要求模板連接部位具有安拆方便快捷特點(diǎn)，但為了安拆方便，連接部位往往設(shè)置很弱，導(dǎo)致模板安裝后，連接部位不夠牢固。

（2）如要模板連接部位安裝牢固，往往需要增設(shè)新的連接構(gòu)件，而這又會(huì)導(dǎo)致模板的便捷性變差，難以達(dá)到快速安拆的目的。

（3）因存在上述兩個(gè)矛盾，故實(shí)際施工過(guò)程中，在總體工期限制下，由于模板安拆不方便，往往會(huì)造成模板固定不牢，從而導(dǎo)致路肩混凝土線型及高程達(dá)不到預(yù)期要求。

為解決上述問(wèn)題，該工法采用了一種“自設(shè)計(jì)組合式蝶扣鎖模夾具”，配合改進(jìn)后加肋木模板施工，采用組合蝶扣鎖模的施工工法，有效平衡了模板安裝牢固性和安拆便捷性矛盾，不僅使路肩混凝土“線型不平順、高程不平整”的問(wèn)題得到很好解決，而且還極大提高了護(hù)肩混凝土的施工效率，成為了行業(yè)內(nèi)大范圍推行的標(biāo)桿。

1 工法特點(diǎn)

（1）由于改進(jìn)施工工藝，使模板連接位置的牢固性、穩(wěn)定性得到極大提升，混凝土澆筑過(guò)程中整體高程和線型精度得到控制，混凝土外觀質(zhì)量（線型、高程方面）有了質(zhì)的飛躍（澆筑長(zhǎng)度越長(zhǎng)，效果越明顯）。

（2）該工法使用一種自行設(shè)計(jì)的蝶扣鎖模夾具，通過(guò)夾具靈活地組合、拆分，可使模板安裝、拆除、轉(zhuǎn)運(yùn)工效得到提高，從而提高工作效率，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工多次對(duì)比，該工法較傳統(tǒng)“模板鉆孔，串拉桿工藝”工效提高2倍左右。

（3）因該工法使用自設(shè)計(jì)夾具，不需對(duì)模板進(jìn)行打孔鉆眼（僅需卡槽卡扣即可），故對(duì)模板損傷較小，模板的重復(fù)使用率也得到極大提升，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢驗(yàn)，在正常使用前提下，模板周轉(zhuǎn)500 次以上，基本還處于八成新?tīng)顟B(tài)以上。

2 適用范圍

“組合蝶扣鎖?！笔┕すしㄟm用于單次澆筑方量小、澆筑長(zhǎng)度長(zhǎng)、對(duì)混凝土線型及高程要求較高且需頻繁安拆轉(zhuǎn)換模板的混凝土工程，如路肩混凝土、小型欄桿混凝土等。

3 工藝原理

3.1 組合蝶扣鎖模施工工法工作原理

在說(shuō)明工藝原理之前，首先簡(jiǎn)要介紹該工法自設(shè)計(jì)的組合式蝶扣鎖模夾具，該夾具由上下兩部分組成（A構(gòu)件、B 構(gòu)件），如圖1～3 所示。通過(guò)把模板連接問(wèn)題轉(zhuǎn)換為夾具連接問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了模板安拆牢固性與便攜性統(tǒng)一的目的。

圖1 組合式蝶扣鎖模夾具A 構(gòu)件示意圖

3.1.1 夾具構(gòu)造原理

該工法核心在于使用了一種組合蝶扣鎖模夾具，為了解決夾具使用過(guò)程中空間位置沖突問(wèn)題，將鎖模夾具設(shè)計(jì)成上下兩部分：A 構(gòu)件與B 構(gòu)件，A 構(gòu)件與B 構(gòu)件可靈活組合、拆分。組合時(shí)，夾具通過(guò)蝶扣操作，形成一整體結(jié)構(gòu)，解決模板拼裝、連接的牢固性與穩(wěn)定性問(wèn)題；拆分時(shí)，夾具通過(guò)蝶扣逆操作，形成分離結(jié)構(gòu)，解決模板拆除、搬運(yùn)的便捷性問(wèn)題。

圖2 組合式蝶扣鎖模夾具B 構(gòu)件示意圖

圖3 組合式蝶扣鎖模夾具A、B 構(gòu)件組合示意圖

3.1.2 夾具快速組合、拆分原理

為了最大限度平衡夾具穩(wěn)定性與便攜性，夾具的A構(gòu)件、B 構(gòu)件設(shè)計(jì)成蝶扣方式進(jìn)行組合與拆分。一方面，蝶扣方式保證了其連接牢固、穩(wěn)定特性；另一方面，因蝶扣結(jié)構(gòu)操作方便（蝶扣的“蝶扣片”可作為操作把手，即使純手工操作也很便捷），也解決了夾具快速安裝、拆分問(wèn)題，拆分后的夾具便于攜帶和運(yùn)輸。

3.1.3 組合蝶扣鎖模夾具使用原理

在A 構(gòu)件、B 構(gòu)件設(shè)置卡槽。與之對(duì)應(yīng)，將模板背楞進(jìn)行一定程度改進(jìn)，方便模板與A 構(gòu)件、B 構(gòu)件進(jìn)行快速卡扣與分離（通過(guò)卡槽方式實(shí)現(xiàn)）。

3.2 混凝土拐彎處的處理

因該工法對(duì)模板連接位置有很大改進(jìn)，故在處理路肩混凝土拐彎位置時(shí)，可通過(guò)調(diào)整模板背楞位置，并使用A 構(gòu)件加固方式實(shí)現(xiàn)。一方面，模板背楞可調(diào)節(jié)成能“適當(dāng)彎曲”的形式，根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整路肩混凝土拐彎的程度，同時(shí)路肩混凝土內(nèi)、外側(cè)模板拼裝為“外長(zhǎng)內(nèi)短”，實(shí)現(xiàn)混凝土在拐彎處的平滑過(guò)渡；另一方面，模板背楞因進(jìn)行了一定的彎曲，可能存在部分背楞剛度減弱情況，故通過(guò)在模板對(duì)應(yīng)頂口單獨(dú)增加A 構(gòu)件方式給予加強(qiáng)。

3.3 混凝土側(cè)模底部加固處理

路肩混凝土澆筑受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，采用該工法可能存在混凝土側(cè)模底部須設(shè)置輔助措施加固情況（組合蝶扣鎖模夾具僅在模板連接位置作用，對(duì)于長(zhǎng)模板中間底部，可能存在剛度不夠情況）。當(dāng)長(zhǎng)模板底部剛度不夠時(shí)，可在對(duì)應(yīng)基底面設(shè)置限位措施，如增設(shè)木條、水泥釘?shù)?，主要目的為：約束長(zhǎng)模板底部向外膨脹。因該工法適用于單位混凝土澆筑方量小的情況，故混凝土側(cè)膨脹力基本較小，使用簡(jiǎn)易限位措施即可解決底部變形問(wèn)題。

4 操作要點(diǎn)

4.1 精度控制

（1）A、B 構(gòu)件焊接、切口工藝質(zhì)量控制要到位，如A 構(gòu)件卡槽鉆孔切口面需光滑；B 構(gòu)件螺桿焊接需滿焊、牢固；卡槽切面需垂直、光滑等。

（2）A、B 構(gòu)件是蝶扣鎖定以及控制精度的重要構(gòu)件，因此，加工時(shí)，需特別控制加工精度（包括垂直度、位置、尺寸），如A 構(gòu)件開(kāi)孔尺寸精度控制（控制誤差在2 mm 內(nèi)）；B 構(gòu)件螺桿垂直度控制（垂直度誤差1.5 mm 內(nèi)）；A、B 構(gòu)件槽卡不得采用變形槽鋼加工，槽卡焊接位置精度控制（控制誤差2 mm 以內(nèi)，槽卡安裝面需垂直等）[1]。

（3）加肋模板尺寸要與組合式蝶扣鎖模夾具槽卡相匹配，槽卡需與模板加肋部分順利卡牢與拆分（控制精度2 mm 以內(nèi)）。以該工法為例，A、B 構(gòu)件槽卡部分采用標(biāo)準(zhǔn)[5 槽鋼制作，內(nèi)寬36 mm，為保證槽卡牢固安裝于加肋模板之上，加肋模板厚度需控制為35 mm（控制誤差2 mm 以內(nèi)），因木模板厚度15 mm，加肋方條寬度應(yīng)控制為20 mm（誤差2 mm 以內(nèi)），以滿足使用需求。

（4）A 構(gòu)件兩槽卡凈間距，需根據(jù)混凝土澆筑寬度確定（誤差控制在2 mm 以內(nèi)）。以該工法為例，A 構(gòu)件由兩個(gè)槽卡部分組成，兩槽卡間距須根據(jù)混凝土澆筑寬度扣減2 個(gè)槽卡壁厚后確定，該工法實(shí)例中，混凝土澆筑寬度500 mm，因此A 構(gòu)件兩槽卡凈間距為：500-2*7=486 mm，其中7 mm 為槽卡一邊的壁厚，以滿足混凝土設(shè)計(jì)要求[2]。

4.2 剛度控制

如混凝土澆筑模板因長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)剛度不夠，可通過(guò)適當(dāng)增加安裝A 構(gòu)件方式，加固模板頂口（如在模板中間部分再安裝A 構(gòu)件方式實(shí)現(xiàn)），此時(shí)A 構(gòu)件僅是增加模板剛度作用，故只需將A 構(gòu)件槽卡卡牢模板頂口即可實(shí)現(xiàn)目的；對(duì)應(yīng)模板底口加固，可通過(guò)在模板中間部分外側(cè)底口釘木板方式約束，因模板底口在混凝土澆筑過(guò)程中，僅受到混凝土側(cè)脹力影響，故只需對(duì)模板底口外側(cè)進(jìn)行約束即可達(dá)到目的。

4.3 拐彎部分的處理

對(duì)于路肩混凝土須拐彎部分，主要通過(guò)調(diào)整模板形狀和位置方式實(shí)現(xiàn)。一方面適當(dāng)改變模板本身形狀，使其適當(dāng)彎曲，如將模板背楞弄彎或?qū)⒛０灞忱恪皵嘟睢?；另一方面，在模板接頭位置，可通過(guò)在模板接頭位置增加木背楞方式實(shí)現(xiàn)，如對(duì)拐彎內(nèi)側(cè)，則使用模板本身對(duì)接，對(duì)于模板外側(cè)，在模板之間夾設(shè)木背楞，做到“內(nèi)模短、外模長(zhǎng)”，配合使用組合蝶扣鎖模夾具加固，當(dāng)拐彎路線拐彎半徑足夠大時(shí)（公路拐彎半徑一般都能滿足），即可實(shí)現(xiàn)路肩混凝土的平順拐彎[3]。

5 材料與設(shè)備

因該工法較傳統(tǒng)工法而言，主要區(qū)別在于使用了一種自設(shè)計(jì)鎖模夾具，故以下主要針對(duì)鎖模夾具材料進(jìn)行分析。

以施工300 m 路肩混凝土（一輪）為例（假定路肩混凝土斷面尺寸為：0.5 m×0.2 m，每塊模板長(zhǎng)度2 m，高度0.2 m）。一輪模板安裝中，需要安裝A 構(gòu)件151 個(gè)（300/2+1=151 個(gè)）、B 構(gòu) 件302 個(gè)（151×2=302 個(gè)，1個(gè)A 構(gòu)件配2 個(gè)B 構(gòu)件）、A 構(gòu)件加固150 個(gè)（每塊模板中部配一個(gè)A 構(gòu)件加固，共300/2=150 塊），一個(gè)A構(gòu)件鋼材用量3.22 kg，一個(gè)B 構(gòu)件鋼材用量1.39 kg，該工法所采用主要材料與設(shè)備如表1～2。

表1 一個(gè)A 構(gòu)件鋼材用量一覽表

表2 一個(gè)B 構(gòu)件鋼材用量一覽表

綜上所述，即使施工300 m 一輪的路肩混凝土，采用該工法總重量也僅為1.38 t，且?jiàn)A具均可自由組合、拆分，因此，實(shí)際施工時(shí)，僅采用一臺(tái)自運(yùn)小型車輛配合人工即可。

6 結(jié)語(yǔ)

“組合蝶扣鎖?！笔┕すし▽?shí)際運(yùn)用于貴州省黔西南州興義市義龍新區(qū)貴陽(yáng)至魯布格路面提升改善工程之中，在采用“組合蝶扣鎖?！笔┕すしê?，路肩混凝土線型與高程精度控制得到了極大提高，對(duì)踐行高質(zhì)量發(fā)展理念做出了實(shí)際行動(dòng)。雖然路肩混凝土多用于縣鄉(xiāng)公路施工，但采用“組合蝶扣鎖?！笔┕すしê?，路肩混凝土優(yōu)美順暢的線型曲線與平順的高程頂面，構(gòu)成了獨(dú)特的鄉(xiāng)村施工風(fēng)景，不僅得到行業(yè)內(nèi)同行認(rèn)可，也得到了當(dāng)?shù)匕傩召潛P(yáng)，為實(shí)現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村奉獻(xiàn)了自己的力量，同時(shí)也為后續(xù)研發(fā)路肩滑膜工藝提供了研究基礎(chǔ)。