客運專線900 t箱梁移動式模型設計與應用

申永利

（中國中鐵航空港建設集團有限公司 北京 100093）

1 工程概況

武廣客運專線土建二標由中鐵一局集團公司承建，標段起訖里程為 DK1397＋664.00～DK1402＋769.00，位于湖南省的岳陽市境內，地形多為山坡丘陵地帶，部分橋梁處于兩隧道之間。設計單位建議箱梁采用移動模架原位現澆施工，經現場實地調查和研究，拼裝移動模架場地受限，拆裝工序頻繁，施工成本高。經與設計院溝通，最終采用支架原位現澆900 t箱梁施工工藝。

（1）施工方案設計。由于地形起伏大，橋墩超過10 m或地基條件比較差的，采用鋼管支墩貝雷梁施工方案；其他采用輪扣式滿堂支架施工方案。箱梁內模采用簡易的桿件拼裝，便于現場操作，外模采用特制鋼模組成，提高拼裝速度，并且設置滑軌整體滑移，加快模板的周轉速度，提高機械化程度和施工效率。

（2）方案分析。以上2種方案避免了高位落梁，具有受力均勻和安裝拆除方便的優點；施工中支架沉降易于控制，便于控制箱梁的施工線形。同時利用公司現有大直徑鋼管、貝雷梁和輪扣式支架等周轉材料，可降低成本，縮短材料采購周期，加快施工進度。

2 模型設計

模板設計的原則是：必須具有足夠的強度、剛度和穩定性，能可靠地承受施工過程中可能產生的各項荷載，保證結構物設計尺寸。由于多處特大橋采用支架現澆箱梁施工，工期非常緊，經過仔細研究和經營成本的考慮，在傳統箱梁模板設計中進行創新，使模型操作簡便、拼拆靈活，同時解決模板橫向、縱向移動的應用難題。箱梁側模設計為大塊拼裝式模板，螺旋撐桿聯接，底模使用方木、竹膠板，利用支架橫梁做為底口拉桿，兩側設置鎖定裝置，固定底模，側模設置滑道，整體滾動行走，提高模板的周轉次數和施工進度。箱梁內模采用小塊模板，簡易的桿件聯接，使用節段拼裝，便于工人拼裝、拆卸，易于現場操作。

2.1 移動外模設計

模型除了滿足穩固、牢靠的要求外，需考慮拆裝、走行的方便、快捷。本套外側模型設計主要由模型系統、支撐系統、橫移系統、縱移系統組成。模型的主要構件有：操作平臺、外側模、支撐絲桿、橫移底座、縱移小車、縱移底座、圓角模型等。移動系統流程：模型就位狀態需鎖定斜楔，旋緊支撐絲桿，固定橫移底座，錨固縱移小車。待混凝土澆筑完成后，先旋開支撐絲桿，降低側模高度，解除斜楔及橫移底座的鎖定，緩慢下落、使用多個螺旋頂橫移外側模，保證滑移過程中側模底部倒角處不與支座和墊石發生沖突，解除縱移小車鎖定，沿縱移軌道使用倒拖拉移動模型過跨，進行下孔梁施工作業。移動式外側模型構造見圖1。

圖1 移動式外側模型構造圖（單位：mm）

2.2 內模設計

由于內模主要由人工拆、拼，因此內模設計采用小塊組合鋼模型，模型采用桁架支撐。內模在橋下分節拼裝，吊車分節吊裝，待混凝土澆筑完成后，人工將模型拆分，運出梁體內腔，拼裝成節段后待下次使用。

3 施工應用

3.1 支架系統

輪扣滿堂支架設計采用常規布置原則，順橋向在梁兩端采用60 cm間距，中間為90 cm間距，橫橋向為90 cm和60 cm間距，剪刀撐按4縱6橫設1道，每4.5 m高設置1道。支架頂橫梁采用10號槽鋼，頂鋪9 cm×9 cm的方木，地基基礎采用碎石處理，承載力要達到250 kPa。

鋼管支墩貝雷梁支架設計采用直徑426 mm×8 mm螺旋鋼管，分配橫梁選用2根40b工字鋼，支架縱梁選用321型貝雷梁3 m×1.5 m。縱向鋼管支墩按跨中對稱布置6排，橫向按梁中心對稱布置5根鋼支墩。支墩頂貝雷梁按梁中心對稱布置15排，地基采用挖孔樁或擴大基礎，3根中間支墩承載力要求為755.2 k N，側面支墩承載力要求為456.3 k N。

采用極限狀態設計法，分項系數取值時恒載取1.2，活載取1.4。對2種結構形式進行了桿件強度、剛度、局部穩定和整體穩定性計算，均滿足規范要求，計算過程由于篇幅有限在此不再贅述。

3.2 現場施工

支架現澆箱梁工藝流程見圖2。

圖2 支架現澆箱梁工藝流程圖

根據現場實際情況，選擇合適的支架方案進行支架搭設和預壓，預壓荷載為最大施工荷載重量的110%。預壓加載按60%，100%，110%分3次加載，并根據壓載數據調整底模標高。完成支架系統預壓后，進行底腹板鋼筋綁扎，安裝內模，最后綁扎頂板鋼筋，澆筑混凝土。等強養生，待達到設計要求后，張拉壓漿。

3.3 模型拼裝與鋼筋綁扎

（1）底模安裝。在滿堂支架的頂托上布設10號槽鋼作為橫向分配梁，間距90～60 cm（若是采用鋼管樁貝雷梁支架，分配梁縱向間距采用75 cm，以便布置在貝雷梁的節點上），在10號槽鋼上鋪設10 cm×10 cm的方木，作為縱向分配梁，方木間距30 cm，并在腹板位置滿鋪，然后鋪設2 440 mm×1 220 mm×18 mm的膠合板做底模，底模鋪設平整，不能錯臺，接縫嚴密，縫寬和錯臺不大于1 mm，并用膩子封閉刮平，做到不漏漿。

（2）側模安裝與鋼筋綁扎。箱梁外側模型基本結構有：上側模、下側模、斜撐、圓角模、橫移底座、側模縱向移動小車、擋板模、操作平臺、三角支架、橫向槽鋼底座、斜楔支座、斜楔、螺旋撐桿、千斤頂座、振動器底座、斜楔壓板和拉桿等。

側模采用定型鋼模，每套箱梁模型采用標準節長2 m×3.2 m、2 m×2.75 m、2 m×2.7 m、2 m×2.5 m、2 m×4 m和2.3 m，模板之間用螺栓連接，每塊模板都設計縱移底座、移動小車和模板的調節裝置。用千斤頂和調節裝置調整模型，使模型的幾何尺寸和標高符合設計要求，側模調整到位以后，開始底腹板鋼筋的綁扎，同時進行腹板波紋管的安裝，移動式外側模型系統見圖3。

圖3 移動式外側模型系統

（3）內模安裝與頂板鋼筋綁扎

內模主要由平模、倒角模和螺旋支撐桿件組成，支撐立桿支座采用鋼筋支撐（用直徑16 mm鋼筋加工）與底層鋼筋網焊接在一起。

一般在墩身不高的情況下，內模拼裝在地面進行，待底板和腹板鋼筋綁扎完畢，用吊車直接將拼裝好的內模吊入再綁扎頂板鋼筋，這樣有足夠的工作面展開施工；相反在高墩上作業時，只能采用小型桿件拼裝。內模標高固定完成后，綁扎頂板鋼筋，節段拼裝式內側模型現場見圖4。

圖4 節段拼裝式內側模型現場

3.4 混凝土灌注

梁體采用泵送混凝土連續澆筑，箱體一次成型，一般控制在6 h為宜，澆筑順序為“先底板、再腹板最后頂板，由墩頂兩端向跨中澆筑”，采用2臺混凝土汽車輸送泵對稱、連續澆筑，以水平分層（澆筑厚度在30～50 cm）、斜向分段的施工工藝左右對稱澆筑。箱梁混凝土澆筑順序見圖5。

圖5 箱梁混凝土澆筑順序

（1）為保證底板、腹板與底板交接處混凝土密實，在澆筑時先從兩端將底板3 m范圍內的底板混凝土灌滿，用插入式振動棒振搗。在梁端交接處振搗用鋼筋引路，注意插棒位置，防止振搗后難以拔出。

（2）由兩端向中間，通過腹板左右對稱地澆筑底板以及底板與腹板交接處的混凝土，左右腹板混凝土高差不超過一層，以插入式振動棒為主、附著式振動器為輔進行振搗。

（3）梁體澆筑過程中，安排專人負責觀察、檢查支架、模板及預埋件的穩固、移位和變形情況，發現問題及時處理。

（4）混凝土灌筑完成后，對頂板、底板混凝土表面進行二次趕光、抹面，保證梁頂面平整、光潔。

（5）梁體澆筑完畢用養生棉毯覆蓋，由專人負責澆水養生，梁體始終保持濕潤，養生期不少于7 d。混凝土養護期間，混凝土內部最高溫度不得大于65℃ 混凝土內部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環境溫度之差不宜大于20℃，養護用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15℃。

3.5 模型移動

（1）拆模。當混凝土強度達到設計強度的60%以上，拆除內模，橫移外側模系統，達到設計要求后，進行箱梁張拉，終張拉完成后，在48 h內進行孔道壓漿。拆模溫差應控制在15℃，梁體混凝土心部與表層、箱內與箱外、表層與環境溫差均不大于15℃，氣溫急劇變化時不宜拆模，并要保證梁體棱角完整。

拆模流程：先拆模型拉桿，然后松開模板支撐楔塊和螺旋支撐桿，使模型回縮，有個別不好脫模的可用錘子輕輕敲打振動外模，就可完全脫模。

（2）過跨。過跨前，完成下一跨支架搭設，在上面布設好橫梁和底模，安裝外模縱移槽鋼軌道（按標準尺寸安裝和既有軌道連接），然后使用倒鏈或者卷揚機整體牽引外側模到下一跨，外模滑移過程一般半天就能到位，整個過程簡單、方便。

4 結語

通過對移動式外模系統設計和現場應用，箱梁現澆的施工效率明顯提高，特別是橋梁跨數較多時，體現更為突出。模型吊裝由原人工輔助機械轉變為人工利用模型半機械設計優勢，自主完成脫模、移動、組裝工序，方便快捷；施工過程中內膜系統設計采用分節拼裝，對現場場地有一定要求，施工中應提前做好現場的施工規劃安排。整體施工方案可行，操作簡便，降低了工程的施工成本，加快了工程施工進度。

［1］ 王志亮，楊 勇.碗扣式腳手架與軍用墩組合應用于現澆PC箱梁施工［J］.鐵道建筑技術，2002（3）：17－18.

［2］ 楊文淵，徐 犇.橋梁施工工程師手冊［M］.北京：人民交通出版社，1996.

［3］ 鐵建設［2010］241號.高速鐵路橋涵工程施工技術指南［M］.北京：中國鐵道出版社，2011.

［4］ 王群偉，崔 瓏，姜 勇，等.客運專線鐵路工程質量安全監控要點手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，2009.

［5］ GB50017－2003鋼結構設計規范［S］.北京：中國計劃出版社，2003.

［6］ TB10002.2－2005（J461－2005）鐵路橋梁結構設計規范［S］.北京：中國鐵道出版社，2005.