混凝土空心梁自落架內模施工工藝研究

劉家亮

摘要： 鋼筋混凝土空心梁板連動桿式自落架內模體系，由鋼板、型鋼加工，內部支撐桿件為可拆卸結構，支撐桿件間及桿件與模板連接采用螺栓鉸接，拼組拆卸方便，宜于維護和運輸。具有強度高、剛度大、不變形、易固定、拼裝拆卸方便、使用效率高、循環使用次數多、經濟效益明顯等諸多優點。本文通過在多個項目實踐的基礎上，總結提煉出鋼筋混凝土空心梁板自落架內模施工工藝。

Abstract： The self-fall apart system of the reinforced concrete hollow beam plate is processed by steel plates and structural steel， the internal support bar is removable structure， the support bars and planes are connected by bolted splice. It is convenient to assemble and dismount， and convenient to maintenance and transport. It has many advantages， such as the high strength， high stiffness， non-deformation， easy fixed， convenient to assemble and dismount， high using efficiency， the recycling using is more， obvious economic benefit and so on. On the basis of the practice of multiple projects， this paper sums up the construction techniques of self-fall apart system of the reinforced concrete hollow beam plate.

關鍵詞： 混凝土空心梁；自落架內模；施工工藝研究

Key words： concrete hollow beam；self-fall apart；research of construction techniques

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）06-0125-04

0 引言

鋼筋混凝土空心梁板是橋梁工程常用的上部結構形式，混凝土構件內模的材質和構造對梁體施工質量有著重要影響。長期以來，采用的內模有兩種：一種是柔性的橡膠氣囊內膜，靠充氣壓力支撐，因使用過程中變形大、易上浮，對混凝土構件質量有較大影響，在重要工程項目上被限制使用；另一種是整體剛度較大的鋼模結構，采用多塊定型鋼模組合，螺栓固定在內支撐上，分段拼裝、逐段就位，剛度大、變形小、易固定、經久耐用。缺點是拼裝及拆除難度大，需專人進入到箱模內拆除支撐桿件，解除板間螺栓連接，把模板逐塊剝離混凝土面再從兩端拖出，速度慢、效率低，構件結構凈空較小時使用上受到限制。如何在發揮鋼內模諸多優點同時，優化內模結構設計，克服拆卸上的困難，提高內模使用效率，是施工企業廣大工程技術人員不斷探討要解決的問題。幾年來，安徽省新路建設工程集團有限責任公司在多個項目上進行有針對性的研究，創新設計方案，改變舊有的固定支撐內模板結構形式，形成成果并推廣使用的連動桿式自落架內模，設計構造簡單，拼裝拆卸方便，剛度大、變形小、使用效率高，在多個項目推廣使用，產生較高的經濟效益。

1 工藝原理

模板整體分左右兩半幅，撐起后兩半幅拼接成一整體，截面尺寸依據構件內凈空截面形狀制作。內支撐采用上下拉桿與中間橫向連動桿螺栓鉸接，形成“魚脊骨”形結構支撐體系，拉桿與模板螺栓鉸接，整個內模結構由上下拉桿、橫向連動桿、模板組成。拆模時解除端固定立桿一端約束，施加水平力牽引連動桿帶動拉桿收攏，模板與構件混凝土分離，拆除后移至構件體外（見圖1）。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

模版制作→模板拼裝及涂脫模劑→分段就位組合→接縫密封處理→定位校正→構件頂層鋼筋綁扎→上壓支點及上壓桿設定→混凝土澆筑→解除端固定桿一端栓接→橫向連動桿施加牽引力→移出模板至構件體外。

2.2 操作要點

2.2.1 模板制作

①整體內模設計為左右兩半幅，分別支撐成型后拼裝成一體。對接處設上下坡口，先拆除的半幅模板上下坡口在內側，拼接時嵌入另半幅。每半幅結構由2塊定型鋼模組成，采用彎轉鉸連接，彎轉鉸設在內模斷面的位置由構件內凈空截面形式決定，縱向間距80cm～120cm，方便內模拆除。內支撐體系采用上下拉桿及橫向連動桿組成，支撐后與兩塊鋼模板形成三角形穩定結構（見圖2、圖3）。

②根據構件內凈空截面尺寸選擇材料規格和型號，一般采用40mm～60mm鋼板做面板，內骨架、橫向連動桿及上下拉桿均采用L50×50角鋼，所用連接鋼板厚度不小于100mm，鉸接及固定螺栓直徑不小于16mm，加強骨架角鋼間距以50cm為宜，強度和剛度滿足使用要求。

③單節內模長度設計為2.0m～3.0m，以方便模板拼裝、拆除與運輸為宜。

④模板上下坡口面須平整，坡面角45度，左右幅模板對接時坡口面應密合。坡口在模板端處設上下壓板，連接兩半幅模板成一體。施工時一般在構件臨端處上下設置，另一端不設或采用？準6mm圓鋼筋捆綁，方便模板拆除。

⑤臨端設固定立桿，中間為T形滑槽，有滑道和錨固槽，支撐體系架立后橫向連動桿端部用螺栓固定在錨固槽內。橫向連動桿、上下拉桿、固定立桿及模板鉸接成一體形成穩定體系（見圖4）。

2.2.2 模板拼裝與就位

①安裝上下拉桿及橫向連動桿，形成半幅模板支撐體系，拉動連動桿使一端與模板臨端固定立桿連接，采用螺栓固定在T形滑道的錨固槽內。

②上下拉桿與模板、連動桿均采用螺栓連接，螺帽松壓形成鉸接，一般放松1個絲距，桿件間能相互轉動。

③左右兩半幅模板撐立成型后，構件外對接拼裝。構件內凈空高度h>60cm、小邊長b>50cm，或圓形截面直徑d>60cm時，臨構件端坡口處上下設連接壓板，與左右幅模板螺栓固定，另一端用？準6mm圓鋼筋捆綁。構件內凈空高度h≤60cm、小邊長b≤50cm，或圓形截面直徑d≤60cm時，兩端均采用？準6mm圓鋼筋捆綁成一體，捆綁鋼筋澆筑在構件混凝土內。

④內模單節整體成型后，縫隙處用泡沫密封膠密封處理，涂脫模劑后移模就位。

⑤內模就位從構件一端開始順序進行，一同拆除移出的節段，橫向連動桿采用節間連桿連接，實際施工中一般三節一體，節數太多連動桿收攏時脫模困難。若逐節拆除，不設節間連桿，每節臨端處設一根固定立桿（見圖5）。

⑥內模整體就位后，節間縫隙采用泡沫密封膠密封處理，膠體溢出及時用抹刀延縫隙面抹平。

2.2.3 模板固定

在構件外模板頂部設置上壓桿，下壓內模，防止混凝土澆筑過程中內模上浮。上壓桿采用2根[14槽鋼并列焊接而成，兩端與外模板支撐立桿螺栓連接成一體，下壓支點采用d=150mm鋼管置于上壓桿與內模頂面之間并固定，鋼管端應同時壓住左右兩半幅模板，以保證混凝土澆筑過程中內模整體穩定性（見圖6）。

2.2.4 混凝土澆筑

①混凝土施工嚴格按照《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50-2011）進行。

②拌制的混凝土除滿足強度要求外，應具備良好的和易性、流動性、較小的泌水率，所用粗骨料的最大粒徑不大于25mm。

③混凝土振搗采用高頻附著式振搗器與插入式振搗器相結合，并以附著式振搗為主。

④混凝土入摸從構件一端開始，從內模兩側平衡灌入。先澆筑底板混凝土并振搗密實，再反向從構件另一端澆筑構件側板及頂板混凝土。澆筑過程中，附著振搗器開啟2次，每次振動30秒。模板棱角處及頂板采用插入式振搗器補充振搗。

⑤混凝土澆筑完成后，拆除上壓桿及支點鋼筒，用木抹整平構件頂面并按設計要求收光處理。

2.2.5 內模板拆除

①氣溫20℃時，混凝土澆筑后6h～8h方可進行內模板拆除，氣溫較高或較低，拆模時間適當縮短或延長，以拆模時不損傷構件混凝土為宜。

②內模板拆除順序為：拆除模板上下壓板→拆除端固定立桿一端固定螺栓→連動桿施加水平牽引力，帶動上下拉桿收攏，模板與構件混凝土分離→牽引模板至構件箱室外（見圖7）。

③內模拆除從兩端開始，順序進行。

3 材料與設備

3.1 材料（表1）

3.2 機械設備（表2）

4 質量控制

①內模制作材料須符合國家相關標準要求。②施工前應對全體施工人員進行全面的施工技術交底。③采取單段拆除，模板拼裝時臨構件端的一頭設上下壓板連接左右兩半幅，另一頭應用鋼筋捆綁牢固。整體就位后橫向連接桿與端固定立桿連接螺栓要緊固，保證混凝土澆筑過程內模整體穩定。④所有縫隙用泡沫密封膠密封并抹平，防止混凝土灌入縫內影響內模拆除。⑤混凝土宜從內模兩側均衡灌入，兩側混凝土面高度保持一致。⑥嚴防過度振搗。振搗時振搗棒不得觸及內、外模板及波紋管。⑦澆筑過程中要及時檢查上壓桿及支點工作狀態，防止支點松動內模上浮或變形。⑧內模拆除時牽引方向應與內模中線一致，拉力要均衡，拉力過大應停止牽引，檢查模板與混凝土面是否分離，確認無誤后再繼續拆除作業。

5 安全措施

①加強崗前培訓和安全教育，施工現場做到專人協調、統一指揮。②施工前應對全體施工人員進行全面的安全交底，并按要求做好交底記錄。③內模分段吊裝就位時，吊裝設備及被吊模板下嚴禁站人。④特種作業人員須持證上崗，特種作業設備使用前須經過具備法定資質條件的檢驗檢測單位檢測鑒定為合格方可使用。⑤內模拆除牽引外移時，牽引繩索與模板連接要牢固，牽引時構件出口兩側2.0m范圍內不得有作業人員。

6 環保措施

①涂抹脫模劑時要注意用量控制，防止外溢或傾灑污染環境。②清理的混凝土殘渣及時運至指定地點。③臨近居民點、學校等地施工時，對產生較高噪音的作業應采取時間避讓措施，或采用隔音屏障減小噪音對周圍環境的污染。④現場料倉采取封閉措施，長期干燥環境下應對現場地面灑水濕潤，以減少揚塵污染。

7 效益分析

7.1 技術效益

內模支撐體系為連動桿式自落架結構，支撐桿件間及桿件與模板連接采用螺栓鉸接，整體支撐架立，拆除時橫向連動桿施加牽引力，上下拉桿收攏，模板與構件混凝土分離后整體拆除，免除或減少模板內人工作業，機械化程度高、施工簡便、快捷。

7.2 經濟效益

①采用本工法進行內模組裝、就位和拆卸較傳統固定支架內模施工人工用量大幅度較少，人工費消耗僅為固定支架內模的50%。以預制一片30m預應力箱梁為例，固定支架內模人工消耗約7.0工日，本工法消耗約3.5工日，按本地人工單價100元/工日計算，則人工費用節余約350元。②以預制一片30m預應力箱梁計，應用本工法較固定支架內模施工經測算減少機械作業時間約45%，按綜合臺班單價700元/臺班計，減少機械使用費700元/臺班×0.625臺班×0.45=196.875元。③本工法內模及支撐系統成一體，各構件聯動整體架立與拆除，成型后整體剛度大，模板損耗小。固定支架內模可循環使用約120次，自落架內模可循環約180次，以預制一片30m預應力箱梁為例，模板攤銷費用減少約（3.66噸×5500元/噸÷120）-（3.66噸×5500元/噸÷180）=55.92元。經濟效益分析見表3。

7.3 社會效益

與傳統的固定支架內模比較，施工中機械化程度高，人工消耗小，便捷、高效，縮短工期。單套內模使用循環次數多，耗材少，節能環保，具有較高的社會效益。

8 應用實例

①阜陽市插花-冉廟公路茨淮新河大橋，實施于2013年3月至2014年5月，主橋結構為32+2×58+32m懸澆箱梁，引橋為25m預制安裝先簡支后連續箱梁，共預制箱梁60片，采用本工法施工，加快施工進度，單項節省預制成本6.0余萬元。②S202線阜陽至潁上四十鋪04合同段亳阜高速跨線橋，全長350m，寬15m，為14孔25m預制預應力箱梁，先簡支后連續結構，實施于2013年11月至2015年3月，采用本工法預制箱梁70片，較固定支架內模施工進度明顯加快，單項節約成本8.0余萬元。

9 結語

刮涂式標線施工工藝簡單、便捷、有效，人工消耗低，熱熔釜熔料、保溫效果好，節約燃料，施工全過程材料損耗接近于零，機械設備臺班無損耗，且使用壽命長，修復維護費用低，因此在瀝青混凝土及水泥混凝土路面上和住宅小區、酒店賓館的行車道、停車位等各類標線等得到廣泛的應用。

參考文獻：

[1]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].

[2]JTG/T F50-2011，《公路橋涵施工技術規范》實施手冊[S].

[3]GB50204-2015，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

[4]GB 50666-2011，混凝土結構工程施工規范[S].

[5]CJJ2-2008，城市橋梁工程施工與質量驗收規范[S].