分節段現澆變截面箱梁整體縱移外模裝置施工技術

喬鋼鑄

摘要：本文通過高鐵站場市政轉體橋T構箱梁施工項目，講述了如何根據現場實際工況和施工經驗優化箱梁外模施工技術方案，重點闡述了分節段現澆變截面箱梁簡便快速整體縱移外模裝置原理、模板裝置優化設計、模板系統構成、施工控制、施工效果分析，通過特殊條件下的工程實例，為工程施工積累豐富經驗，同時可為類似工程施工提供參考。

Abstract： This paper describes how to optimize the construction technology of box girder external mold according to the actual working conditions and construction experience through the construction project of T-box girder of the high-speed railway station municipal transfer bridge， focusing on the principle of simple and rapid overall longitudinal external mold device， optimization of template device， formwork system configuration， construction control and construction effect analysis of segmented cast-in-place variable-section box girder. Through the engineering examples under special conditions， rich experience for engineering constructionwe has beenccumulated， which can provide reference for similar engineering construction.

關鍵詞：轉體橋;變截面T構箱梁;外模整體縱移;箱梁現澆;效果分析

Key words： swivel bridge;variable section T-box girder;overall longitudinal displacement of outer mould;cast-in-place girder;effect analysis

中圖分類號：U445.57 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）14-0102-03

0 ?引言

南寧市亭洪路上跨鐵路立交工程主橋2-80mT形剛構連續梁轉體重量達到1.8萬噸，分左、右兩幅橋，箱梁采用單箱三室結構，單幅橋面寬19.95m。左幅橋4#主墩距離既有南化高鐵站圍墻1.5m，右幅橋1#主墩距離既有南昆客專線路中心8.3m，為鄰近既有高鐵站場施工，施工安全風險高，施工難度大，必須確保施工安全可靠。主橋T構箱梁先現澆施工0#塊，然后兩端對稱支架現澆1～9#塊，T形剛構兩端梁高4.0m，墩頂根部梁高8.5m，梁高變化由梁底采用拋物線形成。節段施工梁長除1#、9#塊分別為8.6m和10m（含3m長翼緣板變截面段）外，其余節段長度均為8m。

左幅橋4#主墩T構箱梁0～2#塊采用傳統方法施工箱梁外模，受場地和施工條件限制，施工安全控制難度大，施工工期長，施工工效低下，T構箱梁節段工期已嚴重滯后于計劃工期11天/節。右幅橋1#主墩T構箱梁受征地拆遷工作嚴重滯后影響，工期非常緊迫，必須確保11天/節段施工才能按期竣工通車。如何從本工程實際情況來解決箱梁外模安全、高效、快速、經濟施工，是決定本工程主橋能否按節點工期完成和節約施工成本的關鍵。根據現場定型模板的構造，結合滿堂支架的實際情況，采用整體縱移外模裝置施工技術來解決本工程箱梁外模施工難題，實現了箱梁外模整體簡便、安全、快速的移動，取得了安全、經濟的施工效果。

1 ?變截面箱梁外模裝置設計及施工

變截面箱梁外模系統主要由支架、走行軌道、外模裝置三部分組成。具體結構見圖1、圖2。

整體縱移外模裝置設計原理是利用外模支架作為工作平臺，在平臺上設置鋼軌走行軌道，采用手拉葫蘆牽引外模裝置沿走行軌道整體縱向移動。為使外模裝置輕便，采取優化模板裝置高度措施，即左幅橋以3#塊和9#塊、右幅橋以1#塊和9#塊節段梁高平均值作為模板裝置高度參考值，對于比移動外模裝置高的梁段采取在下部補充分塊模板措施來完成。節段外模裝置長度設計為9m，由定型模板進行組合加固成整體。

1.1 箱梁外模支架固定平臺

支架地基處理和地面硬化按設計圖紙要求施工。支架采用碗扣式鋼管組拼，邊模支架立桿縱橫向間距設置為60×90cm，掃地桿距硬化地面高度為400mm，豎向小橫桿間距為120cm，按規范要求設置豎向和水平剪刀撐，支架頂端以下200mm處設一道水平剪刀撐來確保支架體系的整體穩定性，立桿底部采用可調底托調整高程和擴大與硬化地面受力面，立桿頂部采用可調頂托調整高程。平臺采用雙14#槽鋼組焊背帶通過立桿頂托調整高程而成。

1.2 走行軌道

以模板裝置移動平穩和防止發生受力不均引起傾覆為設計原則，走行軌道采用3根P50鋼軌組成，見圖3。由于模板重量分布主要集中在靠箱梁側，按模板外架加強板布設實際位置，走行軌道鋼軌位置間距從箱梁模板邊向外分別設為0.3m、1.15m和1.50m，走行軌道和槽鋼平臺在移動兩端頭采用鋼管和扣件固定穩固并與箱梁支架系統連接牢固。

1.3 外模裝置

外模裝置由走行小車和外模組成，見圖4。

走行小車在定位好的走行軌道上組焊成型。走行小車由9個運軌排小車與槽鋼背帶焊接組成。運軌排小車在外模裝置縱向中心設一組，兩側距中心各3m處分別設一組，一組由三個運軌排小車組成。運軌排走行小車具有自重輕、承載力大、受力面積大、防脫軌、運行平穩的優點。

定型外模在工廠加工，經過試拼合格后運至施工現場在走行小車上組拼安裝。定型外模由鋼模板、桁架、調節件構成。鋼模板面板采用6mm鋼板，背部采用6.3#角鐵焊接加強;桁架采用10#槽鋼組焊，加強連接采用6.3#角鐵焊接，模板背架采用雙10#槽鋼組焊而成，外架間距為75㎝，各層外架之間采用14#螺栓連接調節，桁架外立桿采用10#角鐵連接固定成整體。

移動外模裝置重量計算，按先計算1平方米定型鋼模重量來估算外模總重量。

①1m2面板重量=面板+面板加固角鋼=1×47.1+（1÷0.3+1）×2×5.721=96.68（㎏）

②1m2外架重量=豎向10#槽鋼+豎向6.3#槽鋼+水平10#槽鋼=1÷0.75×4×10.007+1÷0.75×0.4（均）×2×6.635+1÷0.6（均）×3×2×10.007=160.52（㎏）

③最重移動外模重量（按6m梁高計算）：

[（6-0.65）×9+（3+1.2）×9]×（96.68+160.52）÷1000=22.11（t）

④最重移動外模裝置重量（按6m梁高計算）：

22.11+（3×2×9×14.53+9×20）÷1000=23.07（t）

1.4 底模、內模

底模采用木模按常規法分節段連續施工。

根據箱梁為單箱三室變截面的結構特點，內模采用木模按常規法施工，內側模在預拼裝場地分塊加工完成后吊裝安裝，分節段組拼成型，后面施工節段內側模則在已完成箱梁節段箱室內分塊加工向前移動組拼方案，模板采用對拉法加固。箱室頂模采用碗扣支架支撐，支架底采用槽鋼平臺，平臺下采用鋼筋支架支立在底板下層鋼筋網上，頂模采用分節段鋪設成型法施工。

1.5 外模裝置縱移施工

外模裝置縱移主要工序為落模→縱移→頂升→定位固定。

1.5.1 落模。①利用箱梁翼緣板上的四個吊裝孔對外模裝置進行穩定加固，要求吊點對位準確，符合翼緣板上安設螺旋千斤頂落模要求;②拆除模板對拉加固桿件;③外模裝置落位。1）節段混凝土達到100%設計強度后，降低走行軌道和平臺至預定高度（以外模裝置下降5～10cm為宜），調整好走行軌位置（走行軌道整體外移3～5cm為宜）并固定;2）利用螺旋千頂和預埋件向外脫模松模;3）安裝螺旋千斤頂將外模裝置落位進入走行軌道;4）利用木楔對走行小車進行前后臨時固定;5）邊撤除吊索邊安裝好牽引和安全防護手拉葫蘆，設置好頂部安全牽引鋼絲繩。

1.5.2 縱移，見圖5。外模裝置縱移前，確認后方安全防護手拉葫蘆和頂部安全牽引鋼絲繩已安設好，檢查走行軌道各部尺寸和加固情況并清理軌道上的雜物，牽引手拉葫蘆拉緊后撤除臨時固定木楔。人工拉動牽引手拉葫蘆使外模裝置平穩地向下一節段移動，移動時安全防護手拉葫蘆及頂部安全牽引鋼絲繩分別派專人同步跟進以確保外模裝置移動安全。以牽引手拉葫蘆的分次行程轉換完成外模裝置縱移到位，轉換行程時需使用木楔對走行小車進行前后臨時固定以確保施工安全。

縱移外模裝置牽引拉力計算，縱移外模最不利情況為最重外模裝置上坡1.737%走行。牽引拉力需大于滾動摩擦力加外模下坡分力。

牽引拉力≥正壓力×滾動摩擦系數+外模下坡分力=23.07×cos1°×0.05+23.07×sin1°=1.56（t）

因此牽引手拉葫蘆擬采用起重量為3t手拉葫蘆。

1.5.3 頂升，見圖6。外模裝置縱移到位后，用木楔對走行小車進行前后臨時固定，撤除前后手拉葫蘆。頂升外模采用6臺螺旋千斤頂分別設置在靠近運軌排小車的模板外架加強板下，利用槽鋼背帶平臺受力，同時緩慢頂升外模至設計高程，利用走行軌道進行臨時固定后進行精確定位調整。

1.5.4 定位固定。外模裝置定位采用全站儀定位，箱梁底使用底模邊進行定位。側模橫向移動定位利用底板橫向鋼筋對拉來完成。為防止外模裝置橫向移動時破壞箱梁底模，在底模支架上設置限位。外模裝置梁底定位完成后，精確調整外模裝置垂直度和模板頂高程，最后進行牢固固定。

2 ?現澆變截面箱梁節段法施工工藝及流程

2.1 地基處理。按設計文件要求進行地基處理，完善相關施工資料。

2.2 支架施工。按批準的專項施工方案連續搭設箱梁節段支架，按連續施工和支架提前預壓施工要求，對稱懸臂同時連續搭設支架每側不少于兩節段。

2.3 底模施工。利用可調頂托調整底模高程，先鋪設橫向大方木，再鋪設縱向小方木，分塊鋪設底模。按批準的預壓方案堆載預壓。預壓完成后精確調整底模高程和按要求設置預拱度。

2.4 底板端模及鋼筋安裝。底板端模由5mm厚鋼板加工成型，由吊車吊裝安裝。底板鋼筋按設計位置進行標線綁扎，預埋、加固預應力波紋管并放置內襯保護管。

2.5 安裝外模裝置。按常規法利用汽車吊安裝外模裝置，利用螺旋千斤頂精確調整外模裝置高程。

2.6 腹板端模、鋼筋安裝。腹板端模采用5mm厚鋼板加工成型，吊裝安裝。鋼筋在加工場下料，按設計鋼筋位置進行劃線，吊車配合安裝、綁扎成型。施工預埋件、預應力波紋管。

2.7 安裝內模、頂板端模。施工頂模支架鋼筋支架、槽鋼平臺、內支架，分塊吊裝安設腹板側模并加固，分塊組拼安裝頂板底模，安裝和加固頂板節段端模。

2.8 頂板鋼筋綁扎。按設計位置綁扎鋼筋，預埋預埋件和設置預應力波紋管。

2.9 箱梁混凝土澆筑。節段混凝土澆筑按照底板、腹板、頂板的順序分層進行，分層澆筑從懸臂端開始，上層混凝土應在下層混凝土初凝前澆筑完成，頂面混凝土面采用二次抹壓工藝收面，混凝土施工完成后及時進行覆蓋灑水養護。

2.10 模板拆除及外模縱向移動。混凝土澆筑完成24h后拆除端模并進行鑿毛處理，拆除腹板內側模。混凝土達到100%設計強度時，拆除箱室頂板模板，同時進行外模裝置平穩落模后整體縱移至下一箱梁施工節段。

2.11 張拉與壓漿。按設計圖要求穿預應力鋼絞線和安裝錨具，安裝張拉設備，混凝土達到設計張拉條件后對節段箱梁進行張拉，張拉完成后48h內完成管道壓漿。

3 ?施工效果分析

①采用外模裝置縱移技術，每節段箱梁外模施工省掉了模板分塊安裝和拆除工序，只需整體落模和移模，節約了人工和機械吊運時間，更加有利于現澆箱梁工序間實現平行作業，節段箱梁現澆完成時間由16天縮短到10天，比計劃節段工期提前1天，滿足了節段工期要求。

②經濟效果。節段可減少工期6天，可節約人工36工日、汽車吊12個臺班。左右幅主橋共28個節段采用本技術，總共可節約工費約30萬元，節約臺班費約67萬元，扣除投入購置相關設備費用約5萬元，產生直接經濟效益約92萬元，同時也減少了支架的租賃費用。

③采用本技術，最大限度地減少了外模裝拆吊裝作業，有效解決了既有鐵路行車干擾的施工難題，減少了危及既有鐵路設備和行車安全的施工風險，減少了起重傷害和高處墜落的安全事故風險，施工安全可靠，無形中產生了巨大的經濟效益。

④使用本技術，節段外模不需要分塊反復裝拆，外模不容易產生變形和拼裝錯縫，提高了箱梁的外觀質量;避免了多臺機械同時作業的相互干擾，提高了施工機械的使用效率，提高了人工工效，達到了降低施工成本的目的;有效地控制了模板連接小扣件的丟失損耗情況，節約了施工成本。

⑤充分利用了項目部的舊軌料和內部調用運軌排小車，優化了資源利用，降低了整體縱移外模裝置投資費用，同時發揮了已有資源的經濟效益。

⑥購置的移模設備可在以后的多種專業工程施工中反復使用，可產生額外經濟效益。

⑦節段外模不需要拆除下來占用施工場地，提高了施工場地利用和生產效率，也更加有利于文明工地建設。

4 ?結語

在本工程箱梁整體縱移外模裝置技術實際應用中，仍有很多的技術和經驗需要總結。外模施工方案優化應是從模板設計開始的一系列籌劃，方能節約模板造價和取得良好的外觀效果，也才能發揮出最大的經濟效益，最終達到最好的施工效果。本項目采用整體縱移外模裝置技術，實現了變截面箱梁節段快速施工，取得了很好的成效，值得在類似橋梁施工中廣泛應用，也可供橋位制梁提供參考。

參考文獻：

[1]覃為剛.軌道走行式移動模架造橋機現澆箱梁施工技術[J].城市軌道交通研究，2004（02）.

[2]艾進孝.整體縱移外模系統現澆箱梁快速施工技術[J].低碳世界，243-245.