全自動液壓箱梁模板研發應用

楊 明 波

(山東鐵鷹建設工程有限公司，山東 泰安 271200)

0 引言

高速鐵路作為中國的一張名片，在國內、國外建設前景日益廣闊[1]。在高速鐵路900 t箱梁施工中，模板大多采用半人工、半機械式，模板可調節性差，容易形成混凝土梁體損壞，并且結構容易出現安全結構不穩定等問題[2-6]。因此急需提供一種結構簡單，操作方便快捷、安全穩定的自動化程度高的裝備。本文研發了一種全自動液壓箱梁模板，并應用于中鐵十四魯南高鐵費縣制梁場、中鐵十四局京唐鐵路房橋制梁場取得良好效果。如何提高大體積整孔預制箱梁的制梁速度，縮短制梁周期，保證混凝土成形尺寸及外觀質量，使箱梁的生產過程符合集中化、工廠化要求，一直是國內外廣大橋梁專家共同研討的主要課題，其中預制箱梁模板的設計、加工、拆裝速度、模板質量是影響預制箱梁進度的關鍵因素。

近年來液壓箱梁模板在工程施工領域得到廣泛應用，利用液壓箱梁模板整體一次成型，模板采用全鋼結構，整體進出、液壓收合。但是目前市場結構普遍為兩種，一種為主梁分桁架兩層式，頂升油缸設在中間，此種因主梁分為兩層造成主梁結構受損經常出現主梁變形等情況，一種為主梁為鋼箱式，此種因主梁兩側安頂升油缸，因主梁兩側受力不均，油缸無法同步提升，另兩側油缸易出現單側泄壓造成模板升降高度不同，調整困難。存在模板種類繁多不易選擇，大多采用半人工、半機械式，模板可調節性差，容易形成混凝土梁體損壞，并且結構存在安全不理想，容易出現安全結構不穩定。因此急需提供一種結構簡單，操作方便快捷、安全穩定的自動化程度高的裝備。本文研發了一種新的模板，并在該項目中鐵十四魯南高鐵費縣制梁場、中鐵十四局京唐鐵路房橋制梁場使用效果良好。

1 主要特點

本箱梁模板采用全鋼結構，整體進出、液壓收和效果好。主桁架為鋼梁結構，頂升油缸設在主梁內，通過兩側設計支撐，保證模板兩側平穩同時起升。液壓系統采用10路控制閥，每個截面都可以滿足單獨運動,并采用遙控控制，一個人就可以完成整套模板拆模工作，模板節與節之間自動開合，無需再用人工撬動。操作安全、方便、快捷、自動化程度高。鋼支腿落于底部支撐上，通過調節板滿足內模抽出時的空間需求。模板提升就位后，安裝限位壓杠通過擰緊螺栓固定，防止因油缸突然泄壓造成主梁下陷。主梁頂升油缸分三路液壓控制系統控制，可分別控制中間段與兩端。

2 主要技術特點

全自動液壓箱梁模板的主梁為下承式結構更加安全穩定，模板的變節面位置為整體結構，無需進行反復安裝、人工拆卸。提高了模板的自動化程度及結構安全性，同時提高了施工效率。

1)主桁架為鋼梁結構，頂升油缸設在主梁內，頂升油缸的鋼管在套筒內滑行，主梁升降同步不會產生傾斜。

2)液壓系統采用10路控制閥。主梁頂升油缸分三路液壓控制系統控制，可分別控制中間段與兩端。模板變截面為整體式設計。每個截面都可以滿足單獨運動。

3)液壓系統采用遙控控制，一個就可以完成整套模板拆模工作。

4)模板節與節之間自動開合，無需再用人工撬動。操作安全、方便、快捷、自動化程度高。

5)預制箱梁模板體系的構造。

由側模、內模、端模、底模、液壓系統和支撐件組成，見圖1。

3 箱梁模板安裝

3.1 箱梁模板外模拼裝

底模拼裝前與項目部相關部門人員(項目部技術員)確定底模安裝臺位及內模的存放臺位，見圖2，圖3。

3.2 底模拼裝

通過對內模臺座及底模臺座的測量,按照已經在底模臺座上部定位的中心線,按照圖紙設計及正確編號將底模依次放置于底模上部,將中間第一塊底模按照已經定位好的中心進行正確的中心定位,以中間第一塊模板中心為起點,按照高速鐵路標準跨徑32.6 m箱梁底模的拼裝設計及反拱計算公式Y=0.060 5X2，開始對底模進行反拱的調整，調反拱的同時對底模連接法蘭處進行螺栓緊固及頂部的拼縫平整的調節及底模中心線與底模臺座中心線相重合(底模安裝如圖4所示)。

3.3 側模拼裝

側模拼裝是由中間向兩側，由底部向上部，由內側向外側拼裝。首先將側模支架與側模按照正確的拼裝編號(支架與側模上有噴涂)進行拼裝，同時將連接處螺栓進行緊固，將側模按照拼裝順序擺放于臺座兩側。現場使用側模板如圖5所示。

將側模下部由中間向兩側拼裝，并拼裝好縱聯支架，底部千斤絲桿。此時底部千斤絲桿只起支撐作用，暫不焊接固定，后期調節安裝尺寸時再進行焊接固定。現場安裝圖如圖6所示。

側模底部拼裝好后，按照同樣的順序從中間向兩側拼裝側模上部。側模下部及側模上部的拼裝都要按照正確的編號拼裝，拼縫編號一一對應，同時法蘭連接穿好定位銷和螺栓。側模上部拼裝時用上部千斤進行支撐，此時上部千斤與縱聯不進行焊接固定，待調整上部反拱時進行焊接固定。側模上部拼裝時步行平臺托平槽鋼提前與側模上部拼裝完畢，如圖6所示。側模上部拼裝完畢后接著拼裝步行平臺、平臺護欄和步行樓梯。安裝完成如圖7所示。

3.4 模板拼裝尺寸的調整

通過調整底部千斤來調整側模開口的設計安裝尺寸，同時將底部千斤全面進行固定焊接，以防止其移動從而影響側模的安裝尺寸，也為了防止打梁時模板震動而發生移動。側模上部反拱調節時由中間向兩側調節，通過調節上部千斤來調整反拱。

3.5 兩側擋板模板的拼裝

在將側模反拱調節完的基礎上，進行擋板模板的拼裝，對于標準跨徑箱梁擋板模板拼裝時開口上部按照梁寬12 600進行調整，開口下部按照12 590進行調整，兩側擋板模板底部各向里5 mm，擋板模板為向外張口，便于提梁。

3.6 堵頭的拼裝

堵頭拼裝前需要現場對堵頭內側的錨盒進行修改,即錨盒側面四周需氣割孔,割孔位置為盡量水平對稱割孔,主要目的是穿鐵絲固定套在錨盒上的橡膠圈。

3.7 內模與側模的整體拼裝

內模與側模的整體拼裝如圖8所示。

內模與底模拼裝前,將箱梁內托內模的小橫梁及固定槽鋼等全部整體拼裝在側模內部,注意保證內模側模內托內模的所有小輪頂面至底模的距離為840 mm,然后用卷揚機將內模拖至側模內進行整體的拼裝，內模拉進側模內部,內模由收起狀態變為全部展開狀態。

4 箱梁重點工序的控制

箱梁模板的底模、側模需牢固的固定在臺座及地面上，并應每隔10個循環檢查結構連接牢固程度。箱梁內模則需要每個循環都進行檢查。

1)檢查模板變截面位置是否因有異物或操作不當造成的損壞。

2)檢查內模主梁下部的滾動滑輪是否旋轉正常。

3)檢查液壓系統是否有漏油點，液壓系統正常工作壓力為16 MPa～18 MPa。

4)每次拖動內模前需要嚴格測量，主梁下端滑輪與存放臺車滑輪是否在一條直線上。偏差不能大于2 mm。

5)大箱梁模板進行打梁前模板使用面需用水泥加水涂抹于表面，待干燥后打磨干凈，表面涂脫模劑。

6)打梁時設計用時6 h，正常打梁用時5 h～5.5 h，打梁時工人總數26人～28人。

7)正常情況下打梁結束后40 h拆除內模，50 h后穿鋼絞線可進行間隔對稱張拉。

5 效益分析

產品研發成功后迅速占領了市場，引領了高鐵箱梁施工的新工法，得到施工單位一致好評。為企業增加新的高附加值產品，年新增產值1 000萬元，以本體系在魯南制梁場的應用為例。以中型普通制梁場為例，僅人工費可節約成本200萬元。取得了較好的社會經濟效益、提高了高鐵箱梁的施工效率、箱梁成型效果更好。

1)施工人員減少，一般模板需要施工人員17人采用本文研發的模板后可縮減至5人，節約12人。

2)拆模施工人員，常規施工拆除模板17人，采用新裝備后僅5人，節約12人。

3)人員勞動強度，按常規施工，模板拼裝拆除時需要對局部進行人工調整；使用全自動液壓體系后，實現整體裝配，模板通過液壓系統自動調整。原每個施工巡回需要100個工時，采用新模板后僅需要35個工時，工人勞動強度明顯降低。

6 結語

全自動液壓箱梁模板開發和應用，推動高速鐵路箱梁施工的發展。并以此獲得山東省泰安市專利二等獎。此模板自動化程度高、施工質量提升引領了高鐵箱梁施工的新工法，得到施工單位的一致好評，又為企業增加新的高附加值產品，值得推廣。