預制T梁無軌全自動移動模板施工技術

吳 剛，張 健

(浙江交工集團股份有限公司，浙江 杭州 310000)

0 引言

目前在國內基礎設施建設領域，預制T梁模板一般采用多個節段組拼，每兩個橫隔板間設1節模板，每澆筑1片梁需分節拆除、分節組拼模板，安拆時需門式起重機等設備配合，多個臺座配置1套模板。由于模板節段較多、作業人員多、工效低，導致單片梁板預制效率低，且模板長度方向設有拼縫，每次梁板預制前均需對接調整，導致不能穩定保持梁體外觀質量。梁板混凝土澆筑完成且模板脫模后，臺座附近通常存在大量垃圾、零配件等雜物。為提升公路工程建設品質，大力推行橋梁預制構件工廠化、標準化、精細化生產，須對傳統T梁預制技術進行創新。本文以臨金高速臨安至建德段工程第TJ01標段的無軌全自動移動模板預制T梁進行說明。

1 工程概況

臨金高速臨安至建德段工程第TJ01標段起點接千秋關，終點接上跨杭徽高速的於潛樞紐，范圍為K0+000—K24+100。本標段橋梁T梁集中預制，長度劃分為37，35，30，29，28.86，28.744，27.09，25，22，23.792，20，16，10m，共4 259片，其中30m標準的T梁2 200片(見圖1，2)。針對此類T梁，項目研發可整體脫模、不用鋪設軌道可自動行走的模板體系，彌補T梁預制存在的缺陷。為便于模板整體行走，平行布置預制臺座與門式起重機軌道，且每條線為7個臺座配置模板，以提高模板利用率。

圖1 T梁立面

圖2 T梁斷面

2 無軌全自動移動模板構造

2.1 特點

無軌全自動移動模板拼裝每節普通鋼模板后，將各節連成整體，并安裝具備多向行走功能的行走輪及動力系統，配置豎向頂升油缸及橫向頂推油缸，當模板靠近預制T梁臺座后，通過調整頂升油缸以達到T梁混凝土澆筑要求的高度，頂推油缸用于模板整體脫模。

相比傳統模板，該模板只需安裝1次即可。整個模板體系的脫模，橫向及縱向移動行走、就位、頂升都由液壓系統及行走輪完成。整個施工過程的模板體系不需其他吊裝設備，同時場內不需鋪設軌道，有利于文明施工管理。

2.2 體系組成

無軌全自動移動模板包括液壓模板系統、頂推油缸、頂升油缸、主次梁、主動輪、被動輪、液壓泵站、操作平臺等。模板系統由主次梁連成整體，主次梁上設有頂推油缸和頂升油缸，模板系統下設主動輪和被動輪，如圖3所示。

圖3 模板體系立面

2.2.1組成系統

模板由側模模板、齒板、端模等組成，模板面板厚8mm，背肋為10號和12號槽鋼。模板在臺座就位后，模板下口和底部需采取對拉措施，以確保模板在混凝土澆筑時受力滿足要求。橫隔板與腹板相交角度設計為90°，為方便模板脫模，加工時改為91°。

2.2.2行走系統

單側模板行走系統由10個行走輪組成，每2個1組，其中2組4個為主動輪，其余為被動輪，主動輪和被動輪均具有90°轉向功能。每套模板對應7個制梁臺座循環預制T梁，預制梁臺座上的T梁混凝土澆筑完成并脫模橫向行走離開梁板后，該模板順臺座方向行走到下個臺座位置，依次循環進行下片T梁預制作業。行走系統行走及轉向均由電機驅動，通過遙控器進行控制。澆筑狀態行走系統立面如圖4所示。

圖4 澆筑狀態行走系統立面

2.2.3液壓系統

整個液壓系統由泵站、油缸和管道、主次梁等組成。液壓系統支撐主梁為200mm×350mm×8mm箱形梁、次梁為200mm×250mm×8mm箱形梁，主次梁主要承受模板自身荷載、脫模時的水平頂推力。油缸分水平頂推油缸和豎向頂升油缸，水平頂推油缸共3個，行程0.3m，對應于每道橫隔板的位置，用于脫模；豎向頂升油缸共5個，對應于行走輪上方，主要調節模板水平及標高，以達到使用要求，當模板水平位置及標高符合要求后，在模板下方支墊機械千斤頂，用于承受混凝土澆筑過程中產生的荷載，并頂升油缸卸荷，各油缸均在液壓泵站統一進行操作。澆筑狀態千斤頂支撐立面如圖5所示。

圖5 澆筑狀態千斤頂支撐立面

3 無軌全自動移動模板應用

3.1 使用前的檢查與調試

1)單側模板分4塊制作，模板出廠前須驗收尺寸、拼縫、焊縫、平整度等。

2)模板及相關配套部件到達預制廠，組拼成整體后，檢查模板整體長度、螺栓連接等。

3)對液壓油缸進行調試，檢查頂升千斤頂和頂推千斤頂的運行情況。

4)試運行輪式行走機構，檢查行走輪轉向、行走功能是否正常，遙控器及電機發送接收指令是否通暢。

3.2 無軌全自動移動模板體系安裝

1)T梁模板與液壓系統主次梁在工廠內組裝成一體，到場后放平模板，先將行走系統安裝到位，然后豎起模板，將各節段高強螺栓連成一體。

2)T梁模板連成整體后，安裝液壓系統，包括各油缸及泵站。

3)液壓系統安裝調試完成后，操作遙控裝置，使模板系統行走至臺座位置，靠近預制T梁臺座約10cm時，放慢行走速度，緩慢靠近并貼緊臺座，利用豎向千斤頂調整模板標高。

4)模板底部安裝機械千斤頂，豎向千斤頂回油卸荷后，安裝模板底部對拉桿和模板上口對拉桿加固兩側模板，以確保梁體尺寸。澆筑混凝土過程中隨時檢查螺母，防止混凝土振搗過程中松動。在整個混凝土澆筑過程中，直至脫模前，梁體混凝土荷載均由機械千斤頂承受，如圖6所示。

圖6 混凝土澆筑狀態

3.3 無軌全自動移動模板體系應用

1)脫模 混凝土抗壓強度達到20MPa后拆除液壓模板。首先拆除兩端側模和頂部梳齒板，取掉上下對拉桿。驅動豎向油缸使主動輪及被動輪落地，取走機械千斤頂后驅動豎向油缸，使主動輪及被動輪離地面約2cm。驅動水平頂推油缸，使模板脫離混凝土面，直至主動輪及被動輪落地，完成脫模。模板脫模及橫向移動狀態如圖7所示。

圖7 模板脫模及橫向移動狀態

2)行走 主動輪及被動輪落地后，利用主被動輪的橫向行走功能使模板與梁體達到安全距離，然后將主動輪及被動輪旋轉90°，此時模板體系為縱向行走狀態，如圖8所示。

圖8 模板整體縱向行走狀態

3.4 使用注意事項

1)檢查模板間的連接螺栓是否緊固。

2)澆筑混凝土前應驗收模板各部分尺寸，保證結構尺寸達到要求后澆筑混凝土。

3)應安排專人指揮模板移動，控制行走速度,隨時觀察地面有無雜物、模板與梁體安全距離是否符合要求。

4)模板拼裝完成后，應制定專門的操作手冊，并培訓現場操作工人，合格后才能上崗。

5) 模板就位時，因需微調模板橫移，應放慢行走速度，防止損壞模板和預制T梁臺座。

6)混凝土強度達到要求后方能脫模，模板整體脫模時須保證橫向頂推油缸同步，并緩慢施加壓

力，否則易造成模板變形或梁體缺邊掉角。

4 結語

1)技術效益 對傳統模板進行創新，除將模板設計成整體，利用液壓系統調整模板動作外，還將模板行走方式設計成輪式，使模板體系更靈活。

2)經濟效益 傳統模板體系作業需6人，安裝和拆除各需1d，同時還需門式起重機進行配合。采用本技術后，每套模板體系只需4名作業人員在2h內便可完成(包括脫模、行走、立模就位)，極大提高工效，同時不需配合任何起重設備。按250元/工日，門式起重機購買價格46萬元/臺進行計算，每片T梁可節約2 750元人工費，本項目共2 200片T梁采用此技術，共投入7套，每套比普通模板多20萬元，共節約(2 750×2 200+460 000)-7×200 000=511萬元。

3)社會效益 該技術降低施工成本，減輕工人勞動強度，且提高施工效率。梁體外觀質量得到提升，同時現場無須鋪設軌道，模板可靈活移動。無軌全自動移動模板技術的研究與應用填補國內T梁預制技術的空白，引領我國公路工程預制構件模板技術進步。