大型混凝土模板結構體系控制初探

雷文勝

（福建寶宏建設工程有限公司， 福建 寧德 352100）

1 實際工程

1.1 工程概況

某大型懸索橋索塔采用預應力鋼筋混凝土，索塔主要由塔柱和橫梁兩部分構成，混凝土總方量為8992.3 方，索塔上、下塔柱外模采用液壓自爬模爬架施工，內模采用翻模施工，滿鋪防墜平臺，內外模板均采用鋼模板，下橫梁采用落地鋼管貝雷支架施工，上橫梁采用無落地式牛腿托架施工，內模采用木模板施工。

1.2 模板說明

塔柱內外模板采用鋼模，模板面板采用6mm 鋼板，次背肋采用型號為10 的槽鋼，主背肋采用兩根14B 型槽鋼，考慮到混凝土在某些部位較大，對模板側壓力要求很高，故而主肋間距設計為3×1.05m+2×1.2m。模板高度6.12m，標準節段施工高度為6m，前一節段模板下包100mm在上一節段已澆筑混凝土，保證新舊混凝土接縫質量良好，標準節段模板上挑20mm，以防止混凝土溢出。

索塔四面收坡且四角為定型，外模四面在中部分模，各自依托爬架拆模后移，共分為8 個拆模單元，各拆模單元隨各單元爬架平行于該單元外側邊線爬升。外模采用抽塊設計，截面變化時，長邊交替抽塊，每次抽塊119mm，短邊單側抽塊，每次抽塊54.9mm。外模四角位置為了保證棱角完整，在俯仰面兩側做小轉角包模。

內模分為四個拆模單元，每個單元帶轉角模板，各單元拆模后整體吊裝（拆模前就先將背肋多余部分割掉）。內模模板采用抽塊+調節板設計，每次抽塊240mm。

外模主背肋與架體主背肋之間采用高強螺桿連接，內外模板各單元之間背肋采用專用U 型連接件用M22×120 螺栓相互連接，各單元內部模板之間采用M20×50 螺栓相連，模板與主背肋之間采用專用U 型連接件用M22×170 螺栓連接。

拉桿采用通常Φ25 的PSB785 精軋螺紋鋼，拉桿孔采用Φ50PVC管。

外模每面組裝后安裝通長主背肋，最大安裝尺寸為5m×6.12m，重約3.67t。內模同樣在每個拆模單元組裝完成后安裝主背肋，最大尺寸6.33m×6.12m，重約4.65t。

1.3 設計計算與驗收

1.3.1 側壓力計算

混凝土作用在模板上的側壓力，隨著混凝土的澆筑高度的增高而增加，但當澆筑高度達到某一臨界值時，即使高度增加，側壓力也不再增加，此時的側壓力即為新澆筑混凝土的最大側壓力。模板側壓力最大值的澆筑高度就是混凝土的有效壓力水頭。結合理論及工程實踐，按照下列二式計算，并取其中的最小值：

其中：

帶入工程實際值計算:

1.3.2 外模面板計算

外模板采用6mm 鋼板，依照規范，可以按照單向受力板計算，取1m 款的連續梁板帶計算。

除以上計算之外，還需對外模板橫向、豎向背帶以及拉桿受力進行設計檢算，該工程中檢算都符合設計及規范要求，在此不予贅述。

2 分析

針對上述實際大型混凝土模板結構體系案例，從模板材料、模板設計計算、模板施工和模板管理進行分析總結，并得出相關混凝土模板體系控制要點。

2.1 模板材料分析

在大型混凝土模板結構體系施工的相關問題中，模板材料的選擇至關重要，因為模板是直接實現混凝土規定尺寸成型的根本途徑，也是作為約束其形狀的結構，因此必須考慮其強度、剛度和穩定性，除此之外還需考慮在實際施工過程中可能受到的一系列不利影響，防止模板結構坍塌事故的產生。該實際混凝土工程中，所用模板為鋼模板和木模板，鋼模板主要用在塔柱外模、內模和橫梁側模，木模板主要用在橫梁內模及底模[1-3]。

橫梁內部結構尺寸復雜，斷面小，相比鋼模板，木模板有其特有的彈性和柔性，因此更有利于施工操作。此外，木模板吸水性差且密度比較高，可以將其應用在水位經常變化的地區以及潮濕的地區，不用擔心模板因為水分的影響發生變化影響澆筑的混凝土的質量，同時木模板還可使混凝土內部的水分緩慢揮發。

鋼模板和傳統木模板相比，有較多的優點。單塊鋼模板通常比單塊木模板面積更大，減少了因模板塊數量大而造成施工的不便利；此外鋼模板抗變形能力更高，因此澆筑完成的混凝土更美觀，平整度更容易達到要求；鋼模板的使用也可以降低木材的損耗，對環境保護亦有作用；施工產生的噪音較少，施工成本較低[4-5]。

針對大型混凝土模板結構體系，從上述分析得知，一般情況下，對于較大尺寸混凝土結構，外模使用鋼模板更合理，因為其具有穩定的強度和剛度，面板自出廠之日到啟用，隨著混凝土澆筑次數的增加，面板變形量較小，背帶幾乎沒有變化，所以混凝土外表美觀，模板結構體系安全穩定。木模板則更方便用在小面積尺寸混凝土結構，配套切割機使用，可以應對很多復雜截面尺寸，對于采用鋼模板后，調整位置會復雜的部位，也可以采用木模板，例如該案例中的橫梁底模。

2.2 模板設計計算分析

從以上分析可知，大型混凝土模板結構體系由于其結構受力狀況的復雜性，所以其設計檢算是一項很復雜的工作，此外可以看出，規范規定的檢算方法也存在一定的局限性。當面對特殊模板工程時，必須結合工程實際，進行相應對比檢算，以防因為結構不穩定或者強度剛度達不到要求出現坍塌現象。

2.3 模板施工分析

模板施工可以檢驗模板結構體系是否能夠正常工作。分析該大型混凝土模板結構體系的施工可以看出，模板施工控制，需要把控兩個方面，一是按照規范編制合理的專項方案，二是施工嚴格按照方案及相關規范。編制的大型混凝土模板結構體系施工專項方案，其內容應該包括：工程概況，編制依據，施工計劃，施工工藝，設計說明，模板系統，支架系統，質量和安全保證措施以及模板施工過程中的風險等內容。這些內容需要結合相關規范進行編制。施工過程中，嚴格按照方案進行。

施工過程中的模板結構體系相關控制措施有：一是模板安裝前要對上一道工序所涉及的標高、尺寸、預留孔、預埋件位置按照設計圖紙進行節段竣工驗收，且期間需要質量檢查人員的參與，以免出現差錯。二是模板要能保證混凝土工程結構和構件部分形狀、尺寸相對位置準確，有足夠的剛度、強度和穩定性，接縫嚴密，不漏漿。三是模板每周轉一次，都需要將表面殘余混凝土進行清理，且下一節段混凝土施工前得涂抹脫模劑，遇到變形和損壞的模板，應及時修整。四是模板的拼縫、接頭模板拼縫、接頭應嚴密，并且用密封條或泡沫劑進行封堵，避免出現漏漿等現象，造成混凝土外觀缺陷。五是關于模板的定位，模板澆筑前，要保證混凝土保護層厚度處于規范范圍內。

2.3 模板管理分析

完善的模板質量、安全管理可以防止模板結構體系產生坍塌，杜絕中、特大事故的發生，結合上述實際工程，分析總結出以下管理要求：

（1）作為建設單位，在工程建設時，應當充分考慮大型混凝土模板結構體系安全、質量管理所需的費用，因為對于大型混凝土結構工程，模板工程占比可能會很大。為了保證這部分費用，可以考慮將此費用不納入招、投標競價范圍。

（2）作為設計單位，應當充分考慮該種工程施工安全操作的需要，對設計施工安全、質量的重要環節，在設計說明上予以說明，并且提出指導意見，適當增加關于安全質量設施工程量計量。

（3）施工單位編制大型混凝土模板結構體系專項方案后，須經具有相關檢測資質的咨詢單位組織的專家論證，之后才可以實施。模板材料，支架架體等應符合國家規范標準。無國家標準參考時，須經質量監督部門進行鑒定，合格后方可投入使用，

（4）施工前，必須切實履行好三級技術交底，并且相應制定安全技術交底，工程項目技術負責人對現場負責人、工程部長進行交底，熟悉質量、安全控制要點，之后工程部長對項目部施工員進行技術交底，詳細工序安排，控制要點和安全措施，第三級為施工員對班組成員進行技術和安全交底，說明施工質量要求、工序安排、安全文明施工等細部操作，三級技術交底必須逐級進行，且要在工程開始之前完成。

（5）大型混凝土模板結構拆除工序必須要在施工方案中明確規定，規定拆模順序、拆模時間、拆模部位等，并且施工班組拆除時，嚴格按照方案中的規定。工程監理單位在施工工序的旁站過程中，對于模板安裝，如果發現存在安全和質量隱患時，一定要切實履行好監理責任，及時書面要求施工單位進行整改，整改不及時，或者情況嚴重時，應當書面要求暫停施工，并且在規定時間內及時上報給建設單位。

（6）施工單位進行混凝土澆筑時，嚴格按照施工方案規定的施工工藝和施工方法進行。必須配備專人進行模板的變形監測。出現異常變形或者沉降，應當及時報告給現場管理人員，必要時停止混凝土澆筑，查清楚原因后再進行混凝土澆筑作業。

3 結束語

本文結合實際工程項目，對大型混凝土模板結構體系控制要點進行初步研究，認為面對大、高、大跨度的工程建筑，大型混凝土模板結構體系的發展顯得尤為重要，為了避免施工過程中產生安全、質量隱患，必須抓住模板結構體系的控制要點，從技術上加以控制，這樣才能使模板結構體系跟上發展的潮流。