客运专线900 t箱梁移动式模型设计与应用

申永利

（中国中铁航空港建设集团有限公司 北京 100093）

1 工程概况

武广客运专线土建二标由中铁一局集团公司承建，标段起讫里程为 DK1397＋664.00～DK1402＋769.00，位于湖南省的岳阳市境内，地形多为山坡丘陵地带，部分桥梁处于两隧道之间。设计单位建议箱梁采用移动模架原位现浇施工，经现场实地调查和研究，拼装移动模架场地受限，拆装工序频繁，施工成本高。经与设计院沟通，最终采用支架原位现浇900 t箱梁施工工艺。

（1）施工方案设计。由于地形起伏大，桥墩超过10 m或地基条件比较差的，采用钢管支墩贝雷梁施工方案；其他采用轮扣式满堂支架施工方案。箱梁内模采用简易的杆件拼装，便于现场操作，外模采用特制钢模组成，提高拼装速度，并且设置滑轨整体滑移，加快模板的周转速度，提高机械化程度和施工效率。

（2）方案分析。以上2种方案避免了高位落梁，具有受力均匀和安装拆除方便的优点；施工中支架沉降易于控制，便于控制箱梁的施工线形。同时利用公司现有大直径钢管、贝雷梁和轮扣式支架等周转材料，可降低成本，缩短材料采购周期，加快施工进度。

2 模型设计

模板设计的原则是：必须具有足够的强度、刚度和稳定性，能可靠地承受施工过程中可能产生的各项荷载，保证结构物设计尺寸。由于多处特大桥采用支架现浇箱梁施工，工期非常紧，经过仔细研究和经营成本的考虑，在传统箱梁模板设计中进行创新，使模型操作简便、拼拆灵活，同时解决模板横向、纵向移动的应用难题。箱梁侧模设计为大块拼装式模板，螺旋撑杆联接，底模使用方木、竹胶板，利用支架横梁做为底口拉杆，两侧设置锁定装置，固定底模，侧模设置滑道，整体滚动行走，提高模板的周转次数和施工进度。箱梁内模采用小块模板，简易的杆件联接，使用节段拼装，便于工人拼装、拆卸，易于现场操作。

2.1 移动外模设计

模型除了满足稳固、牢靠的要求外，需考虑拆装、走行的方便、快捷。本套外侧模型设计主要由模型系统、支撑系统、横移系统、纵移系统组成。模型的主要构件有：操作平台、外侧模、支撑丝杆、横移底座、纵移小车、纵移底座、圆角模型等。移动系统流程：模型就位状态需锁定斜楔，旋紧支撑丝杆，固定横移底座，锚固纵移小车。待混凝土浇筑完成后，先旋开支撑丝杆，降低侧模高度，解除斜楔及横移底座的锁定，缓慢下落、使用多个螺旋顶横移外侧模，保证滑移过程中侧模底部倒角处不与支座和垫石发生冲突，解除纵移小车锁定，沿纵移轨道使用倒拖拉移动模型过跨，进行下孔梁施工作业。移动式外侧模型构造见图1。

图1 移动式外侧模型构造图（单位：mm）

2.2 内模设计

由于内模主要由人工拆、拼，因此内模设计采用小块组合钢模型，模型采用桁架支撑。内模在桥下分节拼装，吊车分节吊装，待混凝土浇筑完成后，人工将模型拆分，运出梁体内腔，拼装成节段后待下次使用。

3 施工应用

3.1 支架系统

轮扣满堂支架设计采用常规布置原则，顺桥向在梁两端采用60 cm间距，中间为90 cm间距，横桥向为90 cm和60 cm间距，剪刀撑按4纵6横设1道，每4.5 m高设置1道。支架顶横梁采用10号槽钢，顶铺9 cm×9 cm的方木，地基基础采用碎石处理，承载力要达到250 kPa。

钢管支墩贝雷梁支架设计采用直径426 mm×8 mm螺旋钢管，分配横梁选用2根40b工字钢，支架纵梁选用321型贝雷梁3 m×1.5 m。纵向钢管支墩按跨中对称布置6排，横向按梁中心对称布置5根钢支墩。支墩顶贝雷梁按梁中心对称布置15排，地基采用挖孔桩或扩大基础，3根中间支墩承载力要求为755.2 k N，侧面支墩承载力要求为456.3 k N。

采用极限状态设计法，分项系数取值时恒载取1.2，活载取1.4。对2种结构形式进行了杆件强度、刚度、局部稳定和整体稳定性计算，均满足规范要求，计算过程由于篇幅有限在此不再赘述。

3.2 现场施工

支架现浇箱梁工艺流程见图2。

图2 支架现浇箱梁工艺流程图

根据现场实际情况，选择合适的支架方案进行支架搭设和预压，预压荷载为最大施工荷载重量的110%。预压加载按60%，100%，110%分3次加载，并根据压载数据调整底模标高。完成支架系统预压后，进行底腹板钢筋绑扎，安装内模，最后绑扎顶板钢筋，浇筑混凝土。等强养生，待达到设计要求后，张拉压浆。

3.3 模型拼装与钢筋绑扎

（1）底模安装。在满堂支架的顶托上布设10号槽钢作为横向分配梁，间距90～60 cm（若是采用钢管桩贝雷梁支架，分配梁纵向间距采用75 cm，以便布置在贝雷梁的节点上），在10号槽钢上铺设10 cm×10 cm的方木，作为纵向分配梁，方木间距30 cm，并在腹板位置满铺，然后铺设2 440 mm×1 220 mm×18 mm的胶合板做底模，底模铺设平整，不能错台，接缝严密，缝宽和错台不大于1 mm，并用腻子封闭刮平，做到不漏浆。

（2）侧模安装与钢筋绑扎。箱梁外侧模型基本结构有：上侧模、下侧模、斜撑、圆角模、横移底座、侧模纵向移动小车、挡板模、操作平台、三角支架、横向槽钢底座、斜楔支座、斜楔、螺旋撑杆、千斤顶座、振动器底座、斜楔压板和拉杆等。

侧模采用定型钢模，每套箱梁模型采用标准节长2 m×3.2 m、2 m×2.75 m、2 m×2.7 m、2 m×2.5 m、2 m×4 m和2.3 m，模板之间用螺栓连接，每块模板都设计纵移底座、移动小车和模板的调节装置。用千斤顶和调节装置调整模型，使模型的几何尺寸和标高符合设计要求，侧模调整到位以后，开始底腹板钢筋的绑扎，同时进行腹板波纹管的安装，移动式外侧模型系统见图3。

图3 移动式外侧模型系统

（3）内模安装与顶板钢筋绑扎

内模主要由平模、倒角模和螺旋支撑杆件组成，支撑立杆支座采用钢筋支撑（用直径16 mm钢筋加工）与底层钢筋网焊接在一起。

一般在墩身不高的情况下，内模拼装在地面进行，待底板和腹板钢筋绑扎完毕，用吊车直接将拼装好的内模吊入再绑扎顶板钢筋，这样有足够的工作面展开施工；相反在高墩上作业时，只能采用小型杆件拼装。内模标高固定完成后，绑扎顶板钢筋，节段拼装式内侧模型现场见图4。

图4 节段拼装式内侧模型现场

3.4 混凝土灌注

梁体采用泵送混凝土连续浇筑，箱体一次成型，一般控制在6 h为宜，浇筑顺序为“先底板、再腹板最后顶板，由墩顶两端向跨中浇筑”，采用2台混凝土汽车输送泵对称、连续浇筑，以水平分层（浇筑厚度在30～50 cm）、斜向分段的施工工艺左右对称浇筑。箱梁混凝土浇筑顺序见图5。

图5 箱梁混凝土浇筑顺序

（1）为保证底板、腹板与底板交接处混凝土密实，在浇筑时先从两端将底板3 m范围内的底板混凝土灌满，用插入式振动棒振捣。在梁端交接处振捣用钢筋引路，注意插棒位置，防止振捣后难以拔出。

（2）由两端向中间，通过腹板左右对称地浇筑底板以及底板与腹板交接处的混凝土，左右腹板混凝土高差不超过一层，以插入式振动棒为主、附着式振动器为辅进行振捣。

（3）梁体浇筑过程中，安排专人负责观察、检查支架、模板及预埋件的稳固、移位和变形情况，发现问题及时处理。

（4）混凝土灌筑完成后，对顶板、底板混凝土表面进行二次赶光、抹面，保证梁顶面平整、光洁。

（5）梁体浇筑完毕用养生棉毯覆盖，由专人负责浇水养生，梁体始终保持湿润，养生期不少于7 d。混凝土养护期间，混凝土内部最高温度不得大于65℃ 混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃，养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃。

3.5 模型移动

（1）拆模。当混凝土强度达到设计强度的60%以上，拆除内模，横移外侧模系统，达到设计要求后，进行箱梁张拉，终张拉完成后，在48 h内进行孔道压浆。拆模温差应控制在15℃，梁体混凝土心部与表层、箱内与箱外、表层与环境温差均不大于15℃，气温急剧变化时不宜拆模，并要保证梁体棱角完整。

拆模流程：先拆模型拉杆，然后松开模板支撑楔块和螺旋支撑杆，使模型回缩，有个别不好脱模的可用锤子轻轻敲打振动外模，就可完全脱模。

（2）过跨。过跨前，完成下一跨支架搭设，在上面布设好横梁和底模，安装外模纵移槽钢轨道（按标准尺寸安装和既有轨道连接），然后使用倒链或者卷扬机整体牵引外侧模到下一跨，外模滑移过程一般半天就能到位，整个过程简单、方便。

4 结语

通过对移动式外模系统设计和现场应用，箱梁现浇的施工效率明显提高，特别是桥梁跨数较多时，体现更为突出。模型吊装由原人工辅助机械转变为人工利用模型半机械设计优势，自主完成脱模、移动、组装工序，方便快捷；施工过程中内膜系统设计采用分节拼装，对现场场地有一定要求，施工中应提前做好现场的施工规划安排。整体施工方案可行，操作简便，降低了工程的施工成本，加快了工程施工进度。

［1］ 王志亮，杨 勇.碗扣式脚手架与军用墩组合应用于现浇PC箱梁施工［J］.铁道建筑技术，2002（3）：17－18.

［2］ 杨文渊，徐 犇.桥梁施工工程师手册［M］.北京：人民交通出版社，1996.

［3］ 铁建设［2010］241号.高速铁路桥涵工程施工技术指南［M］.北京：中国铁道出版社，2011.

［4］ 王群伟，崔 珑，姜 勇，等.客运专线铁路工程质量安全监控要点手册［M］.北京：中国铁道出版社，2009.

［5］ GB50017－2003钢结构设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2003.

［6］ TB10002.2－2005（J461－2005）铁路桥梁结构设计规范［S］.北京：中国铁道出版社，2005.