高稳定性整体自行、滑移式液压模板在T型梁预制中的应用与研究

刘备 王昊森

摘 要：随着人工成本的不断提高，公路工程项目基础建设的成本也随之增加，施工过程中迫切需要研发自动化程度高的新设备和新工艺，以降低人工作业强度和作业成本，本文着重介绍了高稳定性整体自行、滑移式液压模板在公路T型梁预制中的应用与研究。

关键词：液压模板；T型梁预制；自行式；施工应用

一、目的和意义

郑州至西峡高速公路尧山至栾川段采用双向四车道高速公路技术标准，设计速度100公里/小时，其中郑西高速尧栾段YLTJ-5标，起点桩号为K58+300，终点桩号为K69+900，全长11.6km。线路自东向西布线，起点接YLTJ-4标段，位于嵩县车村镇孟家庄西南侧，沿天铜路西行，绕东沟村南，下院南，于K59+700附近设置白云山互通和服务区（合并设置），路线继续沿天铜线南侧西行，绕石窑沟南，明白川南，栗园南，于白云漂流处K63+150上跨天铜线，之后路线设置铜河隧道（长976米），路线从K64+700处北沟口北侧上跨白云山景区，后设置白云山隧道至本标段终点。

本标段全线大中桥共有14座，上部结构主要为20m预制箱梁、30m预制T梁、40m预制T梁及现浇梁。本标段预制梁总计有1248片，其中20m预制箱梁148片，30m预制T梁1004片，40m预制T梁96片。

目前国内混凝土T梁的预制梁模板多为拼装式，采用拼装式模板的优点是设计、制造较方便，成本较低。但也存在许多缺点，在T梁预制生产中一是模板难以控制，接缝处混凝土易发生错台、飞边、漏浆等质量通病；二是模板安装拆卸时间长，联结件多，更换频次高，造成模板变形，降低其使用寿命，增大成本；三是人工拆除模板比较困难，来回倒运拼装时间较长既费时费力工人劳动强度又大。

本项目的桥梁预制梁片主要以30m预制T梁较多，计划采用整体自行、滑移式液压模板进行预制，可以有效解决上述潜在的不利因素。该模板能够实现X、Y、Z方向位移，模板在沿制梁台座布置轴线方向上可整体自行移动，不用龙门吊机来回吊运，提高龙门吊机的使用效率；模板整体自行移动就位后，侧模通过液压千斤顶侧向滑移就位，调整高度。采用整体自行、滑移式液压模板，可以有效减少施工中安全隐患，提高制梁速度，在提高机械化程度的同时减小劳动强度，提高功效、降低成本，改善梁体外观质量。

结合郑西高速尧栾段YLTJ-5标30m预制T梁的制作，对T梁预制中的整体自行、滑移式液压模板的设计、制造、安装的关键点进行研究，形成施工准备期的关键控制流程及控制指标，确保投入使用的模板满足强度、刚度、稳定性及混凝土外观质量的控制要求；另一方面通过对预制施工期间模板的运行工况进行总结分析，形成整体自行、滑移式液压模板T梁预制施工工法。目前国内公路、铁路、市政建设正处于高峰期，本项目的研究成果对类似项目施工时有一定的借鉴作用。

二、国内外研究水平综述

目前国内外采用整体式液压行走模板在箱梁预制中的应用研究较多，但高稳定性整体自行、滑移式液压模板在T型梁预制中的应用与研究研究较为罕见。

和同类的整体自行走液压箱梁模板相对比较，以往的研究对场地要求大且模板自身的稳定性难以控制，本次研究T型梁高度交箱梁高，模板的稳定性及重心难以控制，该项研究解决了此难题。

三、研究内容、研究方法和技术路线

本项目主要研究的内容是预制T梁整体自行、滑移式液压模板的设计及应用。研究方法主要采用现有类似工程的调研、分析，选取最合适的设计、计算方法，优化设计参数；在施工过程中通过数据采集、回归分析，调整优化模板结构及运行方法。具体的技术路线如下：

1、预制T梁整体自行、滑移式液压模板的设计

自行式液压整体模板，是在普通传统模板拼装成型后，再加装行走台车，带动模板行走，台车上配置纵向和竖向油缸，在模板到达制梁台座位置后，通过油缸调节模板的垂直度和平面位置以达到使用要求的工艺装备。其优点主要有：采用液压可移动式整体模板，模板拼装、调整方便快捷、就位准确，接缝密贴；使用液压可移动式整体模板，不仅提高了模板安装效率、降低吊装操作风险、降低工人劳动作业强度，而且提高模板的利用率。与传统吊装式侧模相比，它只需要一次安装，在整个体系安装、调试完成后进入施工状态，整个体系模板的横梁向安装、拆卸，纵梁向移动都借助侧模系统下的自行式液压小车系统来完成，整个施工过程的模板体系不需要再借助吊装设备，大大降低安全风险。与传统液压T梁模板相比，它增加了竖向调整和纵梁向移动功能，侧模系统的利用率可提高2-3倍。

通过对不同的模板设计方案、计算方式的比选，包括模板的结构类型、行走驱动方式、滑移方式、精调结构等各方面进行多方案比选，形成最终满足施工质量、安全要求，制造、远行成本低耗高效的设计方案，总结形成专项设计程序、手册。

2、预制T梁整体自行、滑移式液压模板梁场布置研究

（1）自行滑移式液压整体模板能够实现X、Y、Z方向位移，配合移模小车，通过自动力系统移动到下一个制梁台座，可实现在不同制梁台座间移动，具有可重复使用功能。

（2）由于自行滑移式液压整体模板可实现在不同制梁台座间移动，使移梁小车与整体模板的配合使用成为可能，避免了目前市面上整体模板仅能配置提梁机使用的局限性，使整体模板不仅能够和搬梁机配合使用还能和移梁小车配合使用，设备投入降低效果显著。

（3）制梁台座布置形式不同。传统T梁场台座布置，根据生产不同的地基采用条形基础、小直径刚性桩基础、板式基础等形式，从施工工艺角度考虑，可将制梁台座分为滑动式和固定式。

（4）进行类似工程调研，总结分析采用不同型式T梁预制模板时的梁场规划，通过规划前的研究及使用过程中的总结、纠偏、回归分析，对采用整体自行、滑移式液压模板梁场的总体布置、功能区的规划，以及最佳规划布置方案、产能计算等各方面进行总结、分析。

3、预制T梁整体自行、滑移式液压模板施工技术研究

对采用整体自行、滑移式液压模板的预制T梁从施工配合比及混凝土浇筑、养护等各工序、各方面进行试验、研究；对模板的安模、拆模、移位等各环节进行总结提升，并形成相应的操作规程；对整个模板体系施工全过程各个环节进行监控、量测，包括施工中混凝土缺陷的分析，以在过程中改进、完善模板体系，并形成相关的工法。

四、进展情况

根据依托项目郑西高速进度计划，制定了该技术应用与实施方面的详细计划，目前已完成第一阶段（制定及优化方案、进行模板设计、台座布置、梁场方案细化），第二阶段（根据设计方案进行实施）正在实施当中，接下来项目技术人员根据工程进展情况，理论与实际施工相互印证、调整，定期形成书面总结报告。

五、模板实际使用效果

1实际使用效果

1.1经济效益分析

根据常规普通模板和自行式液压模板的现场统计数据对比（以一套液压模板、一套普通模板、单片30mT预制梁而论），液压模板单套50.0万，普通模板单套32.0万；人工方面液压模板就位只需2人，普通模板就位需10人配合就位；時间上液压模板就位约30分钟，普通模板拼装就位约3.5h。

根据项目所在地河南省洛阳市当地人工160元/天计，液压模板人工=2×160=320元，普通模板人工费=10×160=1600元，每天节省人工费用1280元，最为显著的是同等条件下每天节省时间3h。

六、结束语

通过高稳定性整体自行、滑移式液压模板的应用，模板可以进行纵向、横向行走，在到达既定位置后，通过上下调节油缸，对模板高度进行微调，即可达到设计要求。模板的拼装与拆除3名作业人员在1个小时内便可轻松完成，相比普通传统模板大大降低了人工成本和施工安全风险，提高了功效，具有较好推广应用前景。

（作者单位：河南省郑州至西峡高速公路建设有限公司）