预制混凝土箱梁横隔板脱模装置的研究

程潇

摘要：由于预应力混凝土预制箱梁属于外露工程，混凝土外观品质成为预制箱梁的控制要点。为此，本文在充分了解横隔板作用机理的基础上，结合具体工程案例，对预制混凝土箱梁横隔板脱模装置的应用进行了分析与探究。

关键词：预制箱梁；横隔板；脱模装置

纵观常规的预制箱梁技术，模板形式单一，虽然能够保证预制箱梁腹板的外观质量，但是横隔板的外观质量往往被忽视。横隔板位于腹板两侧，对于提高梁体的横向刚度起到不可替代的作用，常规预制方法在脱模过程中容易出现掉角、裂缝等质量通病，无法保证外观质量，是创建样板工程、品质工程过程中需要攻克的难点。

我国诸多项目对于横隔板外观控制的研究尚处于起步阶段，由于重视不足，在模板的改进方面流于形式，不能起到彻底改观的作用。随着样板工程要求更加严格，品质工程的推广实施，根治横隔板外观质量通病势在必行，此项成果的研究成功将会极大的提高预制箱梁外观质量，对品质工程的创建产生巨大影响。提高本企业在预制箱梁横隔板外观质量，采取最合理的脱模方式，节省人工，在未来的工程项目中具有同类项目的工程项目应得到大量的推广和应用。通过本项目的研究所取得的成果可广泛指导并应用于预制箱梁横隔板外观质量控制过程当中，对于保证施工质量可控提供一个经济可行的模式。

一、横隔板的作用机理

横隔板在T形梁一类的开口截面梁桥中起着维持桥梁的横向稳定、保证各根主梁相互间连成整体、调整各梁的不均匀荷载等作用，提高了这类梁体的抗扭刚度。同时，横隔板还可使主梁在水平方向连成整体，以承受横向的水平荷载。箱形梁内设置横隔板，可提高梁体的抗扭稳定性，增加截面的横向刚度，限制畸变应力。

横隔板是使桥梁成为空间整体结构的重要组成部分，必须具有足够的强度和刚度。它的刚度愈大，桥梁的整体性愈好，在荷载作用下各主梁就能更好地共同工作。同时，横隔板也需有足够的强度传递荷载。在支承处的横隔板还担负着承受和分布较大支承反力的作用。在开口截面的直梁桥中，内横隔板的设置间距一般为5 m～7 m，厚度为12 cm～20cm，高度为主梁高度的3/4左右。端横隔板的高度一般与主梁同高。这只是一般的经验尺寸拟定，它的强度和刚度是否能起到应有的作用，还需进行计算。对于横隔板的内力计算，一般可按刚性横梁法、G-M法等方法进行。首先求出横隔板的内力影响线，再在影响线上加载来计算内力。

二、工程概况

河南省淮滨至信阳高速公路（S62）息县至邢集段TJ3-2工区有3座桥为20m预制箱梁，分别为K49+238清水河中桥、K51+583梁庙沟中桥、K61+131白河中桥，共计84片。每片梁设置有两道跨间横隔板和四道端横隔板，横隔板高度为480mm，宽度200mm，厚度200mm。角度共有3种，分别为115度、45度、90度，其中45度角度较大，在拆模过程中极容易发生掉角及裂缝现象，是预制横隔板外观控制的难点。

三、横隔板施工方案

横隔板在T形梁一类的开口截面梁桥中起着维持桥梁的横向稳定、保证各根主梁相互间连成整体、调整各梁的不均匀荷载等作用，提高了这类梁体的抗扭刚度。同时，横隔板还可使主梁在水平方向连成整体，以承受横向的水平荷載。箱形梁内设置横隔板，可提高梁体的抗扭稳定性，增加截面的横向刚度，限制畸变应力。

（一）钢筋加工

（1）配料

钢筋预先根据每跨湿接缝宽度的数据在钢筋加工场地配料，弯制后运到现场一次绑扎成型。制作钢筋骨架应选择在地势平坦地面上进行，以保证钢筋清洁。钢筋应无灰尘，无锈蚀、松散锈皮、油漆、油脂、油或其它外来物质，无有害的缺陷。钢筋制作及安装严格按施工图纸及技术规范进行，确保焊接质量。

（2）绑扎钢筋

钢筋在现场绑扎结合成型时，钢筋应严格按图纸要求进行布置。钢筋的所有交叉点均应绑扎，亦可用点焊焊牢。以避免在浇筑砼时移位，不允许在浇筑混凝土以后再安设或插入钢筋。为保证保护层厚度，应在钢筋与模板问设置水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧，且互相错开。在连接连续处梁头预留钢筋时，因本着施工方便，梁头钢筋预留主筋，因此在采用搭接焊连接时，若长度未满足10d的焊接长度时将采用5d的双面焊接。

（二）横隔板温接头模板施工

模板表面保持光洁，无变形，接缝严密，在底模与侧模之间钉上海绵，模板一勒紧，海绵受压缩，即可防止漏浆。为了防止模板变形、跑位，保证构件尺寸，各模板之间采用对拉罗丝拉紧，防止浇筑混凝土时胀模。模板内侧涂抹机油，以利于脱模方便。模板安装完毕后，应保持位置正确。浇筑时，发现模板有超过允许偏差变形值的可能时，应及时纠正。横隔板湿接头直接使用梁体的预制横隔板作为端模，另在预制横隔板搭设两块封头板作为侧模。

（三）混凝土浇筑

混凝土采用拌和楼拌和，搅拌运输车运送，搭梳槽将混凝土倒入模板内。浇筑采用分层斜坡式浇筑，插入式振捣器振捣。使用插入式振动器时，移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍，与侧模保持50-100mm的距离，要插入下层混凝土50～100mm，每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒，避免碰撞模板、钢筋及其它预埋件。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。混凝土浇筑时要留好试块，并做好记录。对于湿接缝浇筑要注意尽量避免振动棒碰撞底板。

（四）养护

由于其施工主要集中在夏季，终凝后可采用洒水养护，保持砼表面湿润，养护期不少于7天。在阳光强烈时可采用麻布覆盖，以防止日光暴晒后产生干缩裂缝。应切实加强混凝土的养护工作和施工缝的处理，确保砼在达到强度前不受暴晒和外加荷载的影响。

四、预制混凝土箱梁横隔板脱模装置技术的应用

（一）设备及仪器

本研究使用的主要设备有：龙门吊、装载机、混凝土运输罐车、液压千斤顶、空压机、组合式钢模板、乙炔焊、电焊机等。

（二）技术原理

普通箱梁模板在大角度箱梁横隔板处拆模过程中容易出现掉角现象，针对该问题研究解决方案，该脱模装置涉及一种可调式螺栓装置，配合横隔板活动式底模。在横隔板侧板处安装一根可调螺栓固定在站柱上，拆模版前先拧紧螺栓，配合液压千斤顶使侧板与砼面预先脱离3mm，结合活动式横隔板底托，可顺利脱模，解决常规模板在落模时对横隔板横向及竖向挤压，造成掉角裂缝，使脱模过程平顺，结束人工蛮力敲打，节省人力，该装置应用后会使模板不触碰横隔板边角，尤其在大角度横隔板预制过程中，有效保证横隔板外观质量。

（三）技术难点

研发难重点，需要克服的技术难题：（1）横隔板侧模存在刚度不足、柔性不足的问题，容易造成模板变形，减少模板周转次数。（2）脱模装置牵引不同步的问题。（3）横隔板站柱与脱模装置交叉影响，造成腹板侧向受力不均。（4）拆模时間控制。通过预制混凝土箱梁横隔板脱模装置的研究，能够减少脱模时问的同时，保证横隔板的外观质量，达到节约工期以及内实外美的要求。

（四）技术应用

第一阶段：2017年5月至2017年7月，完成对预制混凝土箱梁横隔板脱模装置方案的设计，并对施工班组进行专项技术交底。

通过改进一种可调式螺栓装置的脱模装置，配合横隔板活动式底模，降低大角度箱梁横隔板脱模时的掉角现象，保证梁体外观的完整性，提高梁板预制的整体质量。

第二阶段：2017年8月-2018年11月对施工过程中各工序环节及现场施工进行记录，形成文字及数码影像资料，并按项目部档案管理制度进行各阶段性的整理存档。

第三阶段：2018年12月，完成对预制混凝土箱梁横隔板脱模装置资料的整理、分析，总结并最终形成技术研究报告。

（五）费用预算情况

通过上述分析，本项目经费预算587万元。（见表1）

五、结束语

综上所述，近年来，我国城市发展不断扩大，城市周边高速公路上跨地方道路及桥梁逐渐增多，随着中西部大发展，今后我国高等级公路建设的重点逐渐移向中西部等多山地区，在城市及中西部高速公路建设过程中，桥梁设计会大幅度增加，预制箱梁的外观控制逐渐成为焦点。对预制混凝土箱梁横隔板脱模装置的应用和推广，将为预制桥梁外观控制提供理论依据及技术指导。其社会和经济效益突出，前景广阔。结合工程的施工进度，进行技术方案的确定，施工设备及费用的选择、预算，并根据实际施工效果进行技术方案的调整和优化，最后进行资料的整理以及技术报告成果的整理。