北京新机场线共构段下部结构模板调运统筹设计

刘佳杰 张 星

(北京市政路桥股份有限公司工程总承包一部，北京 100067)

1 概述

北京新机场连接线包括新机场轨道交通和新机场高速，为了充分利用土地资源，在满足设计和使用要求的情况下，新机场连接线部分段落采取共用下部结构的设计方案，形成高速公路、轨道交通及市政道路叠加在一起的立体交通结构(见图1)。这种结构可以节省大量的空间和土地资源，将不同功能的运输系统叠加在一起，减少了对农田林地的占用，降低了对环境的影响。

我单位承建约2.4 km共构段下部结构，主要包括桩基、承台、下墩柱、中横梁、上墩柱及上盖梁(见图1)。我单位承建范围内的共构段工程量较大，质量要求高，工期紧张(要求工期150 d)。由于现场加工及刚度不足等问题，木质模板很难满足工期和质量要求，因此除桩基外，其他结构均采用组合式钢模板。

图1 新机场立体交通结构图

在施工过程中，钢模板安装拆卸方便，同时具有较好的密封性，可以有效减少在浇筑混凝土过程中漏浆、跑浆等现象;钢模板有较大的刚度且工厂加工精度较高，外观质量有保证并且可以重复使用。但是钢模板制作费用较大，加工周期长，根据各结构的数量及工期要求，合理安排钢模板的套数、加工时间、调配使用等可以有效的提高钢模板的使用效率，降低成本。

2 模板拼装要点

在拼装前应确认模板内模表面无污物、砂浆及其他杂物，然后进行除锈并检查模板有无变形，并应在安装前涂脱模剂，脱模剂应采用同一品种，以保证混凝土表面色泽一致。模板与模板之间的接缝处应用胶皮或海绵填塞，防止漏浆。为方便搬运和安装，钢模板的组装用螺栓连接，可以任意调节到满足施工要求的高度。模板应在现场进行试拼，检查确定不同高度处断面尺寸符合要求后，利用吊车整体吊装。模板安装支立后应检查并确认结构尺寸及竖向垂直度满足设计要求。

中横梁和上盖梁均采用经济性好，施工速度快，稳定性和安全性较高的钢管柱贝雷梁组合支架法施工(见图2)。该支架体系通过贝雷梁、横向连系梁(工字钢)、钢管立柱依次从上到下将结构荷载传递至地基上，以承台作为最终持力层抵消竖向荷载。

图2 上盖梁及中横梁钢管柱贝雷梁组合支架

3 模板调运设计

中横梁及上盖梁均靠左右幅两颗墩柱支撑(见图1)，中横梁在下墩柱完成的基础上才能施工，上盖梁在上墩柱完成后才能施工，所以要求承台及上、下墩柱左右两幅同时施工，减少中横梁及上盖梁施工的等待时间。中横梁及上盖梁混凝土需要在龄期不小于7 d，弹性模量达到100%且强度不小于设计强度的95%后方可张拉预应力钢束，在此期间底模不能拆除，等待时间长，为不影响侧模的使用，因此每组中横梁及上盖梁应分配足够数量的底模配合侧模周转。根据实际情况，完成各结构工序所需要时间见表1。

表1 共构下部各结构施工时间 d

我单位承建的共构标准段下部结构共57轴，承台共114座，下墩柱114颗，中横梁57片，上墩柱114颗，上盖梁57片。在模板调运设计中不考虑桩基施工的影响。根据总轴数合理分组，将57轴分成3组，每组为19轴，3组同时进行施工。以下针对1组讨论各结构在要求工期内所需模板数。

模板调运设计流程见图3。拟配备承台模板2套，左右幅同时施工，第1轴开始按工序施工，9 d完成，同时第2轴可以开始“安装模板”之前的工序(共需5 d)，所以从第2轴开始，承台模板周转期变为4 d，即承台模板在某一轴需要被占用4 d，才能周转到下轴。通过计算，1组承台施工需要81 d完成。在周转过程中，第一轴模板拆除后要立即对第二轴进行模板安装，要求除第一轴以外其余各轴在上一轴拆除模板完成之前具备安装模板条件。

图3 模板调运统筹设计流程图

确保施工安全，承台需要满足强度要求且拆除模板之后才可进行下墩柱施工。在第1轴承台完成后即可开始下墩柱施工，配备2套下墩柱模板，除第1轴下墩柱需要7 d完成，从第2轴开始，模板周转期为4 d，与承台周转期一致，承台模板周转不影响下墩柱模板周转，因此1组承台及下墩柱需要88 d完成。

下墩柱浇筑之后确保交叉作业施工安全的前提下，可进行中横梁钢管柱贝雷梁组合支架搭设。中横梁配备3套底模、1套侧模，在完成“张拉预应力筋及压浆”之前的工序需要7 d(“安装支撑体系及模架”已在下墩柱浇筑后开始，所以在中横梁模板调运过程中不再考虑)，完成“张拉预应力筋及压浆”之后的工序需要8 d，因此第1轴中横梁侧模周转期为7 d，底模周转期为18 d。第2轴开始，侧模周转期为5 d，底模周转期为15 d，因此需要3套底模才能满足侧模的周转期，同时侧模在第2轴以后周转期为5 d，比下墩柱周转期多1 d，以中横梁周转期为计算依据，完成中横梁以下结构共需113 d。

实际中，横梁侧模拆除后，便可进行上墩柱脚手架搭设。上墩柱配备2套模板，周转与下墩柱类似，从第2轴开始，周转期为4 d，比中横梁周转期少1 d，以中横梁周转期为计算依据，完成上墩柱以下结构需要120 d。

因交叉施工过于复杂且上盖梁高度较大，因此在上墩柱模板拆除之后进行上盖梁支撑体系及模架搭设。上盖梁配备4套底模，1套侧模。第1轴时，侧模的周转期为13 d，底模周转期为21 d，从第2轴开始，侧模周转期为5 d，底模周转期为17 d，因此需要配备4套底模才能满足侧模的周转期。侧模周转期比上墩柱周转期多1 d，以上盖梁侧模周转期作为计算依据，同时考虑最后一轴张拉及拆除底模需要8 d，因此，每组完成全部下部结构共需要141 d，3组同时施工，计划工期即为141 d，小于要求工期(150 d)，满足工期要求。

通过分析，共3组同时施工，合计需要承台模板6套，下墩柱模板6套，中横梁底模板9套、侧模板3套，上墩柱模板6套，上盖梁底模板12套、侧模板3套。

4 模板调运质量及安全措施

模板拼装吊设前，必须先进行模板及支撑系统的配置设计，绘出模板排列图。技术人员必须对模板支撑、排列、拼装方式及拆装方法向作业人员作详细交底，确保作业人员完全掌握交底内容［1］。

模板支撑系统必须横平竖直，支撑点必须牢固，扣件及螺栓必须拧紧。浇捣混凝土前对模板的支撑、螺栓、扣件等紧固件派专人进行检查，发现问题及时整改。模板安装、拆除、调运及浇筑混凝土过程需有专职安全员旁站看管，谨防模板伤人事件发生。

吊用拼装钢模板时，须选择合理的吊点，无合适吊点的应加工吊点，使用两面吊钩。严禁直接将钢丝绳或卸扣固定在模板内支撑上，严禁用单面吊钩吊运模板。吊运模板严禁生拉硬拽，用卸扣吊环锁固后方可进行吊装作业，应提前准备一块可紧急降落吊物的空地;吊装过程中多观察周围环境，确保模板与周围人员保持安全距离;模板落地时，要做好支护工作，防止模板倾翻伤人。

5 结语

对于混凝土工程量大，工期要求紧，施工质量要求高的项目，应在确保施工安全和质量的前提下，满足工期及经济要求。组合钢模板具有刚度大，加工精度高，拼接质量高，场内可重复使用等特点可以很好的满足生产，但由于预制钢模板的成本比较大，且项目工程完成后，调运场外其他项目再利用的可能性不大，因此钢模板现场调运设计尤为重要。通过统筹设计确定合理的模板数量及调运计划，减少钢模板对成本的影响。本项目中，所排计划工期为141 d，满足150 d的要求工期。

统筹设计中，要确保各个工序衔接紧密，在确保施工安全的前提下，可以相互搭接的工序要进行合理搭接。此次模板调运统筹设计过程中没有考虑征地拆迁、管线改移及施工人员配备等的影响，因此在执行过程当中，需要根据实际情况调整调运设计，使其更好的服务施工。