简支箱梁滑模施工工艺研究

2020-06-11王和平

广东建材 2020年5期

王和平

（中铁建设集团有限公司）

高速铁路桥梁是现代交通基础建设领域的重点内容，桥梁上部结构将对全桥工期、质量带来影响，以滑模施工的方式高效完成上部结构施工，可缩短整体工期，机械设备及人员的投入也将减少，具有优良的效益性。

1 工程概况

成都地铁5 号线高架段北起香城大道，南至新建天龙大道。本段区间孔跨布置为9 孔30m 简支梁+1 联（30+30+30+29.9）m 连续梁。梁部均为现浇梁，梁体为单箱双室斜腹板箱型截面，梁顶宽10.2m，底宽5.0m，梁高1.8m；桥墩为花瓶式板式桥墩，连续梁大里程侧边跨接华桂路站边墩牛腿。基于支架法完成各现浇梁的施工作业，并搭建钢管柱支撑体系。

2 工艺原理

本项目中滑模施工是重要环节，以滑模设备为基本支持，全断面一次浇筑，依次完成各跨的施工作业。滑模施工的特点在于节省人力与设备的投入，解决了传统方式下对吊装设备需求量大的问题，基于滑移的方式灵活转移外模，使其精准到达各待施工箱梁处，现场搭设现浇梁支架，于该处完成施工作业，如模板安装、混凝土浇筑等，按照相同的工艺持续向前推进[1]。

3 简支梁浇筑

滑模施工的特点在于一次性浇筑，混凝土运输至现场后要经过质量检验，要求各批次的混凝土性能都要满足设计要求，否则不可投入使用。为满足一次性浇筑完成的要求，正式施工前的准备工作必须落实到位，合理调度各类工程设备（运输车、泵车等），安排施工人员，分别负责浇筑、振捣等环节的施工作业。模板必须足够洁净，且在施工前要经过洒水处理，保持相对湿润的状态。

以现场浇筑需求为准，配备多台输送泵车，将拌制所得的混凝土转移到施工现场。首先从第一段底板处开始浇筑，逐步向第二段底板推进，结束之后再次回至第一段，从而完成该处肋板的浇筑，此方式可增强底板混凝土的凝结力。混凝土浇筑的细节要把控到位，严格控制下料冲击力，以免因用力过猛而出现冲击构件的情况（钢筋损伤等）。结束第二段腹板浇筑后，再回至第一段，完成该处的顶板浇筑作业。按上述流程有序施工，完成各处浇筑。

底板施工过程中使用到插入式振捣棒，以实际浇筑为准，当到达腹板处时，启动附着式振动器，正常情况下，该设备持续振动10～20s，在其作用下提高混凝土密实性，若浆面不再下沉且出现返浆时表明已经振捣到位。

振捣作业时，除了做好本层的振捣作业外，还应保证振动棒进入下层的深度达到5cm～10cm，目的在于改善相邻两层的结合效果，使其具有足够的严密性。

振捣作业的关键在于速度、深度和密度，三项指标都要得到合理的控制，遵循快插慢拔的原则，避免过振、漏振。通常情况下，振动持续时间约30s，但要根据实际情况灵活调整。倒角、钢筋密集处等区域较为特殊，既要确保该处振捣到位，又不可对钢筋等构件造成影响。

4 滑模施工过程

4.1 降模

首孔梁施工中，应注重外侧模板的安装，使用双拼[16 槽钢，将其作为移动轨道（横、纵向）并合理铺设，完成对现浇梁的初张拉作业后，将滑移小车置于横向轨道上，事先设置在支腿处的钢楔块要被完整的拆除，此时梁外侧模板将会发生运动，准确落入滑移小车上。关于具体工艺图，见图1。

图1 降模

4.2 横向外移

滑移小车发生运动，经过一段距离的横向运动后到达指定区域，现场配备4 个规格一致的千斤顶，在其作用下顶起模板，从而将该处的滑模小车移出，并进入到纵移环节。

4.3 纵向移动至下一孔梁

调整滑模小车的姿态，准确转90°后再将其设置在纵向轨道上，到位后卸压千斤顶，此时模板则会精准下落并到达小车上，整体沿着纵向轨道发生移动。

4.4 横向内移

经过纵向移动后，小车将连同模板到达下一孔梁，依然采取与上述相类似的操作，即在千斤顶的共同作用下顶起模板，并顺利将该处的滑模小车抽出。在此基础上铺横向轨道，调整小车姿态，使其转90°后确保其精确就位，卸压千斤顶，此时模板将会发生滑落并精确到达滑模小车，又继续进入到模板移动环节。

4.5 移至指定位置

小车横移到位后，再使用千斤顶顶起，此处需注意的是，必须在模板支腿处设置[16 槽钢，为满足稳定性要求，应增设钢楔块以实现固定，再将千斤顶卸压。

5 优劣势及效益分析

5.1 优劣势

5.1.1 优势

⑴不受场地限制。本次施工省去了吊车吊装作业，能够快速地完成外模板安装与拆除，模板滑移效率高，在多种场景中都具有适用性，解决了场地限制性问题，且各项作业都发生于支架上，高效且安全。

⑵高效且安全。滑模施工所涉及到的流程较少，各项操作的难度较低，现浇梁外侧模的作业工序主要有降模、移动与升模，经过简单的流程即可实现模板的滑移。所用的滑移小车具有轻便化的特点，对轨道未提出特定的要求，[16 槽钢即可。此外，以往吊装时因碰撞而发生模板变形等一系列问题都得到了有效的解决，高空吊装安全。

⑶效率高。滑模施工无需得到大量人力的支持，仅需4 人操作即可，各孔现浇梁的施工效率高，1 天内即可完成拆除作业并转移到后续待施工区域。操作人员无需投入大量精力，仅需操作滑移小车，如转向、铺设轨道，总体来说难度较小。

⑷经济效果显著。滑模施工的关键在于滑移小车，其采购成本仅为240 元/台，后续几乎不需要投入任何维护成本。基于滑模施工的方式，可以创造更高的模板周转效率，较常规方式施工成本偏低，经济效益良好。

⑸适应性强。滑模施工的突破之处在于改变了模板周转方式，即不再采取吊装的方式，在滑移小车的辅助下可高效施工，除了在支架现浇梁中具有较好的应用效果外，如涵洞等施工中也完全适用。

5.1.2 劣势

⑴配合程度偏高。滑移施工所需人员虽然仅为4人，但必须具有高度同步性，否则将会对滑移效果造成不良影响。各滑移小车的高程不可存在偏差，否则易出现模板倾倒现象，不利于安全施工作业。

⑵对移动坡度要求较高。根据本段的实际情况，纵坡坡比较为特殊，是施工中的阻碍因素，最大值为30‰，由于作业区域高差较大，因此滑移作业时必须配套牵引及刹车装置，要求其工作精度较高，否则会出现模板脱轨等事故。

5.2 效益分析

5.2.1 工期对比

⑴滑模施工。此方面的分析以单孔梁为例，采取的是线路两侧同步推进的方式，共安排8 人，均匀分配至两侧。在正常情况下，降模、移动以及后续安装三个环节可紧密衔接，只需1 天即可完成。

⑵吊装作业。若选择的是传统吊装方法，必须得到吊车设备的支持，为满足施工要求应配备2 台班，人员总量为6 人。与之相比较，滑模施工中人员的投入较少，以相同条件下的单片梁施工为例，本文所提出的方式节省工期约1 天，根据工程总体作业情况，共有34 孔现浇梁，初步估计共计可节省34 天。

5.2.2 效益对比

⑴滑模施工。考虑的是单孔梁施工作业，根据现阶段的市场情况，人工费每人每天200 元，单日共计1600元；设备方面，共使用到30 台滑模小车，每台均为240元，此方面的总成本为7200 元。结合本项目的施工规模，共涉及到34 片梁，利用上述成本折算后得知每片的设备成本为212 元，加上人工成本共计1812 元。

⑵吊装作业。台班费4500 元，每片需持续2 天的施工作业，此方面成本为9000 元；再考虑人工成本，单日施工为3 人，此方面共计费用为1200 元。可以得知，单片梁的施工总成本为10200 元。综合对比滑模施工所需的成本情况，完成34 片梁施工可节省的总成本高达285192 元。