现浇混凝土箱梁翼缘板定型钢模拆除方法研究

于怀磊，程道财

（中交第二航务工程局有限公司，武汉 430000）

1 工程概述

【作者简介】于怀磊（1982～），男，内蒙古呼伦贝尔人，工程师，从事桥梁施工研究。

东风大道快速化改造工程（一期）位于武汉经济技术开发区主干道，项目全长 5808m，上部结构采用等高预应力混凝土连续箱梁或变高度连续钢箱梁，标准桥宽 33m，其中翼缘板宽4m，翼缘板模板宽 5m。

2 “U”形卡工艺简述

随着城市化的不断发展和人们生活水平的提高，人们所追求的精神生活质量越来越高，因此，对市政桥梁外观质量的要求也越来越高。为确保现浇混凝土箱梁的外观质量，翼缘板模板采用定型钢模板。翼缘板悬挑 4m，为确保翼缘板模板拆除时的安全性及经济性，本工程采用自制“U”形卡对翼缘板定型钢模进行拆除。如何安全快速地拆除定型钢模，是在拆除过程中需重视的问题。“U”形卡的使用极大地提高了钢模拆除的效率及安全性，同时也具有经济性的优点。

2.1 “U”形卡制作

“U”形卡采用 I25 型钢在后场进行加工制作，其结构简图如图1和图2所示。

图1 “U”形卡结构简图

图2 “U”形卡实体照片

图中，1#构件由2根 I25 工字钢组成，间距 20cm，与 2#构件焊接连成整体；2#构件由双拼 I25 工字钢组成，双拼工字钢间距以倒“V”字布置；3#构件由 I25 双拼工字钢组成，与 2#构件满焊连接，上方布置2个吊点，分别为自重平衡吊点、负重平衡吊点。为增加其稳定性和安全性，在倒角连接处加设斜撑[1]。

2.2 “U”形卡使用方法

“U”形卡的使用过程为：（1）人工调节支架卸落装置（顶托丝杆长度），使翼缘板模板与混凝土面脱离；（2）使用 25t 汽车吊吊装“U”形卡，吊点为自重平衡吊点；将“U”形卡“卡”在翼缘板模板后部的支撑架上。将定位钢筋穿过定位孔与翼缘板后部支撑架固定，防止前后滑动；（3）将吊点由自重平衡吊点更换至负重平衡吊点；（4）起吊一定高度后平移，将翼缘板拆除。

3 “U”形卡设计要求

“U”形卡必须满足安全要求，满足自身稳定性要求，施工过程中安全、高效。

综上所述“，U”形卡设计主要技术要求有：（1）各构件之间采用焊接，要求焊接部位均为满焊；（2）单块模板质量约 2000kg，“U”形卡自身质量约 700kg，为确保其工作状态下其自身稳定性，要求对构件连接处进行补强如图3和图4所示。

图3 连接处加强 1

图4 连接处加强 2

4 “U”形卡工作原理

“U”形卡的工作原理利用的是物理学中的力矩平衡原理，即作用在物体上几个力的合力矩为零则物体保持平衡[2]。先通过理论计算出“U”形卡中自重平衡吊点及负重平衡吊点位置，然后通过现场试吊法对吊点位置进行微调。计算简图如图5 和图6所示。

图5 计算简图( 自重）

图6 计算简图（负重）

自重平衡吊点 X：（M1g+M3g）X=M2g（1.65-X）X=0.25m

负重平衡吊点 Y，假设翼缘板重心位于“U”形卡边缘，通过计算得出 Y 值，现通过试吊法确定最终位置，即：

式中，X 为“U”形卡空载时与构件中心的距离；Y 为拆卸模板负重时与构件中心的距离；M1、M2、M3为“U”形卡各构件的质量；M4为拆卸模板时模板质量。

5 “U”形卡特点

5.1 安全性

普通方法拆除翼缘板时，由于翼缘板支撑架与支架顶托上方工字钢之间滑移而产生滑动摩擦力，对支架的整体安全性有影响，实际操作过程中支架钢管少部分出现变形。“U”形卡拆除翼缘板则对下调后的翼缘板进行再次抬高，使其与支架分离，整个拆除过程对支架没有任何影响，很好地保证了支架的整体安全性。

因使用“U”形卡拆除翼缘板模板吊装平稳，可有效解决普通拆除法因吊装时晃动导致钢模板与混凝土表面碰檫，从而导致混凝土表面破损。

5.2 经济性

以本项目单侧 30m 翼缘板模板拆除为例，经现场实际测算，传统方法拆除消耗吊车：2 台班，人工：8 工日；而使用“U”形卡方法消耗吊车：0.5 台班，人工：2 工日。单侧 30m 翼缘板模板拆除可节约机械和人工费3600元，全桥现浇混凝土箱梁（长 3640m）可节约 87.36 万元。

5.3 适用性

东风大道起伏高差较大，为保证门洞高度，其门洞上方碗扣支架高度将进行改变，本工程碗扣支架高度最小仅有 60cm，在狭小空间采用其他方法对翼缘板进行拆除是非常困 难的，但使用“U”形卡问题迎刃而解。

6 结语

本文对“U”形卡结构及工作原理进行了简明阐述，主要对“U”形卡的使用方法及其特点进行了分析，尤其安全性、经济性更为突出。由于其简便、可靠、经济，可推广于其他桥梁现浇混凝土箱梁翼缘板定型钢模的拆除。