箱梁圆弧外倒角钢木模板组合施工工法*

岳英龙，李剑慧，鞠洪海，林圣超

(1.烟台职业学院，山东 烟台 264670；2.新兴交通建设有限公司，山东 烟台 264006)

带圆弧外倒角的箱梁是近几年兴起的一种箱梁外观结构形式，其克服了直角箱梁刻板的缺点，线条比较流畅。但与传统的直角箱梁比较，箱梁的外倒角处施工工艺相对复杂，施工技术难度大。烟台某城市桥梁桥跨组成为：33 m+57 m +33 m，桥梁上部结构采用现浇预应力混凝土变截面连续箱梁，连续箱梁的横断面形式采用带圆弧倒角的箱梁，圆弧半径为30 cm[1],具体横断面见图1。箱梁的圆弧外倒角施工时采用钢木模板组合的施工方法，施工前对钢木模板的组合进行精心设计，在施工中对钢木模板节点的组合质量进行控制，保证了施工质量。

图1 连续箱梁横断面图(单位：cm)

1 工法特点及适用范围

1.1 工法特点

①在施工箱梁圆弧外倒角时，将定型钢模板和竹胶板(简称木模板)巧妙组合，实现了倒角的外观质量要求，保证了工程质量。

②克服了定型组合钢模板接缝过多、倒角混凝土浇筑不宜密实的问题。

③克服了木模板变形大、曲线控制困难的缺点。

④与定型大钢模相比，极大地节约了成本。

1.2 适用范围

本工法适用于现浇带圆弧外倒角的箱梁施工，其他流线型结构也可参照施工。

2 工艺原理

首先在支架基础或者其他平台上搭设模板支架，并在支架顶托上安装木枋，然后再在木枋上铺设箱梁模板。箱梁模板的底板和边腹板的外模采用竹胶板，箱梁倒角处采用钢模板。倒角处的钢模板和底板、边腹板外模的竹胶板通过木枋和螺栓巧妙结合，有效固定。待模板验收、绑扎钢筋、浇筑完混凝土，最后拆除模板。其工艺流程见图2。

图2 带圆弧外倒角

3 施工要点

3.1 技术准备

施工前，应根据施工图纸及现场实际条件，编制模板工程施工设计，应包含以下内容：

①应绘制模板配板设计图和支撑系统布置图以及细部构造详图；

②应根据结构构造形式和施工条件，对钢模板进行力学验算(强度、刚度、稳定性)。

钢模板采用力学性能适中的Q235-A(3号钢)，其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A钢的规定。钢结构厚度的要求，其厚度一般为其跨径的1%且不小于6 mm(钢模竖肋的最大间距，即钢模板的跨径)。钢模板长度一般为1000标准件，1250标准件，变径节几种规格。

钢模板主要是在第一次混凝土浇筑刚完成时所受到的力最大，考虑到最不利荷载，即支点横梁处，混凝土高度最大，需要校核钢模板的强度、刚度、稳定性。

模板施工设计方案已经向技术人员和作业人员进行了技术和安全交底，并签字认可。

模板整理刨光对定形圆角钢模板进行分类并对其面板全部刨光，检查其面板是否有凹凸部分，模板肋板的稳定及焊缝的完整度，对其存在的问题安排专人进行修改整治，确保模板的平整度及稳定性。

3.2 支架搭设

支架一般采用满堂支架，立杆采用Φ48×3.6的钢管，碗扣式、扣件式皆可。以箱梁的面积、重量、高度以及箱梁的荷载分布为依据，以能满足施工需求，又能以经济适用的原则来确定支架纵、横向立杆的间距尺寸，为确保支架的整体稳定性，还应设置足够数量的剪刀撑。

支架搭设时应注意，根据箱梁的梁底纵向曲线、梁体宽度、梁体高度的不同，调整好支架的标高。为精确满足支设模板的标高要求，支架底端和顶端设置可调的底托和顶托。

支架搭设完成后，根据设计要求对架体采用静载预压，加载方法可采用编织袋装黄砂或者预压块直接加载，预压后要对支架标高适当调整[2]。

3.3 支架顶托上安装底板木枋

支架安装好后，对于箱梁底板部分，在可调顶托上根据支架预压所测值，选用≥1.0 cm以上厚度的竹胶板(厚度需经计算)和8 cm×10 cm、10 cm×10 cm、10 cm×12 cm规格的木枋(具体尺寸需经过计算)，但必须以厚度面竖放，增加刚度，底板两端各悬出50 cm。对于翼缘部分，支架直接搭设到翼缘底，在顶托上铺设与底模同样规格的木枋，见图3。翼缘的坡度可用木楔型来解决，接触要紧密。

图3 支架上安装底板木枋

注意：在钢模板和竹胶板结合处必须安装木枋，以便于钢木模板的结合。实际施工时，在钢模板边线处弹墨线，在墨线处必须放一排木枋。

3.4 铺设底板竹胶板

底模板根据计算，一般采用不小于1.2 cm厚高强度竹胶板，模板在安装之前进行全面的涂刷脱模剂。底板横坡按设计图纸规定的横坡，横向宽度要大于梁底宽度，梁底两侧模板要各超出梁底边线不小于5 cm，以利于在底模上支立侧模。竹胶板之间连接部位粘结海绵胶条，以防漏浆。模板拼接缝要纵横成线，避免出现错缝现象。

底模板铺设完毕后，进行平面放样，全面测量底板纵横向标高，纵横向间隔5 m检测一点，根据测量结果将底模板调整到设计标高。底板标高调整完毕后，再次检测标高，若标高不符合要求进行二次调整。

3.5 安装倒角钢模板

倒角钢模板背部根据实际计算一般有3条背肋，用以加强模板刚度，背肋分别在0°、45°和90°处，与模板同长，方向与模板平行，与模板垂直方向有90°的钢支撑，用以平衡模板三向受力。一个钢模板有2个钢支撑大致将钢模板四等分，详细的尺寸见图4。

图4 圆弧倒角钢模板模板详细尺寸(单位：mm)

倒角钢模板安装步骤：

①在钢模板边线处安装并固定木枋，在木枋上打螺栓孔。

②安装钢模板：在安装钢模板以前要对木枋打磨，以利于钢模板和木枋的结合。

③固定钢模板：钢模板通过螺栓固定在木枋上的螺栓孔上。

④加固钢模板：为保证钢模板固定后不发生相对位移，在背侧需用木枋进行加固，在钢模板底部用木楔加固。

⑤下一节钢模板安装。钢模板纵向之间用螺栓连接，螺母与钢模板之间有垫片缓冲震动。钢模板与钢模板之间有双层泡沫胶布(胶布厚度可从0～2 mm调节)调节震动。

具体的操作过程可参照图5、图6、图7、图8、图9。

图5 木枋螺栓孔放样

图6 在木枋上打螺栓孔

图7 钢模板底部支撑在木枋上

图8 钢模板和木枋通过螺栓固定

图9 钢模板的纵向连接

3.6 安装边腹板外模竹胶板

在钢模板上部安装6 cm×8 cm的纵向方木，见图10，方木与钢模板通过10 cm长螺栓连接起来，螺栓的间距约为40 cm，纵向方木之上是竖向方木用以固定竹胶板。方木用手电钻进行开孔，钻头直径略小于螺栓直径。为防止螺帽嵌入方木导致方木破裂无法固定，在其间加入垫片以增大受力面积。方木与钢模板连接面贴双面泡沫胶带用来增加缓冲及密封，见图11。

图10 钢模板上安装纵向方木

图11 外模竹胶板安装

3.7 绑扎钢筋、浇筑混凝土

模板验收完毕后，在模板上放线、绑扎底板钢筋、腹板钢筋、支设腹板模板等。钢筋、模板验收合格后，可进行混凝土浇筑。混凝土的浇筑一般分2到3次进行。在振捣外倒角混凝土时要注意，不要让振捣棒过振，防止钢模板发生较大的变形。

3.8 拆除模板

待混凝土的强度达到规定要求后，进行预应力钢绞线的张拉，张拉完毕后方可进行模板的拆除。倒角模板处的拆除，一般先拆除边腹板竹胶板的背楞、螺栓连接、边腹板竹胶板。

4 材料与设备

该工法主要施工材料有竹胶板、倒角钢模板、木枋、钢管、紧固螺栓、海绵条，主要施工设备有汽车吊、打磨机等。主要材料的规格型号、用途见表1。

表1 主要材料表

5 质量要求

为保证模板及其支架必须具有足够的强度刚度和稳定性，在正式搭设前需要通过结构验算并经监理工程师批准后方可进行。

箱梁支架搭设完，需做堆载试验，试验重量需根据图纸确定，当图纸无要求时，堆载重量一般为箱梁重量的1～1.5倍。

堆载试验完毕后，需要根据试验值调整支架的高度。

模板接缝应保证不漏浆，接缝之间应用海绵条填充密实。

模板支设完毕后，钢模板局部不平整需要用打磨机进行打磨，模板与混凝土接触表面应清理干净并涂隔离剂，严禁隔离剂玷污钢筋。

要注意施工技术资料的整理。

6 安全措施

对模板施工队伍进行全面的安全技术交底，施工队伍应是具有资质的队伍[3]。

挑选合格的模板和配件，包括连接螺栓、固定件等。

模板安装应按照设计与施工说明书循序拼装。

支架下的基础应有足够的承载能力，如支撑在地面上，地面土要夯实，并应加一定厚度的方木；如果支撑在贝雷片上，贝雷片的型号需经过计算确定。

模板及其支架在安装过程中，必须设置足够有效防倾覆的临时固定设施。

模板安装时，上下应有人接应，随装随运，严禁抛掷。

7 环保措施

施工中的剩余料具、包装等应及时回收，对可再利用的废弃物尽量回收利用。

模板隔离剂和防锈剂不得随意泼洒，应设专门的回收容器收集。

木模板施工中，木屑易随风飘扬，施工现场应制定一定措施。

8 效益分析

采用钢木模板组合技术施工箱梁外倒角，能够最大限度地发挥钢模板和木模板优点：钢模板刚度大，施工圆弧倒角不易变形；木模板平整度高，一次投入较小[4]。

箱梁圆弧外倒角钢木模板组合施工工法有效解决圆弧倒角处施工难度大，质量不易控制的问题，保证了箱梁外形的质量要求。

箱梁圆弧外倒角钢木模板组合施工工法实现了质量、成本和工期的最优组合，在保证质量的同时，节约了成本，加快了工程进度。