可移式模板系统在现浇框架结构中的应用分析

游 丹 （中铁四局集团第二工程有限公司，江苏 苏州 215131）

1 技术背景

随着经济的不断变革，交通建设领域也得到了很大的发展，并且为人们的日常生活带来了很大的便利。框架结构因为施工效率比较高以及工程质量与效果比较好，比较适合大规模的工业施工，因此在交通建设领域大量应用。

然而，在铁路、公路及城市地下通道框架结构常规施工中，一般采用满堂支架或门式支架施工。其中，满堂支架法施工工艺最为简单，但支架多为偏心受力，更容易出现失稳现象；门式支架在框架结构横延米较长或框架结构个数较多时，分段浇筑次数相应增多，因此过程中须多次对支架、模板体系进行拆、装作业，整个过程具有施工周期长、材料消耗大、人员工效低、操作繁琐等缺点，因此迫切需要一种新的施工工艺来代替，解决传统施工技术难题，提高施工效率及施工质量。

2 技术优势

可移动式现浇框架结构模板系统施工的主要特点：可采用标准化构件施工，结构稳定性比常规的满堂支架更有保障；能实现边墙无拉杆施工，特别适合用于长大涵洞、地下通道等对防水性能要求较高的框架结构；能有效降低劳动力、提高工效。

2.1 结构稳定性高

不同于扣件式满堂支架偏心受力可靠性差，可移动式现浇框架结构模板系统采用型钢焊接的标准化构件，受力更加合理，同时通过连接钢管相连，能增加整体的稳定性。通过Midas Civil有限元分析软件模拟浇筑混凝土过程中移动式桁架装置的受力，检算桁架结构的强度（见图1）。

图1 内桁架受力分析图

从图1可以看出，桁架结构应力最大值为90.4MPa，远小于钢材的屈服强度，有较大的安全保障系数，且桁架结构受力较均衡，因此桁架结构的强度满足要求。

竹胶板的变形如图2所示，从中可以看出竹胶板的最大变形量为2.4mm，远小于计算跨度为10m时框架结最大允许变形量10mm，因此结构变形量也满足要求。

图2 竹胶板变形图

2.2 实现无拉杆施工，外观质量好

传统的框架结构施工，内外模之间常采用拉杆对拉的形式加固，但拆除模板之后留下拉杆孔，一般采用砂浆磨平、修面的方式解决，但这种方法不能杜绝渗水现象的发生，且采用砂浆修补后影响墙体外观质量。而可移动式现浇框架结构模板系统通过顶部通长拉杆以及底部的可调底座、地脚螺栓，避免了拉杆的使用，从根本上解决了拉杆孔渗水的问题。

2.3 节省人工，施工方便快速

模板系统采用标准化的型钢构件，充分地利用了材料的力学性能，且面板和背楞采用轻量化的木工字梁和竹胶板，在保证安全系数的前提下大大地减轻了重量。在首次拼装成整体后，模板系统后续移动均通过桁架结构底部的移动轮，并可根据现场实际需要组装成不同长度的模板系统，降低了人工投入，并提升了工作效率，与传统碗扣式支架模板系统功效对比见表1。

移动式桁架系统与碗扣式支架模板系统功效对比表（以10m/循环为例） 表1

3 适用范围

①浇筑框架桥涵或地下通道的支架和模板安拆繁琐、施工强度高。

②框架桥涵横或地下通道延长米较长，需多次分节浇筑[2]。

③多个框架结构尺寸类似，且距离较近。

4 关键技术

4.1 施工原理

可移动式模板系统主要由侧墙外桁架模板系统、可移式侧墙内桁架模板系统、可调轻型台模及移动、连接系统四个部分组成（见图3）。模板系统由桁架通过连接钢管连接成整体，因此可以适应不同长度的框架结构。施工过程中通过桁架结构底部的可调底座精确调整整个模板系统的高度，便于定位。脱模后可通过走行轮将模板体系整体移至下一浇筑段，易于操作。

图3 可移动式模板系统整体示意图

4.2 施工工艺

4.2.1 施工工艺流程（见图4）

图4 施工工艺流程图

4.2.2 实施步骤

①施工放样

施工前，测量人员按照“先整体后局部，先控制后碎部”的原则放出现浇框架结构中线、底板高程以及施工位置控制点。根据现浇框架段长度、施工位置控制点位置以及混凝土荷载确定使用桁架的数量和间距，对应桁架安放位置标记地脚螺栓预埋点。

②基坑开挖及基础施工

基坑开挖应根据基坑深度、地质条件、有无地表及地下水等因素采用适当的施工方法。

基坑验收合格后进行基础混凝土浇筑。为方便可移式侧墙内桁架模板定位及加固，如图5所示，将框架结构两侧边墙底部40cm和基础同时浇筑，并在边墙内预埋底脚螺栓预埋件。

图5 底板浇筑示意图

施工时，首先安装模板，并根据框架结构长度、盖板宽度每4～6m设置一个沉降缝。基础施工应按照沉降缝分段交错进行浇筑。

③施工缝处理

基础混凝土浇筑完成后，当混凝土强度达到10MPa时，采用机械对施工缝混凝土进行凿毛，凿毛要求新鲜石子外露不少于凿毛面积的75%，有防水要求的框架结构事先应预埋止水带。

④安装内桁架及外桁架

内桁架及外桁架均采用I14工字钢焊接而成，其上均焊接有多个钢管连接柱，分别采用φ42连接钢管通过扣件连接到钢管连接柱上，使多榀桁架结构成为整体，增强系统稳定性，且方便倒运。内外桁架距均为90cm/榀。此道工序只需实施一次，后续循环施工可直接移动桁架。

⑤安装背楞及面板

背楞采用20#木工字梁，面板采用18mm竹胶板。背楞及面板安装好后，对模板表面涂刷脱模剂，确保浇筑完成后结构表面的光滑。

⑥模板系统定位及加固

在模板系统定位之前，测量人员应使用墨斗在基础混凝土上放出墙边线，以便施工人员按照标记安装墙身模板。

模板系统移动到设计位置后开始精确定位，桁架结构底部焊接安装有可调底座，在可调底座下方设置钢垫块或垫板。首先通过同时调节内桁架系统四角可调底座的蝶形螺母和丝杆来大致调节桁架结构高度，然后逐个调整中部桁架可调底座精确调整模板系统到设计高度，在浇筑混凝土时，施工荷载直接传递到基础混凝土上，支架轮组可基本不受力，实现荷载转换[2]。

侧墙外桁架高出现浇框架结构顶板浇筑面，通过桁架顶部的φ32通长精轧螺纹钢拉杆连接现浇框架结构两侧外桁架[3]。侧墙为桁架底部通过蝶形螺母和螺杆与基础混凝土内的预埋地脚螺栓相连，详见示意图6。

图6 外桁架加固示意图

可移式侧墙内桁架模板系统底部通过螺杆和蝶形螺母与基础混凝土内的预埋地脚螺栓相连，并且以底部的可调底座作为支撑。顶部通过连接钢板与轻型台模顶工字钢分配梁相连，形成对撑形式，详见示意图7。

图7 内桁架加固示意图

⑦混凝土浇筑

混凝土浇筑过程中，采用泵车从框架结构顶部泵入，通过混凝土输送泵三通管分流使框架结构两侧对称分层浇筑。避免不对称浇筑导致两侧边墙受力不平衡而导致的支架偏移[4]。

⑧养护并拆模

混凝土在浇筑完成12小时内采用洒水养护，养护期不得小于14d。当混凝土强度达到设计强度的100%时，方可拆模。

拆模时，首先调节可移式侧墙内桁架模板和轻型台模的可调底座，使模板的顶板与混凝土面脱离，然后卸下地脚螺栓的拉杆，即可推送到下一循环浇筑段施工。

5 结论

框架结构作为交通基础设施的主体工程，其施工质量影响着交通的正常运营。通过对现浇框架结构施工方法的研究，设计了一种可移动式的现浇框架结构模板系统，采用标准化构件施工，结构稳定性比常规的满堂支架更有保障，能实现边墙无拉杆施工，特别适合用于长大涵洞、地下通道等对防水性能要求较高的框架结构，减少劳动力、机械设备的投入且工效提高显著，具有较好的经济效益和应用价值，此方法可供相关工程参考使用。