水上作业现浇横梁悬吊支撑模板施工技术研究

张玉明，史晓涛，邱征 （安徽省交通航务工程有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

水上作业现浇横梁施工需要为底模板提供支撑，而水上作业无法搭设满堂支架，且采用传统的抱箍技术耗时费力，抱箍钢材应各类桩的桩径不同，再利用率低，成本较高，且抱箍的安装、拆卸与运输均不便利。针对以上问题，研究开发了水上作业现浇横梁悬吊支撑模板施工技术，模板悬吊支撑装置现浇横梁与预制工艺相比，不用建设预制场，吊模结构简单，施工方便，施工进度快，成本较低。现浇横梁无湿接缝，横梁整体性好，质量确保得到保证，悬吊支撑模板施工材料仅为普通型钢、螺栓、钢板，容易加工安装，模板拆除时，利用手拉葫芦固定双拼槽钢，用气焊拆除槽钢与悬吊钢筋之间的联系，将槽钢移动至下一跨梁区，施工效率大大提高[1-3]。

2 悬吊支撑模板结构

悬吊支撑模板结构包括PHC桩桩芯混凝土预埋外挑钢棒、PHC桩双侧固定的双拼槽钢、悬吊钢筋和手拉葫芦固定装置。外挑钢棒通过PHC桩预留洞口贯入后浇的桩芯混凝土，在混凝土养护完成后形成整体，其一侧外挑长度为一侧双拼槽钢翼缘长度之和的1.5倍。每个PHC桩一侧设置两个外挑钢棒，每个外挑钢棒距过桩心且平行于钢棒直线的距离为桩径的1/4倍。

双拼槽钢架设于外挑钢棒上，钢棒为双拼槽钢提供竖向支撑。在双拼槽钢腹板中心线上间隔开洞，用于穿过对拉螺栓，在水平方向固定两侧双拼槽钢。在双拼槽钢翼缘中心线间隔开洞，用于穿过悬吊钢筋，在竖直方向固定两侧双拼槽钢。双拼槽钢拼接间隙距离等于悬吊钢筋直径，槽钢之间的连接采用双面搭接焊焊接。

悬吊钢筋通过两侧双拼槽钢的预留洞口穿过，下部设有钢片，托在双拼槽钢底部，上部接在桩的桩头钢筋上，将槽钢的重力通过悬吊钢筋传至PHC桩。每根PHC桩设置3根悬吊钢筋，内侧悬吊钢筋穿过靠近桩身的槽钢翼缘，中部的悬吊钢筋穿过双拼槽钢的拼接间隙，外侧悬吊钢筋穿过远离桩身的槽钢翼缘。手拉葫芦固定装置焊接于PHC桩桩头钢筋上，通过铰链抬升或下降双拼槽钢[1]。

3 施工工艺原理

将外挑钢棒插入PHC桩的预留孔洞，同时浇筑一定高度的桩芯混凝土，待混凝土养护完成后，钢棒与PHC桩即可形成一个整体。将双拼槽钢通过搭接焊板双面焊接，槽钢腹板内侧间距与悬吊钢筋的直径大小保持一致，在槽钢上下翼缘处设置搭接焊板。将双拼槽钢吊装至PHC桩两侧，用手拉葫芦调整至固定位置，通过水平尺矫正两侧槽钢使其两侧保持标高一致。将对拉钢筋穿过两侧双拼槽钢腹板的预留孔洞，并用螺栓拧紧固定，横向将桩身两侧槽钢固定。将悬吊钢筋穿过双拼槽钢上下翼缘的预留孔洞和槽钢拼接的间隙，将悬吊钢筋底部钢板与槽钢下翼缘搭接焊接，使之成为一个整体，竖直方向将桩身两侧槽钢固定。在固定完成的双拼槽钢上铺设方木，于方木上铺设混凝土底模板，绑扎钢筋骨架后安装侧模，浇筑横梁的混凝土并养护。模板拆除时，横梁底模板在混凝土强度达到100%后，先拆除混凝土四周侧模，利用手拉葫芦固定双拼槽钢，用气焊拆除槽钢与悬吊钢筋之间的联系，将槽钢移动至下一跨梁区，最后拆除混凝土底模板[1-3]。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 模板悬吊支撑装置

①将外挑钢棒插入PHC桩的预留孔洞，同时浇筑一定高度的桩芯混凝土，待混凝土养护完成后，钢棒与PHC桩即可形成一个整体。

②将双拼槽钢通过搭接焊板双面焊接，槽钢腹板内侧间距与悬吊钢筋的直径大小保持一致，在槽钢上下翼缘处每隔2m设置一对搭接焊板。

③将双拼槽钢吊装至PHC桩两侧，用手拉葫芦调整至固定位置，通过水平尺矫正两侧槽钢使其两侧保持标高一致。

④将对拉钢筋穿过两侧双拼槽钢腹板的预留孔洞，并用螺栓拧紧固定，横向将桩身两侧槽钢固定。

⑤将悬吊钢筋穿过双拼槽钢上下翼缘的预留孔洞和槽钢拼接的间隙，将悬吊钢筋底部钢板与槽钢下翼缘搭接焊接，使之成为一个整体，竖直方向将桩身两侧槽钢固定。

⑥在固定完成的双拼槽钢上铺设方木，于方木上铺设混凝土底模板[1]。

4.2 底板铺设与桩头处理

对已沉桩完成的横梁施工前PHC管桩进行钢接头拆除，沉桩标高未到位的桩进行割除，反吊筋穿过双拼槽钢，并穿过钢板并焊接牢固，其上布置木方，木方及槽钢铺设完成后，然后铺设底板。木方两侧悬挑作为施工的临时平台使用，临时平台应在临边位置设置防护网，并安装防坠网，做好高空防坠措施。

横梁底模的操作平台搭设完成后，根据设计的桩顶标高，将桩顶切割到设计高程。割除采用电动切割机进行，在接桩面严禁垂直大功率敲凿，以避免对桩顶的损伤。凿除完成后，将表面清理干净。

4.3 测量定位与钢筋绑扎

4.3.1 测量定位

①放线：首先利用经纬仪引测出横梁的中轴线，并以该轴线为起点，测放出各边线。

②根据设计标高采用水准仪把模板底标高引测到模板安装位置。

4.3.2 下横梁钢筋绑扎

①下横梁钢筋可先在钢筋棚中进行加工制造、弯曲成型，待模板底模平台搭建完成后，用浮吊吊运至模板底模平台进行绑扎。

②下横梁钢筋绑扎前，对平台面进行清理，认真检查底板的平整度和拼缝情况，在确认均符合规范要求后才可进行下横梁的根据绑扎。钢筋绑扎时注意钢筋起弯点和箍筋间距，焊接时满足搭接焊焊接长度与焊缝饱满度的要求，钢筋绑扎完毕后，清理底模板以保证浇筑混凝土质量。

4.4 横梁侧模制作安装

横梁侧模板采用包墙底的形式，背后设双拼的钢管直楞，外设两道钢管统长夹条，顶面和底部各设一道对拉螺栓，两侧模板与直楞拉接。

底模板和侧模板之间的缝隙采用止浆胶条封堵严密，确保下横梁混凝土浇筑时不出现漏浆的现象。

侧模板的吊运、安装由浮吊开展实施，人工配合操作。安装前在模板上刷涂脱模剂，方便后期拆模。

4.5 混凝土浇筑及养护

混凝土设计初凝时间8h，混凝土浇筑采用地泵输送混凝土,每台输送速度控制在35m3/h，从内往外对称浇筑，确保双拼槽钢平衡承载。施工时应设置标高控制标志，采用纵向布设钢筋控制顶面高程，混凝土浇筑完毕，初步按标高刮平，用木抹打磨平，在终凝前再用木抹打磨数遍，以闭合收缩裂缝。混凝土浇筑完毕后及时用土工布覆盖保湿养护，养护用水和养护时间应满足规范规定要求。

4.6 悬吊支撑模板拆除

模板拆除时，横梁底模板在混凝土强度达到100%后，先拆除混凝土四周侧模，利用手拉葫芦固定双拼槽钢，用气焊拆除槽钢与悬吊钢筋之间的联系，将槽钢移动至下一跨梁区，最后拆除混凝土底模板[4-5]。

施工工艺流程图如图1所示。

图1 施工工艺流程图

5 材料与设备

5.1 主要工程材料

主要工程材料如表1所示。

主要工程材料表 表1

5.2 主要施工机械设备

主要施工机械设备如表2所示。

主要施工机械设备表 表2

6 质量控制

①模板搭接缝应平整光滑,模板间缝隙及吊杆与模板间缝隙须使用泡沫剂填补，避免混凝土漏浆情况的发生。

②钢筋施工要保证上下面的钢筋保护层，控制好钢筋间距。

③混凝土浇筑前须清理干净模板上杂物。

④严格把握混凝土的配合比，控制混凝土初凝时间，须在首拌混凝土终凝前完成横梁的浇筑，避免因双拼槽钢的变形导致横梁混凝土裂缝的产生。

⑤在浇筑混凝土时，应有专职质检人员现场检查横梁厚度和平整度，保证横梁质量。

⑥应认真检查预留孔、预埋件的位置，出现问题及时处理。

⑦混凝土浇筑完成后须采取二次抹面施工工艺，减少横梁收缩裂缝的产生，为克服混凝土出现的干缩裂纹，必须连续洒水覆盖养生[4-5]。

7 安全措施

①施工作业人员须经过安全技术操作培训且考核合格后方可进场施工作业。特殊工种须持有操作证上岗。

②现场严禁擅自拆除各类安全防护设施及安全警示标志，如因工作面拓展等操作需拆除，须在完善安全措施的基础上再进行操作。

③现场需对电气化设备制定有效的规章管理制度，并有专业电工对电线、电气设备设施开展例行检查，发现隐患及问题及时解决。可能接触或靠近电源的位置，均应采取措施进行绝缘保护或保持安全距离。

④定期检查施工用具性能状况，尤其是受力工具应完整，防止因打滑滑脱、结构失稳等意外造成打击伤害。

⑤用电设备及对应线路需保持绝缘良好，在可能因绝缘损坏而导致电气设备金属部件带电的情况下，需采取技术措施保护性接地、接零。电气设备线路接电应设置开关、插座，不得随意搭挂，露天设备用设置可靠的防雨措施，电气箱内须配备漏电开关。

⑥使用移动电动工具前应充分检查可靠性，确保接地良好，长时间未使用的电动工具应进行绝缘性能测试，合格后方可使用。手持式电动工具电源线不得随意延长，使用时附近需设置可控配电箱（盘），以保证能够应急启闭。

⑦氧气瓶与乙炔瓶最少保持5m距离，气瓶不能放倒使用，切割周围10m内不得有可燃易燃物品，切割作业下方不得有人，气瓶必须装设有防回火阀。气管不得有裂纹和漏气，连接牢固，不得有裂纹。气瓶不得倒置使用，必须竖立使用[4-5]。