木工字梁在高大模板體系中的應(yīng)用

吳海章，張奎

（中交三航局第二工程有限公司，上海 200122）

木工字梁在高大模板體系中的應(yīng)用

吳海章，張奎

（中交三航局第二工程有限公司，上海 200122）

木工字梁是國際通用的建筑模板體系中的重要部件，具有重量輕、剛度大、不易變形等特點(diǎn)，可多次周轉(zhuǎn)使用且成本攤銷費(fèi)用低廉。文章研究分析了木工字梁的力學(xué)特性，介紹了木工字梁模板的拼裝方法，結(jié)合港珠澳大橋島隧工程東人工島現(xiàn)澆隧道暗埋段結(jié)構(gòu)施工實(shí)際，闡述了木工字梁在高大模板體系中的施工技術(shù)。特別適用于斷面高度較大的混凝土結(jié)構(gòu)。

港珠澳大橋；暗埋段；木工字梁；高大模板

0 引言

木工字梁即木制工字梁，是以實(shí)木鋸材為翼緣，以實(shí)木或三層板為腹板榫接后用全天候室外建材專用膠黏劑黏接而成的工字形截面的產(chǎn)品，其表面噴涂黃色水性防腐漆，產(chǎn)品具有防水、防腐、防凍等特點(diǎn)，更是一種環(huán)保建筑材料。

與傳統(tǒng)工字鋼相比，木工字梁具有強(qiáng)重比高、性能穩(wěn)定、可重復(fù)使用等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受廣大施工企業(yè)的青睞。

1 工程概況

東人工島現(xiàn)澆隧道暗埋段（以下簡稱暗埋段）位于港珠澳大橋東人工島，其西側(cè)與海底隧道相連，東側(cè)與敞開段連接，中心線處于半徑5 500 m圓弧上，縱向設(shè)置2.98%坡度。暗埋段采用單箱雙室管廊箱型或單箱四室管廊箱型結(jié)構(gòu)形式，底板厚1.5 m，墻身最大厚1.5 m，斷面高度11.204 m，最大斷面寬度72.24m[1]，結(jié)構(gòu)尺寸龐大。

東人工島暗埋段設(shè)計(jì)使用年限為120 a，結(jié)構(gòu)耐久性及防水要求高。為降低墻身開裂風(fēng)險(xiǎn)，混凝土澆筑分三步完成，最大澆筑高度8.9m。由于暗埋段屬于外海深基坑現(xiàn)澆隧道結(jié)構(gòu)，基坑內(nèi)作業(yè)面相對狹窄，有效作業(yè)空間有限，因此模板設(shè)計(jì)需考慮方便拆卸，特別是適用于整體拼裝，整體拆卸；同時(shí)，暗埋段位于半徑5 500 m的圓弧上，斷面尺寸漸變，模板下料、放樣等更為復(fù)雜，對工程的工藝組織及現(xiàn)場實(shí)施構(gòu)成了較為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。針對以上施工難點(diǎn)，綜合考慮各種模板方案，最終采用木工字梁模板體系方案。

2 木工字梁模板體系簡介

木工字梁模板體系主要由雙拼槽鋼、木工字梁、優(yōu)質(zhì)膠合板及其它相應(yīng)配件組成，具體如圖1所示。

圖1 木工字梁模板體系圖Fig.1 W ooden I-beam formwork system

木工字梁模板體系配件如表1所示。

表1 木工字梁模板體系配件表Table1 Accessoriesofwooden I-beam formwork system

3 高大模板施工方案

本工程面板采用18mm優(yōu)質(zhì)膠合板，面板外采用H200木工字梁為次龍骨，間距280 mm；主龍骨采用14號雙拼槽鋼，間距1 050 mm。側(cè)墻外側(cè)模板配置高度為8.9 m，內(nèi)側(cè)模板高度為6.9 m，寬度為4m，為保證模板之間用芯帶連接，木工字梁豎直放置，橫背楞水平坡度同底板坡度為2.98%；中墻豎向存在折角，為保證模板整體性，將木工字梁水平放置，槽鋼背楞作定型拐角背楞豎向放置。模板間連接以膠合板填縫調(diào)節(jié)，并用對拉螺桿水平緊固。

本工程為了減少施工縫處新舊混凝土收縮裂縫，采用底板和側(cè)墻同步施工的方法[2]。主要分三步進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工。

1）第一步混凝土澆筑

第一步澆筑只澆筑底板和側(cè)墻，中間的墻身澆筑倒角以上0.5 m處或墻身變寬處。側(cè)墻外側(cè)搭設(shè)施工腳手作為模板拼裝的施工平臺，大模板采用對拉螺栓受力，模板外側(cè)采用H300型鋼斜撐進(jìn)行加固穩(wěn)定，每隔4 m設(shè)置1根；內(nèi)側(cè)采用三角桁架進(jìn)行支撐加固。

為保證支撐體系的穩(wěn)定性，縱向采用φ48 mm鋼管連接成整體，見圖2。

鋼筋綁扎需要采用勁性骨架來保證鋼筋骨架的成型，勁性骨架采用63 mm×40 mm×4 mm角鋼加工而成，加工誤差±3 mm?？v向按照3 m間距進(jìn)行布置，橫向通長布置。

勁性骨架通過與縱向主筋點(diǎn)焊固定，與鋼筋骨架形成整體。

2）第二步混凝土澆筑

第二步澆筑中隔墻和中管廊墻身，由于墻身鋼筋在第一步底板澆筑前已經(jīng)完成，所以主要工作是安裝墻身大模板。

施工腳手直接搭設(shè)在底板混凝土上，墻身模板采用對拉螺栓受力，并用鋼管與腳手架對撐，形成整體，見圖3。

3）第三步混凝土澆筑

待中墻模板拆除完成后，開始進(jìn)行頂板模板的施工。

頂板模板體系與墻身高大模板體系基本相同，橫向采用雙拼14號槽鋼作為主龍骨，縱向采用H200木工字梁作為次龍骨，面板采用18mm厚優(yōu)質(zhì)膠合板，見圖4。

圖2 第一步混凝土澆筑示意圖Fig.2 Firststep of pouring concrete

圖3 第二步混凝土澆筑示意圖Fig.3 Second step ofpouring concrete

圖4 第三步混凝土澆筑示意圖Fig.4 Third step of pouring concrete

4 模板施工

1）模板拼裝

本工程縱向存在2.98%的坡度，在模板拼裝時(shí)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，對模板邊線進(jìn)行彈線標(biāo)示。先將槽鋼擺放至設(shè)計(jì)位置，然后按照設(shè)計(jì)間距將木梁擺放在正確位置，并用木梁連接爪將木工字梁與槽鋼連接成整體，最后將膠合板固定在木梁上。

模板拼裝完成后，對每塊模板進(jìn)行編號，分類碼放整齊。

2）模板安裝

安裝過程中，通過塔吊將待裝模板吊運(yùn)至安裝部位臨時(shí)固定，然后再吊運(yùn)墻的另一面模板至安裝部位，調(diào)整好位置以后，安裝對拉螺栓及支撐，待整面墻的模板均吊運(yùn)到位并初步安裝完成后，進(jìn)行微調(diào)加固。

3）模板拆除

墻體混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 N/mm2后，方可拆除大模板；頂板底模需等混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%強(qiáng)度后方可拆除[3]。拆除時(shí)先拆除所有連接件，再松動螺栓，使大模板逐漸脫離墻面，如脫模困難時(shí)，可在模板底部打入木楔子，使模板脫離。然后轉(zhuǎn)動塔吊就位，綁好模板，將模板吊至已澆筑完成的混凝土墊層上，整齊堆放。

5 模板質(zhì)量控制

1）模板在使用前需對其進(jìn)行驗(yàn)收，使用過的模板拆卸后應(yīng)進(jìn)行清理、檢修和保養(yǎng)，每次安裝后必須重復(fù)檢查驗(yàn)收程序。

2）模板安裝完畢后應(yīng)對其幾何尺寸、垂直度、平整度、預(yù)拱度或變形預(yù)留量進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)模板施工精度滿足設(shè)計(jì)要求。

3）大體積混凝土的拆模時(shí)間除應(yīng)滿足混凝土強(qiáng)度要求外，還要使混凝土內(nèi)外溫差降低到25°以下時(shí)方可拆模，否則需采取有效措施防止產(chǎn)生溫度裂縫。

6 結(jié)語

港珠澳大橋島隧工程東人工島現(xiàn)澆隧道暗埋段工期緊，結(jié)構(gòu)尺寸龐大，混凝土質(zhì)量要求高，模板設(shè)計(jì)需充分考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工工藝等。通過對不同模板方案的比選，最終確定了木工字梁模板體系方案，實(shí)現(xiàn)了模板一次安裝到位，緩解了工期壓力，有效控制了裂縫的產(chǎn)生，暗埋段混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)堅(jiān)外美，達(dá)到了業(yè)主對混凝土提出的嚴(yán)格要求。

木工字梁采用優(yōu)質(zhì)木材加工成型，充分利用了材料及截面特性，剛度大、強(qiáng)重比高。與之配套的配件均為定型產(chǎn)品，非常適合于現(xiàn)場拼裝成高大模板，而且拆裝、改變截面尺寸方便，模板重量輕，木梁可多次利用及回收，因此由木工字梁組成的高大模板體系是一種很好的模板體系，特別適用于斷面高度較大的混凝土結(jié)構(gòu)。

[1]中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司.港珠澳大橋主體工程島隧工程施工圖設(shè)計(jì)：東人工島隧道現(xiàn)澆暗埋段[R].2014. CCCC Highway Consultants Co.,Ltd.Construction drawing of island and tunnelprojectof Hongkong-Zhuhai-Macao Bridgemain project:The cast-in-situ buried section of theeast island[R].2014.

[2]中交股份聯(lián)合體港珠澳大橋島隧工程第Ⅱ工區(qū)項(xiàng)目經(jīng)理部.東人工島隧道現(xiàn)澆暗埋段施工組織設(shè)計(jì)[R].2014. ProjectManagement Dept.ofWork AreaⅡfor Island and Tunnel Projectof Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Joint Venture of China Communications Construction Co.,Ltd.The construction organizational design of the cast-in-situ buried section of the east island [R].2014.

[3]GB 50204—2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S]. GB 50204—2002,Code for acceptance of construction quality of concrete structures[S].

App lication of wooden I-beam s in high and large formwork system

WUHai-zhang，ZHANGKui
（No.2 Eng.Co.,Ltd.of CCCCThird Harbor Engineering Co.,Ltd.,Shanghai200122,China）

Wooden I-beam is an important part of international general construction formwork system.It has the characteristics of lightweight,high stiffnessand isnoteasily deformed.Moreover,itcan be used repeatedly and the cost is low. We studied themechanical properties ofwooden I-beam,introduced themethod ofassembling wooden I-beams formwork,and expounded the construction technology of thewooden I-beams in the high and large formwork system combined with structure construction of cast-in-situ buried section in the east island of the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island&tunnel project. The technology isespecially suitable for the concrete structurewhich has large section height.

Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge；buried section；wooden I-beam；high and large formwork

U655.56

B

2095-7874（2015）11-0090-04

10.7640/zggw js201511024

2015-10-12

吳海章（1991— ），男，江蘇泰興人，助理工程師，港口航道與海岸工程專業(yè)，從事水運(yùn)工程施工。E-mail：871767669@qq.com