預(yù)制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置的研究

程瀟

摘要：由于預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁屬于外露工程，混凝土外觀品質(zhì)成為預(yù)制箱梁的控制要點(diǎn)。為此，本文在充分了解橫隔板作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對(duì)預(yù)制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：預(yù)制箱梁；橫隔板；脫模裝置

縱觀常規(guī)的預(yù)制箱梁技術(shù)，模板形式單一，雖然能夠保證預(yù)制箱梁腹板的外觀質(zhì)量，但是橫隔板的外觀質(zhì)量往往被忽視。橫隔板位于腹板兩側(cè)，對(duì)于提高梁體的橫向剛度起到不可替代的作用，常規(guī)預(yù)制方法在脫模過(guò)程中容易出現(xiàn)掉角、裂縫等質(zhì)量通病，無(wú)法保證外觀質(zhì)量，是創(chuàng)建樣板工程、品質(zhì)工程過(guò)程中需要攻克的難點(diǎn)。

我國(guó)諸多項(xiàng)目對(duì)于橫隔板外觀控制的研究尚處于起步階段，由于重視不足，在模板的改進(jìn)方面流于形式，不能起到徹底改觀的作用。隨著樣板工程要求更加嚴(yán)格，品質(zhì)工程的推廣實(shí)施，根治橫隔板外觀質(zhì)量通病勢(shì)在必行，此項(xiàng)成果的研究成功將會(huì)極大的提高預(yù)制箱梁外觀質(zhì)量，對(duì)品質(zhì)工程的創(chuàng)建產(chǎn)生巨大影響。提高本企業(yè)在預(yù)制箱梁橫隔板外觀質(zhì)量，采取最合理的脫模方式，節(jié)省人工，在未來(lái)的工程項(xiàng)目中具有同類項(xiàng)目的工程項(xiàng)目應(yīng)得到大量的推廣和應(yīng)用。通過(guò)本項(xiàng)目的研究所取得的成果可廣泛指導(dǎo)并應(yīng)用于預(yù)制箱梁橫隔板外觀質(zhì)量控制過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于保證施工質(zhì)量可控提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)可行的模式。

一、橫隔板的作用機(jī)理

橫隔板在T形梁一類的開口截面梁橋中起著維持橋梁的橫向穩(wěn)定、保證各根主梁相互間連成整體、調(diào)整各梁的不均勻荷載等作用，提高了這類梁體的抗扭剛度。同時(shí)，橫隔板還可使主梁在水平方向連成整體，以承受橫向的水平荷載。箱形梁內(nèi)設(shè)置橫隔板，可提高梁體的抗扭穩(wěn)定性，增加截面的橫向剛度，限制畸變應(yīng)力。

橫隔板是使橋梁成為空間整體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。它的剛度愈大，橋梁的整體性愈好，在荷載作用下各主梁就能更好地共同工作。同時(shí)，橫隔板也需有足夠的強(qiáng)度傳遞荷載。在支承處的橫隔板還擔(dān)負(fù)著承受和分布較大支承反力的作用。在開口截面的直梁橋中，內(nèi)橫隔板的設(shè)置間距一般為5 m～7 m，厚度為12 cm～20cm，高度為主梁高度的3/4左右。端橫隔板的高度一般與主梁同高。這只是一般的經(jīng)驗(yàn)尺寸擬定，它的強(qiáng)度和剛度是否能起到應(yīng)有的作用，還需進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于橫隔板的內(nèi)力計(jì)算，一般可按剛性橫梁法、G-M法等方法進(jìn)行。首先求出橫隔板的內(nèi)力影響線，再在影響線上加載來(lái)計(jì)算內(nèi)力。

二、工程概況

河南省淮濱至信陽(yáng)高速公路（S62）息縣至邢集段TJ3-2工區(qū)有3座橋?yàn)?0m預(yù)制箱梁，分別為K49+238清水河中橋、K51+583梁廟溝中橋、K61+131白河中橋，共計(jì)84片。每片梁設(shè)置有兩道跨間橫隔板和四道端橫隔板，橫隔板高度為480mm，寬度200mm，厚度200mm。角度共有3種，分別為115度、45度、90度，其中45度角度較大，在拆模過(guò)程中極容易發(fā)生掉角及裂縫現(xiàn)象，是預(yù)制橫隔板外觀控制的難點(diǎn)。

三、橫隔板施工方案

橫隔板在T形梁一類的開口截面梁橋中起著維持橋梁的橫向穩(wěn)定、保證各根主梁相互間連成整體、調(diào)整各梁的不均勻荷載等作用，提高了這類梁體的抗扭剛度。同時(shí)，橫隔板還可使主梁在水平方向連成整體，以承受橫向的水平荷載。箱形梁內(nèi)設(shè)置橫隔板，可提高梁體的抗扭穩(wěn)定性，增加截面的橫向剛度，限制畸變應(yīng)力。

（一）鋼筋加工

（1）配料

鋼筋預(yù)先根據(jù)每跨濕接縫寬度的數(shù)據(jù)在鋼筋加工場(chǎng)地配料，彎制后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)一次綁扎成型。制作鋼筋骨架應(yīng)選擇在地勢(shì)平坦地面上進(jìn)行，以保證鋼筋清潔。鋼筋應(yīng)無(wú)灰塵，無(wú)銹蝕、松散銹皮、油漆、油脂、油或其它外來(lái)物質(zhì)，無(wú)有害的缺陷。鋼筋制作及安裝嚴(yán)格按施工圖紙及技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，確保焊接質(zhì)量。

（2）綁扎鋼筋

鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)綁扎結(jié)合成型時(shí)，鋼筋應(yīng)嚴(yán)格按圖紙要求進(jìn)行布置。鋼筋的所有交叉點(diǎn)均應(yīng)綁扎，亦可用點(diǎn)焊焊牢。以避免在澆筑砼時(shí)移位，不允許在澆筑混凝土以后再安設(shè)或插入鋼筋。為保證保護(hù)層厚度，應(yīng)在鋼筋與模板問(wèn)設(shè)置水泥砂漿墊塊，墊塊應(yīng)與鋼筋扎緊，且互相錯(cuò)開。在連接連續(xù)處梁頭預(yù)留鋼筋時(shí)，因本著施工方便，梁頭鋼筋預(yù)留主筋，因此在采用搭接焊連接時(shí)，若長(zhǎng)度未滿足10d的焊接長(zhǎng)度時(shí)將采用5d的雙面焊接。

（二）橫隔板溫接頭模板施工

模板表面保持光潔，無(wú)變形，接縫嚴(yán)密，在底模與側(cè)模之間釘上海綿，模板一勒緊，海綿受壓縮，即可防止漏漿。為了防止模板變形、跑位，保證構(gòu)件尺寸，各模板之間采用對(duì)拉羅絲拉緊，防止?jié)仓炷習(xí)r脹模。模板內(nèi)側(cè)涂抹機(jī)油，以利于脫模方便。模板安裝完畢后，應(yīng)保持位置正確。澆筑時(shí)，發(fā)現(xiàn)模板有超過(guò)允許偏差變形值的可能時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾正。橫隔板濕接頭直接使用梁體的預(yù)制橫隔板作為端模，另在預(yù)制橫隔板搭設(shè)兩塊封頭板作為側(cè)模。

（三）混凝土澆筑

混凝土采用拌和樓拌和，攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送，搭梳槽將混凝土倒入模板內(nèi)。澆筑采用分層斜坡式澆筑，插入式振搗器振搗。使用插入式振動(dòng)器時(shí)，移動(dòng)間距不超過(guò)振動(dòng)器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模保持50-100mm的距離，要插入下層混凝土50～100mm，每一處振動(dòng)完畢后應(yīng)邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)棒，避免碰撞模板、鋼筋及其它預(yù)埋件。對(duì)每一振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止。密實(shí)的標(biāo)志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿?；炷翝仓r(shí)要留好試塊，并做好記錄。對(duì)于濕接縫澆筑要注意盡量避免振動(dòng)棒碰撞底板。

（四）養(yǎng)護(hù)

由于其施工主要集中在夏季，終凝后可采用灑水養(yǎng)護(hù)，保持砼表面濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)期不少于7天。在陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)可采用麻布覆蓋，以防止日光暴曬后產(chǎn)生干縮裂縫。應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作和施工縫的處理，確保砼在達(dá)到強(qiáng)度前不受暴曬和外加荷載的影響。

四、預(yù)制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置技術(shù)的應(yīng)用

（一）設(shè)備及儀器

本研究使用的主要設(shè)備有：龍門吊、裝載機(jī)、混凝土運(yùn)輸罐車、液壓千斤頂、空壓機(jī)、組合式鋼模板、乙炔焊、電焊機(jī)等。

（二）技術(shù)原理

普通箱梁模板在大角度箱梁橫隔板處拆模過(guò)程中容易出現(xiàn)掉角現(xiàn)象，針對(duì)該問(wèn)題研究解決方案，該脫模裝置涉及一種可調(diào)式螺栓裝置，配合橫隔板活動(dòng)式底模。在橫隔板側(cè)板處安裝一根可調(diào)螺栓固定在站柱上，拆模版前先擰緊螺栓，配合液壓千斤頂使側(cè)板與砼面預(yù)先脫離3mm，結(jié)合活動(dòng)式橫隔板底托，可順利脫模，解決常規(guī)模板在落模時(shí)對(duì)橫隔板橫向及豎向擠壓，造成掉角裂縫，使脫模過(guò)程平順，結(jié)束人工蠻力敲打，節(jié)省人力，該裝置應(yīng)用后會(huì)使模板不觸碰橫隔板邊角，尤其在大角度橫隔板預(yù)制過(guò)程中，有效保證橫隔板外觀質(zhì)量。

（三）技術(shù)難點(diǎn)

研發(fā)難重點(diǎn)，需要克服的技術(shù)難題：（1）橫隔板側(cè)模存在剛度不足、柔性不足的問(wèn)題，容易造成模板變形，減少模板周轉(zhuǎn)次數(shù)。（2）脫模裝置牽引不同步的問(wèn)題。（3）橫隔板站柱與脫模裝置交叉影響，造成腹板側(cè)向受力不均。（4）拆模時(shí)間控制。通過(guò)預(yù)制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置的研究，能夠減少脫模時(shí)問(wèn)的同時(shí)，保證橫隔板的外觀質(zhì)量，達(dá)到節(jié)約工期以及內(nèi)實(shí)外美的要求。

（四）技術(shù)應(yīng)用

第一階段：2017年5月至2017年7月，完成對(duì)預(yù)制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置方案的設(shè)計(jì)，并對(duì)施工班組進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)交底。

通過(guò)改進(jìn)一種可調(diào)式螺栓裝置的脫模裝置，配合橫隔板活動(dòng)式底模，降低大角度箱梁橫隔板脫模時(shí)的掉角現(xiàn)象，保證梁體外觀的完整性，提高梁板預(yù)制的整體質(zhì)量。

第二階段：2017年8月-2018年11月對(duì)施工過(guò)程中各工序環(huán)節(jié)及現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行記錄，形成文字及數(shù)碼影像資料，并按項(xiàng)目部檔案管理制度進(jìn)行各階段性的整理存檔。

第三階段：2018年12月，完成對(duì)預(yù)制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置資料的整理、分析，總結(jié)并最終形成技術(shù)研究報(bào)告。

（五）費(fèi)用預(yù)算情況

通過(guò)上述分析，本項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算587萬(wàn)元。（見表1）

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，我國(guó)城市發(fā)展不斷擴(kuò)大，城市周邊高速公路上跨地方道路及橋梁逐漸增多，隨著中西部大發(fā)展，今后我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的重點(diǎn)逐漸移向中西部等多山地區(qū)，在城市及中西部高速公路建設(shè)過(guò)程中，橋梁設(shè)計(jì)會(huì)大幅度增加，預(yù)制箱梁的外觀控制逐漸成為焦點(diǎn)。對(duì)預(yù)制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置的應(yīng)用和推廣，將為預(yù)制橋梁外觀控制提供理論依據(jù)及技術(shù)指導(dǎo)。其社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益突出，前景廣闊。結(jié)合工程的施工進(jìn)度，進(jìn)行技術(shù)方案的確定，施工設(shè)備及費(fèi)用的選擇、預(yù)算，并根據(jù)實(shí)際施工效果進(jìn)行技術(shù)方案的調(diào)整和優(yōu)化，最后進(jìn)行資料的整理以及技術(shù)報(bào)告成果的整理。