預(yù)制空芯板梁鋼芯模應(yīng)用技術(shù)探討

□文/楊 云 趙金國 王正軍

目前預(yù)應(yīng)力板梁采用空氣膠囊芯模施工技術(shù)，但施工成本較高，操作中由于出現(xiàn)膠囊上浮、偏位和脫模時(shí)間不好控制等因素，容易出現(xiàn)空心板頂板厚度和腹板厚度不足等問題，導(dǎo)致空心板梁的幾何尺寸得不到保證，直接影響工程質(zhì)量[1～3]。為解決上述問題，本文結(jié)合天津市武清區(qū)東環(huán)線工程和青龍灣大橋應(yīng)急養(yǎng)護(hù)工程預(yù)應(yīng)力空心板梁鋼芯模制作的工程實(shí)踐，對預(yù)制空芯板梁鋼芯模應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行闡述。

1 鋼芯模

1.1 組成

鋼芯模是一種采用非靜定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的空心板梁內(nèi)模具[4]，具有易于安裝、拆卸和重復(fù)利用率高等特點(diǎn)；設(shè)計(jì)采用硬度大、不易變形的鋼板材質(zhì)制作而成，每組鋼芯模由4 塊鋼面板組成，配有螺栓孔、法蘭片、牽引件等輔助配件，每組鋼芯模通過螺栓，連接成板梁設(shè)計(jì)長度的內(nèi)膜鋼芯模。

1.2 設(shè)計(jì)原則

為進(jìn)一步保證組裝、拆卸便捷，采用內(nèi)膜分段、分塊設(shè)計(jì)。由于預(yù)制空芯板梁構(gòu)件相對箱梁幾何尺寸內(nèi)膜截面小，人工拆除內(nèi)模困難，本著經(jīng)濟(jì)、合理、便捷的原則[5～6]采用可拖拉的掛倒角的折疊型鋼芯模。

1.3 設(shè)計(jì)參數(shù)

鋼芯內(nèi)膜按照非靜定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以20 m預(yù)制板梁所用鋼芯模為例進(jìn)行說明，每節(jié)鋼芯模由4 塊鋼面板組成，每節(jié)面板頭部焊有帶螺栓孔的法蘭片，內(nèi)模面板采用4 mm厚的鋼板，鋼芯模每節(jié)長度為1.5 m、質(zhì)量約為300 kg，縱向用8 mm厚的角鋼平均設(shè)置8道、橫向加勁肋用8 mm厚的角鋼每隔30 cm一道。4塊模板中橫向接口為45°斜向活接口，接口處設(shè)有帶螺栓孔的折頁，豎向接口為垂直活接口，接口處設(shè)有帶螺栓孔的耳板。上下兩塊膜板均有尺寸為310 mm×50 mm×10 mm（長度根據(jù)梁內(nèi)膜設(shè)計(jì)高度確定）的鋼質(zhì)牽引板連接，牽引板設(shè)置間距為每1 000 mm 一道，兩頭分別開φ13 mm的孔，兩孔間距為270 mm，牽引板通過螺栓分別與中間縱向的尺寸為40 mm×40 mm×4mm 的牽引桿連接板連接，形成一個(gè)整體，在牽引桿的端部設(shè)置φ10 mm的牽引環(huán)。見圖1和圖2。

圖1 肋整體鋼芯模非靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)部牽引結(jié)構(gòu)

圖2 鋼芯模正面

1.4 工藝流程

預(yù)制場地鋪設(shè)墊板→底板和腹板鋼筋綁扎→側(cè)模支設(shè)→底板混凝土澆筑→內(nèi)模安裝（包括安裝前內(nèi)模檢查、修整與拼接）→頂板鋼筋綁扎→腹板和頂板混凝土澆筑→抽拔鋼芯模和側(cè)?！炷琉B(yǎng)護(hù)→張拉預(yù)應(yīng)力筋→封端處理。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

天津市武清區(qū)東環(huán)線工程全長15.5 km，按照一級(jí)公路雙向六車道的特重交通設(shè)計(jì)，沿線共計(jì)9座橋梁，大橋3 座，中橋4 座、小橋2 座。武香公路青龍灣大橋應(yīng)急養(yǎng)護(hù)工程橋梁總長312 m，荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路I 級(jí)，要求更換全橋后張預(yù)應(yīng)力空芯板梁共計(jì)144 片（20 m的126 片、16 m 的18 片）。其中東環(huán)線工程的朱家碼頭橋、機(jī)場排污河橋和港北連接渠橋共計(jì)104 片后張預(yù)制空芯板梁，武香公路青龍灣大橋應(yīng)急養(yǎng)護(hù)工程全橋后張預(yù)應(yīng)力空芯板梁在制作過程中均使用的是鋼芯模制作完成。

2.2 現(xiàn)場操作

2.2.1 內(nèi)模安裝

模板拼接、安裝前需進(jìn)行檢修，觀察法蘭片、螺栓、折頁及牽引環(huán)等是否完好，在完成拼接后還要進(jìn)行試?yán)?，均無異常后才能進(jìn)行整體安裝。

安裝時(shí)將每片模與模接口處、牽引板與牽引桿用螺栓連接好，將每節(jié)芯模接口處的法蘭片用螺栓連接好拼成一個(gè)整體，確保芯模外部尺寸與空心板梁內(nèi)部尺寸一致，為避免接口處漏漿，用塑料薄膜將芯模環(huán)狀包裹嚴(yán)密。底板混凝土澆筑完成后，用龍門吊將已經(jīng)拼接并用塑料薄膜包裹好的芯模整體吊入梁內(nèi)就位，然后進(jìn)行頂板鋼筋綁扎、腹板和頂板混凝土澆筑等工序。

2.2.2 內(nèi)膜拆除

為保證混凝土的質(zhì)量，嚴(yán)格控制拆模時(shí)間，在保證混凝土表面不發(fā)生裂縫的前提下方可進(jìn)行拆除內(nèi)膜工序，拆內(nèi)模時(shí)只需將上下45°斜向活接口和每節(jié)面板頭部法蘭片的螺栓松開，再用2 t卷揚(yáng)機(jī)拖住牽引桿上的牽引環(huán)向外拉動(dòng)，第一節(jié)芯模的一半延折頁合龍，另一半也能順勢落下整體出梁，其余各節(jié)均采用同樣的方法進(jìn)行拆除。

2.3 注意事項(xiàng)

1）鋼芯模模板材質(zhì)選用原則上采用硬度大、不易變形的鋼板，內(nèi)膜分段、分塊設(shè)計(jì)時(shí)一定要綜合考慮梁長的實(shí)際需要來確定每段內(nèi)模板設(shè)計(jì)長度。

2）模板拼接、安裝前必須進(jìn)行檢查，觀察各部件是否完好，在完成拼接后還要進(jìn)行試?yán)?，均無異常后進(jìn)行整體安裝。

3）為避免接口處漏漿，用塑料薄膜將芯模環(huán)狀包裹嚴(yán)密，用龍門吊吊裝整體芯模時(shí)不宜過高，盡量控制在2 m以內(nèi)。

4）根據(jù)預(yù)制梁的實(shí)際情況選擇卷揚(yáng)機(jī)的噸位，卷揚(yáng)機(jī)軸向拉動(dòng)方向與預(yù)制梁軸線平行，拉動(dòng)速度應(yīng)緩慢前行。

2.4 效果分析

248片采用鋼芯模成型的空心板梁，在保證板梁的幾何尺寸、確保板梁的鋼筋保護(hù)層厚度滿足規(guī)范要求的前提下，梁體內(nèi)側(cè)光滑平整、內(nèi)腔表面無錯(cuò)臺(tái)、無偏位、無露筋、無漏漿，頂板和腹板的幾何尺寸均符合要求[7～8]。

3 結(jié)語

鋼芯模安裝、拆卸簡捷、快速，可循環(huán)利用空間大，可大幅度降低工人勞動(dòng)力和工作強(qiáng)度，徹底解決空氣膠囊芯模成型預(yù)制板梁空心板頂板厚度和腹板厚度不足問題。鋼芯模的應(yīng)用保證了工程質(zhì)量，提高了模板的周轉(zhuǎn)率，節(jié)省了勞動(dòng)力，大大縮短了空芯板梁的預(yù)制工期，在經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益上取得了顯著效果。