簡易可收縮式移動箱涵模板臺車的研制與應用

候亞峰

（中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

牙買加南部沿海路升級改造工程項目共有箱涵12座，結(jié)構(gòu)形式分為單孔式和雙孔式兩種，結(jié)構(gòu)尺寸分別為3×2.2m、2×2.0m、2.5×2.0m、2.0×1.5m，箱涵頂板、底板和墻體厚度均為30cm，每節(jié)箱涵長度為4 至6m。經(jīng)過前期市場詢價，海外項目采購2 套長約6.0m 的液壓式或者組拼式箱涵臺車至少需要30 萬人民幣，況且大多數(shù)液壓油缸或者絲桿的行程有限，無法較好地適用本項目4 種結(jié)構(gòu)尺寸，同時由于牙買加后續(xù)公路項目規(guī)模小及后續(xù)項目市場不確定，綜合考慮以上因素，采購液壓式或者組拼式箱涵臺車不經(jīng)濟。為加快現(xiàn)場施工進度、降低施工成本和提高施工質(zhì)量，項目部自主設(shè)計的簡易可伸縮式移動箱涵模板臺車，為業(yè)內(nèi)類似工程的施工提供推廣參考。

1 箱涵施工常用支架工藝優(yōu)缺點

綜合考慮到進度、成本控制和現(xiàn)場安全文明施工，經(jīng)分析采用簡易的可移動式小鋼模臺車為最優(yōu)方案。

2 簡易可收縮式移動箱涵模板臺車的研制

為保證研制臺車的使用率，通過設(shè)計變更，將本項目所有箱涵內(nèi)側(cè)涵身倒角統(tǒng)一調(diào)整為10cm×10cm。下面將簡易可收縮式移動箱涵模板臺車的結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工制作、調(diào)試過程介紹如下：

2.1 箱涵臺車的結(jié)構(gòu)設(shè)計

臺車的結(jié)構(gòu)分為車體桁架、模板、千斤頂、橫向滑輪和縱向滑輪，所有的加工制作均為項目部自主加工。

臺車材料全部為舊模板和現(xiàn)有鋼材的再利用，整套臺車總重量約為3.3 噸，車體為桁架結(jié)構(gòu)，根據(jù)箱涵沉降縫預留長度，臺車按照每節(jié)5.2m 設(shè)計，橫梁和縱梁采用I22 工字鋼，臺車側(cè)面和頂面為兩塊倒“L”型整體式鋼模板，豎向升降系統(tǒng)由底部直徑20cm、壁厚1cm 的鋼管和頂部直徑18cm、壁厚5mm 的鋼管及千斤頂組成，臺車下部設(shè)置行走機構(gòu)，臺車在相鄰箱涵段之間通過人力或者機動設(shè)備進行移動，其具有靈活性高、機動性強等特點。為解決整體式“L”型鋼模板的橫向移動，設(shè)計時在臺車兩端設(shè)置了橫向滑輪；為更好地適用最小箱涵尺寸，設(shè)計時將兩片倒“L”型模板在收縮到極限時仍有20cm 寬度，此寬度使用1.5cm 鋼板替代，該設(shè)計另一方面可以大大提高模板臺車托膜。同時采用上述結(jié)構(gòu)可以較好地滿足剛度和穩(wěn)定性要求，臺車結(jié)構(gòu)如下圖1。

圖1 箱涵臺車設(shè)計效果圖

2.2 箱涵臺車的設(shè)計要求和技術(shù)參數(shù)

（1）根據(jù)設(shè)計圖紙要求，箱涵頂板混凝土厚度為0.30 m，長為5.0m，寬3.0m，以0.30m 鋼筋混凝土澆筑厚度作為臺車設(shè)計的基本荷載。

（2）箱涵頂板施工過程中工作人員及澆筑設(shè)備、工具等施工荷載；臺車上模板自重荷載；新澆混凝土側(cè)壓力荷載。

2.3 箱涵臺車的加工制作

臺車的倒“L”型模板采用厚度為10mm、寬200cm的冷軋鋼板，模板龍骨采用10#槽鋼，間距20cm，側(cè)面模板的最大升降量為50cm，橫向模板的最大伸縮量為80cm。為保證舊模板在加工制作時不發(fā)生變形，模板的切割全部使用等離子切割機，立柱安裝就位后，使用20#槽鋼將所有立柱連成整體。

2.3.1 頂升液壓千斤頂、絲杠臨時支撐系統(tǒng)和模板橫向滑輪系統(tǒng)

臺車兩端各設(shè)置一個豎向頂升調(diào)節(jié)系統(tǒng)，每端立柱上設(shè)置2 根加固支撐絲杠系統(tǒng)，保證千斤頂?shù)陌踩褂?，由于模板采用的倒“L”型模板，為保證整個模板的穩(wěn)定性，在側(cè)面模板的底部兩端外側(cè)也設(shè)置絲杠臨時支撐系統(tǒng)。模板的橫向移動是通過設(shè)置在臺車立柱牛腿上的滑輪來實現(xiàn)的，滑輪直徑為10cm，現(xiàn)場可以采用人力輕松推動來完成橫向移動，見圖2 和圖3。

圖2 絲杠臨時支撐系統(tǒng)

圖3 橫向滑輪系統(tǒng)

2.3.2 臺車的設(shè)計尺寸

根據(jù)本項目箱涵最大尺寸和最小尺寸之差設(shè)置豎向和橫向伸縮量，通過臺車側(cè)面模板的高度最終確定涵身首次澆筑高度為30-40cm，本項目箱涵沉降縫間距為5m，所以臺車設(shè)計長度為5.2m，每循環(huán)間搭接長度為10cm，其有效長度為5.1m，臺車模板與上一節(jié)涵身的縱向搭接長度不小于10cm，搭接長度過小，會導致搭接部位上一模的混凝土破損，過大則搭接處不易密貼，出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

2.3.3 臺車振搗器的設(shè)置

臺車振搗器采用附著式振搗器與插入式振搗器相結(jié)合，由于涵身厚度較薄，平板振搗器共4 個，通過螺栓設(shè)置于內(nèi)側(cè)鋼模板上。

2.3.4 臺車縱向滑輪的設(shè)置和拼裝調(diào)試

臺車縱向移動通過設(shè)置在底部立柱上的滑輪來實現(xiàn)，滑輪的直徑為10cm，通過1cm 厚鋼板與臺車兩端立柱進行焊接固定。

臺車車體桁架、模板局部變形、加工尺寸偏差是造成混凝土外觀質(zhì)量問題的主要原因。臺車拼裝后調(diào)試結(jié)果對混凝土外觀質(zhì)量影響較大，調(diào)試過程中重點注意以下幾個方面：

（1）現(xiàn)場拼裝完成后，必須在軌道上往返行走和原地進行起吊試驗后，再次對部分連接部位加強焊接以提高整體性。

（2）檢查臺車模板尺寸是否準確，其兩端的結(jié)構(gòu)尺寸相對偏差不宜大于5mm，否則進行整修。

（3）使用前對鋼模板表面采用拋光機或者角磨機進行打磨，清除銹斑，途油防銹。

圖4 縱向滑輪移動

圖5 整體組裝完成調(diào)試

3 主要工藝注意事項

（1）箱涵臺車安裝前必須確保軌道梁的寬度和臺車輪距寬度一致，且軌道梁最終定位后應該固定牢靠。為避免臺車安裝時與鋼筋發(fā)生剮蹭，安裝前需要將臺車調(diào)整到適當?shù)膶挾群透叨取?/p>

（2）箱涵臺車內(nèi)外模安裝前，為防止接茬部位漏漿，需要在混凝土接茬部位貼3cm 寬止?jié){條，防止漏漿的發(fā)生。

（3）箱涵臺車內(nèi)模安裝后，要保證內(nèi)模與混凝土密貼，待完全密貼后使用絲杠進行永久固定。

（4）整個臺車的內(nèi)外模板僅在底部混凝土接茬部位和外側(cè)模板頂端使用對拉拉條，拉條直徑為14mm，待外側(cè)模板安裝完成后及時進行臨邊防護，臨邊防護形狀采用U 型，高度為1.2m。

4 實施效果和推廣范圍

本臺車已經(jīng)成功在牙買加南部沿海路升價改造工程箱涵上應用，單節(jié)箱涵施工效率較常規(guī)工藝提高約50%，直接節(jié)約成本約為28 萬元。臺車適用性強，模板采用大塊鋼模板，內(nèi)外模安拆方便，且箱涵墻身不設(shè)置拉條，避免了箱涵漏水造成路基病害等質(zhì)量問題，機械化作業(yè)程度高，節(jié)省人工，施工安全系數(shù)高。

本臺車加工制作簡單，使用安全系數(shù)較高，避免了海外因液壓式臺車故障造成現(xiàn)場窩工的現(xiàn)象，對于施工規(guī)模較小且箱涵數(shù)量較多的項目具有較好的適用條件，此臺車的應用可以大大縮短箱涵施工時間，達到較好的流水作業(yè)效果。

5 實踐中的經(jīng)驗、教訓

此臺車為整體式模板，寬度較寬，在山區(qū)公路運輸時較為繁瑣，其次在模板多次轉(zhuǎn)運后易發(fā)生變形，對于箱涵寬度較大的項目，施工時建議加工成可拼裝式的臺車。對于大尺寸箱涵需要考慮運輸和施工方便。

6 結(jié)語

通過本臺車的實際應用，進一步提升了項目部在進度、成本和質(zhì)量方面的管理水平，該臺車對于施工規(guī)模較小且箱涵數(shù)量較多的項目具有較好的適用條件，此臺車的應用可以大大縮短箱涵施工時間，達到較好的流水作業(yè)效果。