大跨度預應力結構箱梁模板施工技術

羅華平

(湖南湘江新區(qū)投資集團有限公司，湖南 長沙 410205)

1 工程概況

湘江歡樂城長沙冰雪世界工程位于湖南省長沙市岳麓區(qū)坪塘鎮(zhèn)山塘村～獅峰山地段，坪塘大道東側、清風南路南側，原湖南省新生水泥廠采石場桐溪湖礦坑西側。深坑冰雪世界位于采石形成的礦坑上。

礦坑為短直徑約400 m、長直徑約500 m的類似橢圓形，經人工采石而成深度達100 m的礦坑。礦坑坡度較陡，坡角約為81°～92°，上寬下窄，其平面面積約為180 000 m2。礦坑場地呈中間低四周高，建筑物±0.000相當于絕對高程53.00 m(黃海高程)。

冰雪世界工程16 m平臺主體結構東西長約220 m，南北長約260 m，建筑面積約3萬m2；最大跨度為48 m。由于跨度大、荷載重，而且節(jié)點區(qū)域匯集了鋼管混凝土柱、有粘結預應力梁兩種技術，節(jié)點受力復雜，施工難度大。圖1為冰雪世界項目16 m平臺結構型式。

圖1 冰雪世界項目16 m平臺結構型式

2 平臺箱梁模板設計

2.1 鋼模配置思路

16 m平臺結構梁整體配模思路如下：除了梁轉角處、主次梁節(jié)點、梁變截面及梁柱節(jié)點等處需定型加工鋼模外，其他部位盡量用標準模數的鋼模；當梁某個方向(長、寬、高)尺寸無法用標準模數的模板拼裝時，再加工特定尺寸的模板進行補拼。標準模數的模板規(guī)格見表1。

表1 標準模數鋼模尺寸詳表

2.2 箱形梁模板

1)面板。上翼板內模采用特制泡沫板，其他部位采用鋼模。為保證模板的加固質量，部分模板采用定型加工的轉角模板，模板加工成一體，箱型梁上翼板內模支設見圖2。其中，箱梁底板上部模板每隔1 m留出300 mm×300 mm空缺作為混凝土澆筑和振搗口，振搗完畢再將準備好的封頭鋼模裝好并加固。加固方法：提前在兩端加固用的橫桿上鎖上旋轉扣件，在封頭模板安裝好后再用兩根鋼管與兩端鋼管相連加固，具體見圖3。

圖2 箱型梁上翼板內模支設

圖3 封頭模板加固示意

如圖2所示，澆筑腹板混凝土時(第二段，頂面澆筑至3.5 m)，在混凝土頂面埋設C32@100 mm主龍骨，龍骨低于混凝土面3 cm。澆筑上翼板前鋪膠合板，最后鋪設特制輕質陶粒胎模，胎?？ㄔ谝褲仓母拱逯g。上翼板澆筑完畢后箱梁內部形成封閉空間(次梁間距6 m且已將內腔完全隔斷)，龍骨、膠合板、泡沫胎模無法拆除，一次性投入。

鋼筋龍骨計算如下。

龍骨按簡支考慮，經計算，C32鋼筋截面慣性矩I=51445 mm4，抵抗距W=3215 mm3。

則鋼筋抗彎強度f=M/W=1/8×ql2/3215=190.5 N/mm2<205 N/mm2，抗彎強度滿足要求。

則鋼筋最大擾度Ymax=5ql4/384EI=5×2.5×14004/384×2100000×51445=1.62 mm

2)鋼模加固。鋼模背面自帶角鋼龍骨，加固則豎向采用雙槽鋼(14#)、水平向采用雙鋼管+M18(通絲，精軋螺紋鋼制作)對拉螺桿加固。

3)梁底支模架。梁底支模架采用Φ48×3.0 mm碗扣架。支模架主要組成部分包括橫向水平桿、立桿、縱向水平桿、剪刀撐以及斜撐等[1]。鋼管的直徑為48 mm，厚度為3.0 mm。以箱梁的荷載分布以及箱梁的面積、重量、高度為依據，以能滿足施工需求又經濟適用的原則來確定模板支架橫、縱向立桿的間距尺寸，為確保支架的整體穩(wěn)定性，箱梁兩側立桿通長設置縱向剪刀撐、橫向每6排設置1道剪刀撐。

3 模板施工工藝

3.1 施工流程

整體流程：貝雷架立柱找平→安裝蓋梁、鋪設貝雷片→梁軸線測設→分配梁鋪設→支模架搭設→模板安裝。

貝雷架立柱安裝完畢，安裝蓋梁前須檢查活動頭標高，標高無誤后才能進入下一道工序。鋪設分配梁前，施工員配合測量員現場放出設計梁軸線并做好標記，緊接著測設及標記支模架立桿排距與跨距，作為支模架、操作架搭設的依據。搭設支模架立桿時先立兩端立桿，利用水平管從墩柱上引標高，確保兩段立柱標高正確后再拉通線，搭設中間立桿。梁底模鋪設完畢后，施工員配合測量員檢查模板標高與平整度，滿足規(guī)范與設計要求后方能進入下道工序。進入鋼模安裝工序后，具體流程為：①鋪設梁底模，搭設“用于輔助鋼筋安裝”的操作架；②下翼板鋼筋安裝完后，安裝箱梁內模，穿好對拉螺桿；③第一段鋼筋綁扎完成后安裝第一段外側模(梁底以上2 m范圍內)，并將模板加固完畢；④第一段混凝土澆筑完畢，完成第兩段鋼筋安裝后安裝安全全部外側模，并加固完第兩段鋼模；⑤第兩段混凝土澆筑完成并達到拆模要求后，即可拆除箱梁內部模板、部分外側模；安裝內部頂模；⑥第三段混凝土澆筑完畢并達到側模拆除要求后全部側模拆除，內部模板不再拆除；底模待預應力張拉完畢后拆除。

3.2 工藝要點

3.2.1 分配梁頂封閉

分配梁(貝雷架上部)搭設完畢后，即采用鋼板網+竹夾板進行全封閉，預留出(支模架、操作架)立桿位置，為工人搭設支模架、操作架提供作業(yè)平臺。

3.2.2 支模架及操作架搭設

支模架采用Φ48×3.0 mm鋼管橫桿及立桿，鋼管底座采用工字鋼(25#)分配梁以分散支點受力，鋼管頂部均采用可調托架進行調節(jié)頂緊，使整個支架體系受力穩(wěn)固[2]。支架頂托的標高調節(jié)統(tǒng)一采用拉線的方式進行逐一調整，頂托高度調整完畢后即鋪設雙鋼管，緊接著鋪設方鋼及鋼模板(底模次龍骨采用□50×50×3(mm)，沿梁軸線布置，間距100 mm)。鋼模板鋪設前，應定位出梁邊線并拉通線控制，模板鋪設后支模架兩側應滿布縱向剪刀撐，每隔6跨設置橫向剪刀撐，以確保支架穩(wěn)定。所有立桿底部，在工字鋼上焊200高C32鋼筋定位樁，保證架體穩(wěn)定。

支模架搭設高度1.8 m，掃地桿離地300 mm，步距1 200 mm，頂部懸挑30 mm(頂托懸挑段≤200 mm；立桿跨距600 mm)。

支架搭設的同時可同步搭設梁兩側操作架，操作架采用48×3.0 mm鋼管搭設，鋼管底座采用25#工字鋼分配梁以分散支點的受力。操作架兩側應滿布縱向剪刀撐，每隔6跨設置之字形斜撐以確保支架穩(wěn)定。操作架高度隨箱梁疊合澆筑高度，逐步增高，步距≤1.8 m，具體搭設參數、支模架及操作架具體搭設要求根據審批后的布置圖施工。

3.2.3 底板及腹板下部鋼筋綁扎

鋼筋下料前應對配筋圖標注的參數數據進行再次復核，復核無誤后方能開出各編號鋼筋的下料長度。加工好的鋼筋半成品或骨架，應按不同類型、不同編號分別堆放，下面墊上支墊且要均勻平整，堆放要整齊，不同編號鋼筋要立好材料標識牌。

3.2.4 腹板模板安裝

1)箱梁第一次澆筑至梁底以上2 m位置，腹板主要采用小鋼模，必須仔細挑選開孔位置一致的模板。

2)鋼模模板龍骨采用雙槽鋼(14#)做次龍骨，雙鋼管做主龍骨，組拼成定型模板。

3)模板拉結采用通絲對拉螺栓，直徑Φ22 mm圓鋼，縱距≤500 mm，穿墻螺桿每端分別采用3型卡并用雙螺母擰緊。在安裝內模時首先要合理定位腹板模板，確認定位準確后利用撐緊將兩側的模板頂起，再在模板的上下與縱橫大約50 cm位置處各安設一道撐緊，最后利用對拉螺桿進行腹板模板的定位。箱梁腹板厚度大約550～2 500 mm，鋼筋密集且配有預應力筋，對拉螺桿在穿模板的施工過程中均會不可避免傾斜或變形，導致模板拆除時對拉螺桿無法取出。所以對拉螺桿采用一次性攤銷，不設置PVC套管。在模板拆除后以螺桿截面圓心為中心，在混凝土表面鑿出3 cm深、5 cm見方的凹槽，然后將外露螺桿割除，最后用抗裂砂漿修補平整。

4)使用專用模板脫模劑，不得使用廢機油及柴油。

5)腹板優(yōu)先支設內側鋼模，然后穿對拉螺栓，再組拼外側鋼模，加雙鋼管，并擰緊對拉螺栓。

6)完成上述工作后掛上線墜，拿上靠尺，檢查模板的垂直度和平整度以及對拉螺栓、支撐是否擰緊，模板上口拉通線進行檢查。

3.2.5 控制內模上浮

箱梁在施工過程中經常會出現梁內模板上浮的現象，或者頂板混凝土不平整導致小箱梁頂板厚度不足或不均勻現象，從而影響小箱梁的結構受力及底板厚度，存在一定的安全隱患[3]。對此，施工時應采取如下措施。

1)確保頂板厚度滿足設計要求，在安裝小箱梁模板時將腹板外模與支模架用鋼管鎖緊，以確保外側模板的穩(wěn)定性。

2)梁端頂板的厚度參考設計圖紙尺寸控制好模板高度，澆混凝土時控制混凝土標高至模板平即可保證小箱梁的整體高度。

3)為了避免澆筑腹板混凝土時部分混凝土掉入小箱梁內，每次安裝模板時把模板高度超出混凝土面10 cm左右，所以厚度控制必須在模板上做好標記，施工時混凝土打平控制線即可。

4)模板的結構尺寸控制好后，采用以下方法解決澆筑混凝土時小箱梁內模上浮造成底板厚度過大：下翼板上、下采用雙鋼管作背楞，縱向布置，橫向3道，并用Φ16對拉螺桿鎖緊，對拉螺桿縱向間距600 mm。

3.2.6 安拆腹板內側模用操作架

由于箱型梁內側凈高達4 m，安、拆上部側模時需搭設操作架。操作架采扣件式鋼管操作架。操作架為雙排架，排距800 mm，縱向間距≤1 500 mm，掃地桿離下翼板300 mm。

3.2.7 模板拆除

待混凝土強度滿足設計拆模要求后開始拆除側模，按照先搭后拆、后搭先拆的原則從一端向另一端進行逐一拆除，防止模板大面積脫落[4]。拆除的模板就近堆放在操作平臺，并第一時間利用塔吊吊至指定堆場并堆放整齊，最后對螺桿進行切割打磨防銹處理。材料吊至地面堆放整齊，最后對螺桿進行切割打磨防銹處理。

4 結束語

通過湘江歡樂城長沙冰雪世界工程16 m平臺模板工程實例，采用平臺梁節(jié)點部位異型模板的加工制作；貝雷架作為臨時支撐、貝雷架與結構梁之間搭設1.6～4.1 m高普通鋼管架等措施，解決了造型復雜、大截面梁體在離地高度較大的環(huán)境下模板安裝、加固難度大等問題，在保證安全的同時大大提高了工作效率，為以后類似工程的梁體模板施工提供了寶貴的經驗。

[ID:009904]