简易钢模台车在箱涵混凝土施工中的应用.pdf

第 4 8卷第 8期 2 01 2年 8月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GA NS U WAT E R R 琰 U Ra璐 A ND H 旧 WE R T Ea OL 0GY VO 1 48 No 8 Au g ， 2 01 2 施工技术 简易钢模台车在箱涵混凝土施工中的应用 吴恒辉 ， 李培 旺， 肖灿 明 ( 南水北调中线 天津干线 天津建管部， 河北 廊坊0 6 5 7 0 0 ) 摘要： 南水北调天津干线主要建筑物为主要建筑物为 3孔 4 4 mx 4 4 m的葙涵， 采用简易钢模 台车进行箱涵施工。 本标简易台车的使用为薄壁箱涵混凝土施工提供了可以借鉴的方法。 关键词 ： 桁架模板制作； 台车拼装； 台车运行； 南水北调 中线 中图分类号 ： T V 5 3 + 6 文献标志码： B 文章编号： 2 0 9 5 0 1 4 4 ( 2 0 1 2 ) 0 8 0 0 4 9 0 5 1 工 程概况 天津干线工程廊坊市段第 4设计单元 T J 4 3标 段 ， 位于河北省廊坊市的霸州、 永 清县境 内， 全段总 长 1 1 7 0 0 k m( 桩号 X W9 9 + 8 9 7 X W1 1 1 + 6 0 0 ) 主要 建筑工程有现浇混凝土箱涵 、 倒虹吸、 通气孔 、 分水 口、 小型公路涵 、 保水堰 、 房屋建筑工程、 通信及安全 检测预埋管道等， 各种建筑物 1 7座。 2混凝土箱 涵 施工方 案比选 根据箱涵设计形式， 箱涵为 3 孔 4 4 re x 4 4 IT I 有 压钢筋混凝土薄壁箱涵 ， 箱涵顶板厚为 0 5 5 m， 墙体 厚度为 0 4 5 0 6 0 m， 单节箱涵长度为 1 4 9 7 m， 底板 厚 度 为 0 6 0m 针对本工程特殊的箱涵形式 。 箱涵模板支撑系 统方案初步为 3套 ， 其一 ： 箱涵模板采用普通标准小 钢模进行拼装 箱涵内部模板支持系统采用满堂红 脚手架进行支撑 ； 其二 ： 箱涵模板采用普通小钢模进 行拼装 ， 箱涵 内部模板支持系统采用简易钢桁架做 支撑系统 。 支撑系统的行走采用人力或牵引设备向 前整体移动 ： 其三 ： 箱涵模板采用普通小钢模进行拼 装 箱涵 内部模板支持系统采用简易钢桁架做支撑 系统 ， 支撑系统的行走采用液压动力牵引。 经分析 ， 若采用方案一： 满堂红脚手架做箱涵内 撑支持系统 ， 此方案前期投入较小， 但因其内撑支持 系统采用普通钢架管进行搭设 当模板在相邻仓位 间转移时 ， 需大量的人工进行搬运 ， 由此后期运行人 工费用较高 ， 且材料在箱涵间移动时期耗费的时间 较多 ， 对工期 影 响较大 。 若采用方案二 ： 箱涵 内撑采用定型钢桁架做支 持系统 ， 此方案前期费用投入较大， 但在后期运行过 程 中， 因其箱涵 内撑支持系统为定型钢桁架 ， 为此 ， 箱涵内模班可整体铺设于桁架上 ，可随桁架一起在 相邻箱涵间移动， 可大量减少后期运行人工费用 ， 且 在相邻箱涵间移动较为方面， 可缩短大量时间， 对工 程成本 、 工期控制有利。 若采用方案三：箱涵内撑采用定型钢桁架做支 撑系统 ， 支撑系统利用液压动力牵引 ， 此方案虽能提 高运行速度 。但对施工进度控制效果不明显且成本 投 入较 大 。 综合考虑到进度、 成本 的控制 ， 经分析方案二为 最优方案。 3简 易台车 的型式 简易钢模台车采用普通方钢管构成 。在台车下 部设置行走机构 ， 本工程箱涵单节为 1 5 m， 在进行 台车的设计时 ， 为便于实际台车的组装 ， 将台车分两 段进行制作 ， 其单节长度为 7 5 m， 台车在相邻箱涵 段之间通过人力或者机动设备进行移动 ，其具有灵 活高 、 机动性强等特点。 4 箱涵简易台车设计的技术要求和参数 4 1 简易台车的荷载分析 ( 1 ) 根据设计图纸要求 ，箱涵顶板混凝土厚度 为 0 5 5 m， 长为 1 4 9 7 m， 宽 1 5 2 m， 以 0 5 5 m钢筋 混凝土浇筑厚度作为台车设计 的基本荷载； ( 2 )箱涵顶板施工过程 中工作人 员及浇筑设 备 、 工具等施工荷载 ： ( 3 )台车上模板 自重荷载 ； ( 4 ) 新浇混凝土侧压力荷载。 4 2简易台车的模板设计 ( 1 ) 箱涵底板模板 底腋角模板采用 5 mm厚钢板做面板 。横边框 选用一 5 x 5 0带钢做肋带 ， 竖边框及纵横肋选用一 4 x 5 0 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 7 2 3 作者简介： 吴恒辉( 1 9 7 5 一 ) ， 男， 广西浦北人， 工程师， 主要从事水利水电工程施工管理。 4 9 2 0 1 2年第 8期 甘肃水利水电技术 第 4 8卷 带钢做肋带 ，腋角模板间连接件采用标准小模板 U 形卡进行连接 ， 模板单 节长度 1 5 0 0 mm， 考虑到相 邻 箱涵接头处 接缝 的严密 。 其 中一节模板长度为 1 5 5 0 m m， 单块模板重约 3 7 5 k g ， 施工时采用人工 进行支拆 。在进行箱涵外侧模板拼装 时， 采用砂浆 做找平层 。 防止 由于垫层不平 。 导致混凝土漏浆 ， 从 而影 响混凝 土外 观质量 。 ( 2 ) 箱涵侧墙模板 箱涵侧墙模板采用 5 5系列标准 P 6 0 1 5小钢模 进行拼装 ， 并在箱涵外侧搭设双排操作脚手架， 做模 板拼装平台 ( 3 ) 箱涵顶板模板 箱涵顶板模板采用 5 5系列 6 o 1 5型模板 ， 顶腋 角模板面板选用 4 m m厚钢板 。边框 均选用一 5 x 5 0 带钢。 横竖肋带选用一 4 x 5 0带钢。 顶腋角模板在设计 时， 为方便模板的拆装 ， 将顶腋角转折点处设置为饺 接， 顶模与侧模采用插销连接件进行连接 ， 拆模时模 板可随连接件转动 ， 便于模板的拆装 。 5简易台车的浇筑分段 根据设计图纸要求 ，单节箱涵长度为 1 4 9 7 m， 单节箱涵之间设置 3 e m沉降缝 ， 为便于施工 ， 台车 施工标准长度为 1 5 m， 单节箱涵分底板、 边顶板两 次浇筑完成 ， 施工缝位于底八字脚以上 5 0 e m处。 底 板施工采用底腋脚模板拼装浇筑 ， 边顶板施工采用 简易 台车 进行施 工 。 6 简 易台车 的构 造及运行 原理 台车系统 ( 图 1 、 2 ) 由钢桁架及模板组成。简易 钢桁架各构件采用螺栓进行连接 ， 首次拼装时 ， 在已 浇筑成型的底板上铺设 z o槽钢进行台车拼装 台 车拼装时采用 2 0 t 汽车吊辅助拼装 ， 在 台车的拼装 过程中应边拼装边辅助加固。防止台车出现变形等 问题。台车拼装完成后便进行模板的铺设 。最后进 行台车的调整。 在实际施工过程 中。 台车下部由行走轮、 丝杠千 斤顶及液压千斤顶构成 台车的空间位置则由台车 下部的液压及丝杠千斤顶进行调整。当台车需向上 进行调整时 。则采用 台车下部的液压千斤顶进行顶 升 ，此过程应 由 8 人配合操作 ，每人控制一台千斤 顶 ， 步调保持一致 ， 防止倾倒和模车整体滑移。顶升 到位后 ，用千斤顶将模车撑到已浇筑成型的混凝土 墙体上 ， 防止在顶板混凝土浇筑时 ， 由于高度差产生 的水平推力过大使模车侧移 。再利用调节丝杠将模 板调整到位 ， 进行固定。 当箱涵施工完成后且混凝土强度达到 7 5 时便 可进行台模的推移 ，此流程为先调节钢桁架下部的 丝杠千斤顶，在调节丝杠千斤顶的同时收缩箱涵两 侧面模板 ， 当收缩到一定程度后 ， 依靠模车和顶板模 板的 自重整体下降脱离混凝土面 。此时钢模台车下 部 的行走轮着地 ， 再将丝杠千斤顶上调离开地面， 在 前一节箱涵底板上铺设 2 0槽 钢 ， 利用人力或牵引 设备向前整体牵引从而完成桁架台车在相邻箱涵 间的转移 。 7简易 台车 的应 用技 术 7 1 简易台车的拼装 7 1 1 箱涵模车的组装 模车由模车主梁和门架组成，从而构成主要的 I I _ - I I _ l I _ - l I - 。 。 ， 孑 、 驴 奄 龟 毒 ， I 1 _ 8 1 【 鑫 【 面 恳舳 r ( 由 1 i 1 f l I l 通 过 调 下 支 撑 1 0 t 千 斤顶 而 丝杠千斤 5 0 图 1 台车结构横断面 第 8 期 吴恒辉 。 等 ： 简易钢模台车在箱涵混凝土施 工中的应用 第 4 8卷 图 2 台车桁架 结构纵断面 竖向力承受系统。每套模车的总长度为 1 5 m，由 2 段单节 7 5 m组成 两根模车主梁的轴间距为 2 7 0 0 mm。1 2榀门架等间距 7 5 0 m m安装在模车主梁上。 门架下横梁设置水平支撑 。 在支模状态时必须把下 支撑安装拧紧。将 1 2榀门架连成一个整体。 第一次支模时 ， 将组装好的模车牵引到位 ， 调整 好前后和左右的距离后 。用 8台 1 0 t 螺旋千斤顶 ( 行程最小为 1 0 0 m m) 将模车整体顶升到标高( 此标 高应该比设计标高高出 l 0 1 5 n l l n ， 给混凝土浇筑竖 向荷载施加后模车的整体下沉留出余量 ， 此时模车 轮距离底板的距离为 8 O 1 o o mm。此距离为顶板模 拆模后脱离混凝土顶板的距离) ， 在模车主梁门架位 置用支撑千斤将模车顶紧。 在顶升过程 中， 应 由 8人配合操作 ， 每人控制一 台千斤顶 ， 步调保持一致 ， 防止倾倒和模车整体滑 移 。顶升到位后 。用千斤顶将模车撑到已经浇筑成 型的混凝土墙体上 ， 防止在顶板混凝土浇筑时， 由于 高度差产生的水平推力过大使模车侧移 再利用调 节丝杠将模板调整到位 ， 进行固定。 模车在组装过程中必须注意 ： ( 1 ) 检查千斤顶是否正常良好 ； ( 2 ) 千斤顶应该放置平整 ， 为防止侧滑 ， 应在千 斤 顶下 垫支座 ： ( 3 ) 手柄动作方向角度范围内应元障碍物 ； ( 4 ) 两模车主梁必须平行 ，否则在模车牵引过 程中不能顺利行走 。可以通过对角线进行检测 、 调 整 ： ( 5 ) f - i 架必 须在同一标高上 ， 门架顶面保证水 平 ， 否则影响顶板模板的水平； ( 6 ) 各连 接件 之 间需连 接牢 靠 ， 否则 在 台车 运行 时会 出现变形的现象 。箱涵台车桁架 结构见 图 1 、 2 。 7 1 2 箱涵顶板模板的安装 模车组装调试完毕后。将模板平放于脚手架支 撑的方钢横梁上 。 模板之间利用连接螺栓进行组拼。 模板安装时需注意 ： ( 1 ) 模板就位前 ，必须在背楞上设置模板就位 控制线 ， 模板安装分节 、 分组进行 ； ( 2 ) 单节模车模板安装完毕后对 ，对模板的位 置和水平进行调整 。 必要时可以进行局部点焊固定。 ( 3 ) 在铺设顶板模板时， 应将箱涵轴线找出， 将 模板从轴线处向两边进行分铺 否则会出现模板间 错误现象。 7 1 3 箱涵端模 的组拼 由于模车 的总长度为 1 5 I T I 。 顶板端模与顶板模 板之间采用搭设外侧支撑脚手架进行加固( 图 3 ) ， 51 2 0 1 2年第 8期 甘肃水利水 电技术 第 4 8卷 端模在顶板模板上安装 ， 并且用钢管将各部分串成 一 个整体。顶板模板理论上一端搭接已经浇筑成型 混凝土 5 0 n l n l ， 具体可根据实际情况酌情调整 ， 端模 拼装 见 图 3 。 图 3 箱涵堵头模板加固 7 1 4 侧面模板的拼装 箱涵侧墙模板采用普通标准钢模板进行拼装 。 侧 面模板 间采 用 MI O螺 栓进行 连接 ， 模板拼装过程中应注意对拉拉筋的布设 ， 其首 顶板模板 1 - 1 端模加固示意 块侧面模板的安装位置应 由从箱涵顶板处 吊垂线加 以确定 ，防止侧面模板拼装至靠近顶腋角模板出现 模板连接孔 出现错位而导致无法连接。其模板拼装 成型件 图， 简易台车侧面模板拼装见图 4 。 。U ，鲫 U J加 j 。鲫 U U ，锄 l40o 550 1 1 1 1 1 1 1 1 l 1 1 1 l 5 2 0 o 图 4 箱涵模板浇筑状态图 7 1 5 箱涵拆 模 当浇筑成型的箱涵顶板 混凝 土强度达到 7 5 时 ， 便可进行台模的推移 ， 首先利用可调支撑丝杆将 模板收缩 8度左右 ， 此时模板挂在模车上。其次， 慢 5 2 慢下降螺旋千斤顶 。使模车在 自重作用下脱离顶板 混凝土 。此过程不能 同时下降 8个点的千斤顶 ， 应 该采取沿模车的纵向先下降一端 ，再依次下降的施 工顺序 ，这样能更有效的破坏模板吸附力。一端下 第 8期 吴恒辉 。 等 ： 简易钢模台车在箱涵混凝土施 工中的应用 第 4 8卷 降 3 0 mm 另一端再下降 3 0 m i l l 。使模车保持平衡。 依次继续下降 ， 使模车轮下降到槽钢轨道上 ， 完成脱 模过程( 图 5 ) 。 7 - 2 简 易 台车 的应用 7 2 1 混凝土施工的程序 底板施工完毕后 ，台车就位对边顶板施工。边 _ _ 跚 6 0 0 L 6 0 0 L 6 0 0 L 6 0 01 6 0 0 0 o 9 t o Q 6 0 0 L 6 0 0 L 6 0 0 L 6 0 0 L 6 0 0 0 q 6 0 0 1 6 0 0 L 6 0 0 L 6 0 0 L 6 0 0 0 q _ 一 ” 。 一 ， Z = 1 - 。 一 一- - _ - _ 一 。 1 l J c鼍 _ _ I _ -一- - I - _ I l l f l l I 27 o o 2 7 0 o 图 5 箱 涵拆模状态 图 顶板施工程序 ： 台车就位- + 浇筑仓 面准备 钢筋架 立- + 预埋件安装 堵头模板安装 验收 混凝土浇 筑 洒水养护 台车行走 7 2 2 台车就位 底板施工完成 。 待混凝土施工强度满足设计要 求后便 可进行箱涵边顶拱施工 ， 简易台车经过人工 推拉进入相邻段箱涵底板 ， 在进行台车 的就位过程 中 ， 测 量 队应 紧密配合 此 过程 ， 直 至模 板调 整符 合设 计要求为止 ， 其后便进行箱涵顶板的钢筋及模板安 装 ， 待上述工作完成后 ， 再 由测量队模板进行复测加 以调整至合格为止 。 7 2 3 混凝土浇筑 钢筋、 模板、 止水及其他埋件安装完毕并验收合 格后进行混凝土浇筑作业。 箱涵混凝土的施工严格按分段分块进行 ， 分段 分块主要根据设计图纸 。 箱涵结构特性及浇筑方法 进行 根据设计图纸要求 ，单节箱涵长度为 1 4 9 7 m， 高为 5 5 m， 箱涵净空为 3孔 4 4 m 4 4 m。根据箱涵 结构特性 ， 箱涵分底板、 边顶板两次浇筑完成 ， 施工 缝位于底八字脚以上 5 0 e m。混凝土浇筑过程 中保 持连续性 ， 不得间断。在浇筑底板混凝土的过程中， 要严格控制浇筑顺序 ， 先对底板八字脚 以下 的部分 进行浇筑， 后对各墙体混凝土浇筑； 边顶板混凝土浇筑 时。 混凝土浇筑人员要尽量钻入仓号内进行内部混凝 土振捣， 同时确保墙体混凝土均匀上升， 在箱涵混凝土 浇筑过程中， 加强腋脚模处的混凝土振捣， 以保证气泡 及时排出。简易台车进行混凝土浇筑分层见图6 。 图6 箱涵结构混凝土分层剖面 8 台车模板施工过程中的重点、 难点控制 简易 台车模板主要 由 P 6 o 1 5及腋脚模板 拼装 而成。由于台车长度为 1 5 m， 所以每侧模板由 1 O块 P 6 0 1 5模板拼装而成 ， 为保证箱涵浇筑外观质量 ， 避 免沉降缝处 出现漏浆 、 错 台、 挂帘等质量缺陷 ， 在台 车模板 的一端周圈增补 5 e m槽钢 ， 以保证在箱涵 凹 堵头封堵时能封堵牢固， 封堵严密 。( 下转第 5 6页) 53 2 0 1 2年第 8期 甘肃水利水电技术 第 4 8卷 一 段 ，最大段长不超过 7 m；由于现场地质条件复 杂 ， 塌方区岩体松散 ， 裂隙发育 ， 因此灌浆钻孔结束 后不进行冲洗 ， 直接进行回填灌浆和固结灌浆。 封闭孔灌浆压力 0 1 一 O 2 MP a 。 具体灌浆压力可 根据现场情况适 当调整。 固结灌浆采用单孔灌注、 分序进 行 ， 先施工边 排 ， 再施工中排 ， 分段灌浆逐级升压 。边排灌浆第一 段压力定为 O 2 M P a ， 考虑随孔深不断增加 ， 浆液 自 重压力不断增大， 1 0m范围内压力可不变 。 超过 1 0m 后每增加一段压力增加 O 0 5 MP a ： 中间排灌浆第一 段压力 为 0 3 MP a ， 1 0 m范围内压力可不变 ，超过 1 0 m 后每增加 I段压力增加 O 0 5 MP a 。 水泥浆液的水灰 比采用 3 ： 1 、 2 ： 1 、 1 ： 1 和 0 5 ： 1 共 4个等级 ， 固结灌浆开灌浆液水灰 比为 3 ： 1 ， 回填灌 浆开灌水灰比为 2 ： 1 。 变浆标准 ：单孔注入量达 3 o o L以上或灌注时 间已达 l h以上 ， 而灌浆压力或注入率均无变化 ， 或 变化不显著时 ， 改为浓一级水灰 比的浆液灌浆。当 每灌注孔段注入率大于 0 4 L m i n时 。延续灌注 3 O m i n即可结束， 采用 0 5 ： 1 水泥浆液进行封孔 。 3 4安 全监测 为了及时掌控隧洞上部塌陷区清挖边坡和洞室 围岩变形情况， 保证人员及设备安全 ， 为清挖边坡和 洞室支护结构复核提供依据 ，对开挖清理后的边坡 和洞室围岩采用收敛计进行了收敛变形监测。 4结语 ( 1 ) 隧洞塌方是一种常见工程现象 ，塌方会给 施工带来很大的安全隐患和重大经济损失因此应 尽量注意排除导致塌方的各种 因素。 避免塌方产生。 ( 2 )隧洞施工 中预 防塌 方首先要做好地 质预 报 ， 选择相应的、 安全合理 的施工方法和措施 ， 要注 意掌握先排水 、 短开挖 、 弱爆破、 强支护 、 快衬砌 、 勤 量测的技术要点。 ( 3 ) 塌方一旦发生 ， 应该及时迅速地分析原因， 确定塌方形式 ， 对未塌区域先进行加 固， 防止塌方继 续扩大 。并根据不同的塌方形式采取及时有效的支 护措施。 参 考 文献 ： 1 青海省水利水电勘测设计研究院青海省湟水北干渠扶 贫灌溉一期工程地质勘察报告I a 西宁： 青海省水利水 电勘测设计研究院 ， 2 0 0 5 2 张炯明， 罗永全 湟水北干渠隧洞施工 J 广西水利水 电， 2 0 1 2 ， 3 9 ( 1 ) ： 2 4 2 6 3 李顺平 湟水北干渠隧洞混凝土施工工艺和方法 J 甘 肃水利水电技术， 2 0 1 0 ， 4 6 ( 2 ) ： 6 3 6 5 4 王国强， 丘保芳 乐昌峡水利枢纽导流隧洞塌方处理浅探 J 广东水利电力职业技术学院学报， 2 0 1 1 ， 9 ( 3 ) ： 3 3 3 5 ( 上接 第 4 8页 ) 4结语 参 考 文献 ： 结合官地水电站左岸坝肩开挖工程施工过程中 1 司兆乐冰利水电枢纽施工技术 M 北京： 中国水利水电 的实践经验 对坝肩开挖施工过程中的监理质量控 出版社， 2 0 0 2 制工作进行了分析和总结 ， 为在其他类似工程中监 2 D I Y T 5 8 9 - 2 0 o 7 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技 理工作提供参考和借鉴。 术规范 S ( 上接第 5 3页) 在施工过程中对于凹堵头封堵是施工的难点 。 凹堵头模板可以在台车模板内侧调节推入深度 ， 所 以在施工过程 中要严格控制 凹堵头的加固深度 ， 具 体措施如下 ： ( 1 ) 测量人员密切跟踪模板封堵情况 ，对封堵 时出现深度不均现象及时调节 ， 对于 已浇筑的箱涵 端头混凝土进行复测。 ( 2 ) 施工人员在模板封堵 时要确定封堵深度 ， 在模板上做标识 。 以保证封堵深度符合设计要求 。 9结 语 以南水北调此类小断面箱涵为例 ， 因箱涵施工 断面较小 。 且混凝土外观质量要求高 ， 工期且紧迫 ， 56 经过现场施工总结出，采用简易桁架做箱涵施工时 内部支持系统 。 该台车具有操作灵活、 方便 、 行走 自 如 、 整体刚度好 、 没有出现变形现象等特点。采用普 通标准小钢板进行拼装 。 由于小钢模较轻便 ， 可人工 进行拼装 ， 不必动用大型起重机械进行 吊装 ， 混凝土 表面光滑平整 ， 接缝处平滑程度高 ， 无错 台现象。在 简易台车底部设置行走结构 ，配以人工或机械做为 模车前进的牵引力 ， 与传统 的模车相 比， 本工程模车 行走轮较大， 行走更方便。在进行模板调整时， 将传 统的千斤顶设置在台车顶部调整为设置在钢模台车 底部 在调整过程中较为容易 ， 施工中将大量减少模 板的调整所需要的人工。降低了投资成本 、缩减劳 动强度 提高功效 ， 加快施工进度。