工字木梁懸臂模板在閘墩中施工的應用

于付川

(中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧 丹東118000)

0 前 言

溢洪道位于主壩右岸，距壩頭約350 m的一天然山溝內。溢洪道工程包括進口引渠、堰體控制段、陡槽及出口明渠段和出口防護工程5 部分組成［1］。

堰體控制段為(a)型駝峰堰，堰頂高程76.0 m，堰高3.0 m，堰長31.0 m，堰前后底板高程均為73.0 m，底板厚為3.0 m。溢洪道共設5 孔弧形閘門，尺寸為11．5 m×12.5 m。溢洪道凈寬為57.5 m，堰體分縫，中墩厚2.5 m，邊墩頂寬2.5 m，閘墩頂部高程為97.4 m。

控制段閘墩向來都是溢洪道工程的重中之重，由于其會受到高速水流沖刷，因此表面平整度要求高。若按照常規技術手段和材料施工，很難滿足設計要求。經多種方案比較，選用了采用維薩板作面板的懸臂大模板來進行閘墩施工［2］。

1 懸臂模板的構造

懸臂模板由模板系統、支架系統和埋件系統組成。詳見圖1。

1.1 模板系統

面板采用芬蘭進口的WISA 板，為雙面覆膜優質膠合板，厚21 mm。面板高度統一為4.16 m，寬度則根據閘墩的結構形式定，標準的為2.44 m寬。模板在背楞的支撐下有足夠的強度和剛度。面板板面不平整度＜1‰，邊框平整度＜1‰，對角線偏差＜1‰，連接孔直徑Φ21 ±0.3，間距300 ±0.3，連接孔到板面距離68 ±0.3。裁口及面板開孔處涂防水膠進行密封。周轉次數≥40 次。

面板后側是高200 mm的工字木梁，面板通過Φ5×60 mm自攻螺釘固定在工字木梁上。螺釘外露面略低于模板表面，并用專用膠抹平。工字木梁間距為300 mm。

水平背楞為雙12#槽鋼，通過連接爪與工字木梁連接。

模板之間通過芯帶及楔形芯帶銷將水平背楞連接成整體。雙槽鋼背楞端部50 cm長范圍內均勻開長圓形孔;芯帶由兩塊鋼板焊接而成，長0.82 m，可插進雙槽鋼中間的空隙內，芯帶上也與水平背楞一樣，開等間距的長圓孔;連接時，將芯帶插入雙槽鋼空隙內，確保芯帶在兩塊模板中的長度一樣，然后將芯帶銷自上而下插入，每端各插入兩個［3－4］。

閘墩轉角部位采用斜拉桿與堵頭模板連接。

1.2 支架系統

支架系統包括上平臺、主平臺、吊平臺等組成。

1.2.1 上平臺

上平臺由Φ48 鋼管焊接而成，在模板頂部用螺栓與工字木梁連接。施工時，鋪設腳手板，作為上部作業平臺。

圖1 懸臂模板構造圖

1.2.2 主平臺

主平臺相對比較復雜，包括主梁三角架、豎向主背楞、底梁、斜撐等組成。

1)主梁三角架:

主梁三角架主要起到承重、懸臂支撐和作業平臺的作用。每塊模板有兩個主梁三角架。

上部模板及結構重量直接全部傳遞到主梁三角架上，然后三角架再將全部重力荷載傳遞到埋件系統上［5］。

三角架底部為懸臂部位，頂在底部已澆筑完的混凝土面上，起到穩定模板的作用。

主梁三角架由矩形管焊接而成，起到懸掛模板、懸臂支撐作用。

主梁三角架上滿鋪腳手板，作為主作業平臺。

2)豎向主背楞:

為雙12#槽鋼，模板系統通過背楞連接扣件與主背楞連接。

3)底梁:

底梁與豎向主背楞用銷子連接，內部含齒輪調節裝置，轉動齒輪，則可以將模板靠近或者遠離混凝土面［6］。

底梁底部支撐在主梁三角架橫梁上。

4)斜撐:

斜撐為用銷子固定在底梁和豎向主背楞上，通過調節絲杠，可調節模板的垂直度。

1.2.3 吊平臺

吊平臺由8#槽鋼通過螺栓連接、懸掛于主梁三腳架底部。吊平臺滿鋪腳手板，用來作為拆除預埋件、對拉螺栓孔等的作業平臺。

1.3 埋件系統

埋件系統由爬錐(D20/D20)、受力螺拴(M20)、高強螺拴D20、埋件板D26.5 組成。

2 懸臂模板的施工方法

本工程共有4個中墩和2個邊墩，因此施工時按2個中墩和1個邊墩一同施工考慮，共采用中墩模板2 套，邊墩模板1 套。

2.1 第一層施工

模板按照設計圖紙在現場模板加工場作業平臺上進行組裝、編號。

面板系統組裝完，按模板設計圖紙，在面板上鉆好預埋定位爬錐孔及對拉螺栓孔，孔徑略大于受力螺栓直徑［7］。

第一層混凝土澆筑時，只使用模板的面板系統，底部用拉桿固定在預埋在基礎混凝土內的插筋上，模板中間部位增加一排帶套管的對拉螺栓。

模板按設計位置安裝固定好之后，將涂滿潤滑油的爬錐用受力螺栓固定在面板上，然后將長0.3 m的D20 高強螺栓連接在爬錐上，并將埋件板擰在高強螺栓尾部。

2.2 第二層施工

第一層混凝土澆筑完拆模后，將受力螺栓擰到第一次提升時預埋的爬錐上，注意爬錐一定要擰到位，再把三腳架等組成的單元框架吊起掛于受力螺栓上(吊鉤應吊于主背楞的吊環上)將拼裝好的三角架整體吊起，插入安全插銷［8］。

然后將豎向主背楞及底梁、斜撐和上平臺安裝在模板系統上，將組裝好的模板整體吊起，安裝在三角架上。用用斜撐、后移裝置將模板調整到位。

本工程閘墩混凝土澆筑4 m一層，使用的這種懸臂模板設計側壓力為40 kN/m2，標準尺寸為3 m ×3.15 m，由于模板高度增大，考慮到模板系統的穩定性，在模板中間部位增加一排間距為90 cm的對拉拉桿。

模板加固好之后，將預埋爬錐固定在模板上。

拆模時，先將對拉螺栓、預埋爬錐固定螺栓松開，與相鄰模板間連接的芯帶板、芯帶銷拆掉，然后調節后移裝置，將模板面脫離混凝土面，后移距離一般50 cm左右。

然后將將塔吊起吊鋼絲繩掛在吊環上，之后松開底部安全銷，人員離開操作平臺，即可指揮塔吊將模板吊到上一層處進行安裝。

第三層模板安裝完之后，即可將底部吊平臺安裝上。

3 工字木梁懸臂模板的優勢

工字木梁懸臂模板的優勢主要有6 點:周轉次數增加明顯、不用搭設腳手架、模板安裝速度加快、施工過程簡單、保證混凝土澆筑質量和減少后期處理工程量。

3.1 周轉次數增加明顯

由于面板采用的是進口維薩板，只要按照廠家說明使用，可周轉次數在40 次以上。遠遠大于普通鋼模板及木模板。

3.2 不用搭設腳手架

閘墩使用傳統的組裝模板及大型鋼模板施工時，需搭設雙排腳手架，而使用此種懸臂模板，由于其背面設有作業平臺，因此可不用搭設腳手架，比較而言，可節省大量人工及腳手架管租賃等費用。

3.3 模板安裝速度加快

懸臂模板單塊面積大，施工時整體吊裝，掛到預埋螺栓上即可，且帶有微調裝置，便于模板的調整，而常規模板吊裝作業時需臨時加固，吊裝時間相對而言長，且調整困難。

從實際使用情況來看，每個倉面至少可縮短工期2 d左右。

3.4 施工過程簡單

在施工過程中，工人只用錘子、板手等簡單工具就可進行作業。無需使用電焊機等類設備。模板安裝后調整簡單迅速。

3.5 保證混凝土澆筑質量

所使用的維薩板有足夠的強度和韌度，模板表面平整光滑，接縫嚴密，無漏漿現象。活動支模架結構牢靠，變形小，從實際使用效果來看，所澆筑的混凝土表面平整光潔，外觀質量得到監理及業主等單位的一致肯定。

3.6 減少后期處理工程量

使用常規模板，混凝土澆筑完之后的拉筋處理工程量較大，需全面進行處理一次。

而使用工字木梁懸臂模板施工，對拉螺栓孔及預埋爬錐孔可在模板底部的作業平臺上進行處理，混凝土澆筑完，螺栓孔及爬錐孔也跟隨處理完。減少后期一起處理作業量。

4 結 語

工字木梁懸臂模板以其方便、靈活、周轉次數上的優勢，正廣泛地應用于核電、建筑、橋梁等領域。水利工程施工使用相對較少，除可用于本文中介紹的閘墩混凝土澆筑外，混凝土壩、堤防等結構較規則的建筑物也可采用，利用其周轉次數高，施工方便、快捷，外觀質量好的優點。可以展望，工字木梁懸臂模板系統必將更廣泛地應用于我國的水利工程建設中。

［1］陶賢勇. 工字木梁懸臂模板系統在薄壁高墩施工中的應用［J］. 世界橋梁，2004(02):32 －34.

［2］崔偉. 工字木梁懸臂模板在橋梁高墩施工中的應用［J］.價值工程，2013(21):91 －93.

［3］唐亮. 懸臂后移模架系統在薄壁高墩施工中的應用［J］.河南建材，2011(02):18 －19.

［4］吳建. 垂直滑膜技術在水庫閘墩施工中的應用［J］. 黑龍江科技信息，2013(12):172.

［5］鄭崇飛. 滑膜技術在水利水電工程閘墩施工中的應用探討［J］. 廣東科技，2014(14):93 －94.

［6］黃贊皓. 大模板工藝在水津關電站閘墩施工中的應用［J］. 四川水利，2014(04):28 －30.

［7］羅繼輝. 滑膜技術在閘墩施工中的應用［J］. 廣東水利水電，2003(09):44 －45.

［8］邢軍，羅維成，應小軍，程劍兵. 水電站閘墩懸臂大鋼模板的設計與應用［J］. 東北水利水電，2010(03):3 －5.