抽拉式鋼芯模在先張預應力大空心梁板施工中的應用

韓光強

抽拉式鋼芯模在先張預應力大空心梁板施工中的應用

韓光強

韓光強 李英輝

上海二十冶工程技術有限公司

某中國施工企業在國外承擔的某高速公路項目是EPC總承包模式的高速公路項目，該項目在橋梁結構工程中的梁板以先張預應力大空心梁板為主，梁板在預制場進行集中預制后，運至現場進行安裝。本文從先張預應力大空心梁板鋼芯模的設計、結構形式，以及鋼芯模模板加工制作、運輸以及梁板預制生產當中對鋼芯模模板保養的質量控制要點等方面做了詳細的介紹和闡述。

1 工程概況

該項目是首都至機場的高速公路建設項目，全長25.8km。本項目共有橋梁40座，共計1341片先張法預應力空心梁板的預制生產任務，其中邊板298片，中板1033片，雙挑檐板10片。15m、20m梁板為1.49m寬的大空板，占整個項目梁板數量的80％，其余13m、12m、10m梁板為0.99m寬的普通空心板。

本文以20m先張法預應力大空心梁板的鋼芯模為例，簡要介紹該芯模的結構設計形式，加工制作當中應控制的質量要點，并提出了增加鋼芯模質量檢查工序以及在施工過程中對鋼芯模的保養等方面進行了介紹，以便為類似施工提供借鑒。

2 鋼芯模的設計思路和結構形式

鋼芯模的設計思路

目前，國內高速公路先張法預應力空心梁板設計一般都采用底板寬為1m模數，其內芯大多數為圓形或橢圓形，這種預應力空心梁板都采用膠囊芯模進行預制生產。膠囊芯模有以下幾個優缺點：膠囊芯模的安裝、拆除比較容易，造價比較低，使用方便，大大節省施工時間，但混凝土澆筑時膠囊芯模有上浮現象，頂板厚度不好控制，側面棱角不易成形，同時有漏氣和爆胎等不穩定隱患。

基于上述膠囊芯模在使用中存在的問題和先張法預應力大空心梁板設計的優點，本項目考慮加工鋼芯模進行先張大空心梁板的預制施工。但由于先張法預應力大空心梁板內部斷面尺寸有限，作業空間比較狹小，生產質量合格的梁板是比較困難的。另外，本項目為國外EPC項目，業主代表對先張空心梁板的質量要求較高，比國內質量要求較嚴格，梁板出現損壞或掉角等現象業主代表就會開出不符合項，還必須提交修復方案，待業主代表審批同意后才能進行修復，所以，空心梁板鋼芯模的加工制作質量要想得到保證，必須提高模板加工的質量，才能確保生產出業主代表滿意的梁板。

鋼芯模的結構形式

其結構形式如下圖1鋼芯模縱斷面示意圖和圖2鋼芯模橫斷面示意圖所示（以長度為10m的模板節為例）。

鋼芯模結構，是由芯模部分和抽拉支撐系統兩部分組成，芯模采用兩半拼裝，分別設置兩套抽拉支撐系統。芯模部分分兩大塊，由四小半組成。

芯模部分面板采用5mm厚鋼板，背面肋帶筋板采用8mm厚鋼板（肋帶板的寬度為60mm）和角鋼（規格為L80*8、L63*6）組成。每塊模板又由兩小半組成，中間采用活動鉸支連接，以便于芯模折疊，方便拆除鋼芯模。

抽拉支撐系統通過活動鉸支與芯模部分連接。其拉桿采用角鋼（規格為L80*8），支撐桿采用12mm厚鋼板（肋帶板的寬度為80mm），支撐桿縱向間距大約為880mm，兩端間距視芯模長度適當調整。支撐桿除每一節拆除一側的第一根處設置的固定斜撐外，其余各支撐桿與拉桿、支撐桿與模板之間均采用活動鉸支連接。

圖2 鋼芯模橫斷面示意圖

3 鋼芯模加工制作質量控制要點

鋼芯模加工尺寸

鋼芯模的截面尺寸必須嚴格按梁板設計圖紙進行設計，鋼芯模的加工必須嚴格按照鋼芯模設計圖紙進行加工制作。鋼芯模加工尺寸不準確將影響梁板的尺寸。

焊縫

鋼芯模面板與支撐支座之間的焊縫應飽滿、全面，所有連接的地方必須進行焊接，不僅要保證模板的強度，還要保證模板的表面質量以利于組裝使用和拆模。

防銹處理

由于施工現場降雨量比較大，并且氣溫比較高必須進行澆水養護，因此對鋼芯模內側進行全面噴防銹漆十分必要。鋼芯模的內側面板及支撐槽鋼應全部噴防銹漆，以防止鋼芯模長時間使用接觸到雨水或養護用水而生銹，影響模板的受力進而影響梁板的質量。

內部支撐

鋼芯模的內部每對支撐應保證在一條直線上，各對支撐應相互平行，保證各對支撐受力均勻，才能保證鋼芯模板順利地抽拉，否則由于個別支撐與面板不垂直，將會影響鋼芯模的拆模，甚至有的鋼芯模無法順利拆除。

鋼芯模拼接

鋼芯模面板應由整塊鐵板彎曲而成，彎曲必須平順，鋼芯模拼接接縫處不能采用單片鐵板進行焊接，這樣會影響鋼芯模的拼縫，導致兩半鋼芯模拼縫過大。拼接處必須接縫嚴密，順直，拼接后沒有縫隙，避免梁板混凝土澆筑時混凝土流入鋼芯?？p隙當中，凝固后卡在鋼芯模縫隙當中造成無法順利拆除芯模。

鋼芯模平直度

鋼芯模側面上邊、下邊應平順，不得出現不平、凹凸現象。鋼芯模采用多節進行拼接時也應保證上邊、下邊的平順。

質量驗收

鋼芯模在加工廠進行加工制作時，采購方建議應該安排質量檢查人員進行過程質量的檢查，及時糾正加工過程中存在的質量問題。鋼芯模加工制作完成后，經過加工人員自行檢查后，必須通知采購方質量檢查人員進行出廠前的試拼裝驗收，對拼裝中發現的問題及時讓加工人員進行修整，確保模板拼接質量較好、準確、無問題、能夠滿足模板使用要求后才能確認出廠運輸。

鋼芯模加工制作必須由施工單位對鋼芯模進行驗收，一旦鋼芯模運至使用現場后，再發現存在質量問題將會帶來很多困難和不便，修整、調整花費時間過長，造成人力物力的浪費，甚至有些質量問題大的鋼芯模無法修整，勢必影響梁板的生產質量、生產工期。

進場試拼裝及修整

鋼芯模在進入使用現場后對鋼芯模外側應進行清理、除銹，以保證梁板混凝土外觀質量。對于分節制作的鋼芯模進行現場焊接拼接，拼接后對焊接進行打磨、磨平處理，以保證拼縫處平整、光滑。對于分塊的鋼芯模進行試拼裝，在拼裝中發現的拼接縫隙、翹曲、凹凸不平進行必要的修整。所有拼接、試拼裝、修整完成后，才能正式開始梁板的預制生產工作。

4鋼芯模使用過程中質量控制要點

變形處鋼芯模的調整

鋼芯模在梁板預制生產使用過程中，由于鋼芯模的安裝和拆除不當，或有時會出現鋼芯模無法拆除，必須用鋼管捶打甚至用千斤頂頂壓等情況，勢必導致鋼芯模局部會產生彎曲變形，這就要求對彎曲變形處的鋼芯模及時進行調整修復，以保證鋼芯模的有效使用和順利拆除。

涂刷脫模油

鋼芯模在使用前，必須在鋼芯模的外側均勻地涂刷脫模油，以便模板在梁板混凝土達到強度后的順利拆模，避免對模板的損壞。鋼芯模涂刷脫模油后堆放在指定場地，并使用塑料布進行適當的覆蓋，避免雨水對脫模油的沖刷及對模板的銹蝕。

梁板混凝土達到強度鋼芯模拆除后，也必須及時清理鋼芯模上的混凝土渣或泥漿，并對變形處進行適當的調整，之后在鋼芯模的外側均勻地涂刷脫模油。

模板的重復利用

由于本項目存在很多曲線橋，在鋼芯模加工制作時無法，也無必要逐個全部制作，全部制作勢必會增加模板支座成本。因此對于一些曲線橋采用調整直線橋模板的做法，在預制現場進行模板的改造，曲線橋與直線橋梁板的截面尺寸和挑檐都是一樣的，只是挑檐的弧度不一致，因此，在直線橋挑檐上按曲線橋挑檐的弧度焊接鋼板，改造出曲線橋的模板，完成曲線橋梁板的生產后，再將焊接的鋼板剔除，重新磨平直線橋的模板還可以繼續使用，此種做法節約了模板的加工成本。

5 應用效果

由于結合現場實際情況進行合理的施工圖紙設計，采用抽拉式鋼芯模進行先張預應力大空心梁板生產，正確地運用施工技術，有效地改善工人的工作環境以及降低他們的勞動強度，并有針對性地采用方便、快捷的施工措施，加上其它各工序之間的精細組織、合理配置，最終使得本項目的整個梁板預制生產順利進行，并保質保量地實現了梁板生產的預期目標，從而為本項目橋梁工程梁板的安裝提供了可靠的保障；同時，抽拉式鋼芯模在先張預應力大空心梁板施工中的應用給橋梁施工質量和材料節約上帶來了很大的好處，有效地避免了混凝土的浪費，節約了工程成本，提高了梁板質量，這在今后類似的高速公路項目橋梁施工中可以廣泛地予以借鑒和應用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.062