高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板在T型梁預(yù)制中的應(yīng)用與研究

劉備 王昊森

摘 要：隨著人工成本的不斷提高，公路工程項目基礎(chǔ)建設(shè)的成本也隨之增加，施工過程中迫切需要研發(fā)自動化程度高的新設(shè)備和新工藝，以降低人工作業(yè)強度和作業(yè)成本，本文著重介紹了高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板在公路T型梁預(yù)制中的應(yīng)用與研究。

關(guān)鍵詞：液壓模板；T型梁預(yù)制；自行式；施工應(yīng)用

一、目的和意義

鄭州至西峽高速公路堯山至欒川段采用雙向四車道高速公路技術(shù)標準，設(shè)計速度100公里/小時，其中鄭西高速堯欒段YLTJ-5標，起點樁號為K58+300，終點樁號為K69+900，全長11.6km。線路自東向西布線，起點接YLTJ-4標段，位于嵩縣車村鎮(zhèn)孟家莊西南側(cè)，沿天銅路西行，繞東溝村南，下院南，于K59+700附近設(shè)置白云山互通和服務(wù)區(qū)（合并設(shè)置），路線繼續(xù)沿天銅線南側(cè)西行，繞石窯溝南，明白川南，栗園南，于白云漂流處K63+150上跨天銅線，之后路線設(shè)置銅河隧道（長976米），路線從K64+700處北溝口北側(cè)上跨白云山景區(qū)，后設(shè)置白云山隧道至本標段終點。

本標段全線大中橋共有14座，上部結(jié)構(gòu)主要為20m預(yù)制箱梁、30m預(yù)制T梁、40m預(yù)制T梁及現(xiàn)澆梁。本標段預(yù)制梁總計有1248片，其中20m預(yù)制箱梁148片，30m預(yù)制T梁1004片，40m預(yù)制T梁96片。

目前國內(nèi)混凝土T梁的預(yù)制梁模板多為拼裝式，采用拼裝式模板的優(yōu)點是設(shè)計、制造較方便，成本較低。但也存在許多缺點，在T梁預(yù)制生產(chǎn)中一是模板難以控制，接縫處混凝土易發(fā)生錯臺、飛邊、漏漿等質(zhì)量通病；二是模板安裝拆卸時間長，聯(lián)結(jié)件多，更換頻次高，造成模板變形，降低其使用壽命，增大成本；三是人工拆除模板比較困難，來回倒運拼裝時間較長既費時費力工人勞動強度又大。

本項目的橋梁預(yù)制梁片主要以30m預(yù)制T梁較多，計劃采用整體自行、滑移式液壓模板進行預(yù)制，可以有效解決上述潛在的不利因素。該模板能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y、Z方向位移，模板在沿制梁臺座布置軸線方向上可整體自行移動，不用龍門吊機來回吊運，提高龍門吊機的使用效率；模板整體自行移動就位后，側(cè)模通過液壓千斤頂側(cè)向滑移就位，調(diào)整高度。采用整體自行、滑移式液壓模板，可以有效減少施工中安全隱患，提高制梁速度，在提高機械化程度的同時減小勞動強度，提高功效、降低成本，改善梁體外觀質(zhì)量。

結(jié)合鄭西高速堯欒段YLTJ-5標30m預(yù)制T梁的制作，對T梁預(yù)制中的整體自行、滑移式液壓模板的設(shè)計、制造、安裝的關(guān)鍵點進行研究，形成施工準備期的關(guān)鍵控制流程及控制指標，確保投入使用的模板滿足強度、剛度、穩(wěn)定性及混凝土外觀質(zhì)量的控制要求；另一方面通過對預(yù)制施工期間模板的運行工況進行總結(jié)分析，形成整體自行、滑移式液壓模板T梁預(yù)制施工工法。目前國內(nèi)公路、鐵路、市政建設(shè)正處于高峰期，本項目的研究成果對類似項目施工時有一定的借鑒作用。

二、國內(nèi)外研究水平綜述

目前國內(nèi)外采用整體式液壓行走模板在箱梁預(yù)制中的應(yīng)用研究較多，但高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板在T型梁預(yù)制中的應(yīng)用與研究研究較為罕見。

和同類的整體自行走液壓箱梁模板相對比較，以往的研究對場地要求大且模板自身的穩(wěn)定性難以控制，本次研究T型梁高度交箱梁高，模板的穩(wěn)定性及重心難以控制，該項研究解決了此難題。

三、研究內(nèi)容、研究方法和技術(shù)路線

本項目主要研究的內(nèi)容是預(yù)制T梁整體自行、滑移式液壓模板的設(shè)計及應(yīng)用。研究方法主要采用現(xiàn)有類似工程的調(diào)研、分析，選取最合適的設(shè)計、計算方法，優(yōu)化設(shè)計參數(shù)；在施工過程中通過數(shù)據(jù)采集、回歸分析，調(diào)整優(yōu)化模板結(jié)構(gòu)及運行方法。具體的技術(shù)路線如下：

1、預(yù)制T梁整體自行、滑移式液壓模板的設(shè)計

自行式液壓整體模板，是在普通傳統(tǒng)模板拼裝成型后，再加裝行走臺車，帶動模板行走，臺車上配置縱向和豎向油缸，在模板到達制梁臺座位置后，通過油缸調(diào)節(jié)模板的垂直度和平面位置以達到使用要求的工藝裝備。其優(yōu)點主要有：采用液壓可移動式整體模板，模板拼裝、調(diào)整方便快捷、就位準確，接縫密貼；使用液壓可移動式整體模板，不僅提高了模板安裝效率、降低吊裝操作風險、降低工人勞動作業(yè)強度，而且提高模板的利用率。與傳統(tǒng)吊裝式側(cè)模相比，它只需要一次安裝，在整個體系安裝、調(diào)試完成后進入施工狀態(tài)，整個體系模板的橫梁向安裝、拆卸，縱梁向移動都借助側(cè)模系統(tǒng)下的自行式液壓小車系統(tǒng)來完成，整個施工過程的模板體系不需要再借助吊裝設(shè)備，大大降低安全風險。與傳統(tǒng)液壓T梁模板相比，它增加了豎向調(diào)整和縱梁向移動功能，側(cè)模系統(tǒng)的利用率可提高2-3倍。

通過對不同的模板設(shè)計方案、計算方式的比選，包括模板的結(jié)構(gòu)類型、行走驅(qū)動方式、滑移方式、精調(diào)結(jié)構(gòu)等各方面進行多方案比選，形成最終滿足施工質(zhì)量、安全要求，制造、遠行成本低耗高效的設(shè)計方案，總結(jié)形成專項設(shè)計程序、手冊。

2、預(yù)制T梁整體自行、滑移式液壓模板梁場布置研究

（1）自行滑移式液壓整體模板能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y、Z方向位移，配合移模小車，通過自動力系統(tǒng)移動到下一個制梁臺座，可實現(xiàn)在不同制梁臺座間移動，具有可重復(fù)使用功能。

（2）由于自行滑移式液壓整體模板可實現(xiàn)在不同制梁臺座間移動，使移梁小車與整體模板的配合使用成為可能，避免了目前市面上整體模板僅能配置提梁機使用的局限性，使整體模板不僅能夠和搬梁機配合使用還能和移梁小車配合使用，設(shè)備投入降低效果顯著。

（3）制梁臺座布置形式不同。傳統(tǒng)T梁場臺座布置，根據(jù)生產(chǎn)不同的地基采用條形基礎(chǔ)、小直徑剛性樁基礎(chǔ)、板式基礎(chǔ)等形式，從施工工藝角度考慮，可將制梁臺座分為滑動式和固定式。

（4）進行類似工程調(diào)研，總結(jié)分析采用不同型式T梁預(yù)制模板時的梁場規(guī)劃，通過規(guī)劃前的研究及使用過程中的總結(jié)、糾偏、回歸分析，對采用整體自行、滑移式液壓模板梁場的總體布置、功能區(qū)的規(guī)劃，以及最佳規(guī)劃布置方案、產(chǎn)能計算等各方面進行總結(jié)、分析。

3、預(yù)制T梁整體自行、滑移式液壓模板施工技術(shù)研究

對采用整體自行、滑移式液壓模板的預(yù)制T梁從施工配合比及混凝土澆筑、養(yǎng)護等各工序、各方面進行試驗、研究；對模板的安模、拆模、移位等各環(huán)節(jié)進行總結(jié)提升，并形成相應(yīng)的操作規(guī)程；對整個模板體系施工全過程各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控、量測，包括施工中混凝土缺陷的分析，以在過程中改進、完善模板體系，并形成相關(guān)的工法。

四、進展情況

根據(jù)依托項目鄭西高速進度計劃，制定了該技術(shù)應(yīng)用與實施方面的詳細計劃，目前已完成第一階段（制定及優(yōu)化方案、進行模板設(shè)計、臺座布置、梁場方案細化），第二階段（根據(jù)設(shè)計方案進行實施）正在實施當中，接下來項目技術(shù)人員根據(jù)工程進展情況，理論與實際施工相互印證、調(diào)整，定期形成書面總結(jié)報告。

五、模板實際使用效果

1實際使用效果

1.1經(jīng)濟效益分析

根據(jù)常規(guī)普通模板和自行式液壓模板的現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比（以一套液壓模板、一套普通模板、單片30mT預(yù)制梁而論），液壓模板單套50.0萬，普通模板單套32.0萬；人工方面液壓模板就位只需2人，普通模板就位需10人配合就位；時間上液壓模板就位約30分鐘，普通模板拼裝就位約3.5h。

根據(jù)項目所在地河南省洛陽市當?shù)厝斯?60元/天計，液壓模板人工=2×160=320元，普通模板人工費=10×160=1600元，每天節(jié)省人工費用1280元，最為顯著的是同等條件下每天節(jié)省時間3h。

六、結(jié)束語

通過高穩(wěn)定性整體自行、滑移式液壓模板的應(yīng)用，模板可以進行縱向、橫向行走，在到達既定位置后，通過上下調(diào)節(jié)油缸，對模板高度進行微調(diào)，即可達到設(shè)計要求。模板的拼裝與拆除3名作業(yè)人員在1個小時內(nèi)便可輕松完成，相比普通傳統(tǒng)模板大大降低了人工成本和施工安全風險，提高了功效，具有較好推廣應(yīng)用前景。

（作者單位：河南省鄭州至西峽高速公路建設(shè)有限公司）