預制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置的研究

程瀟

摘要：由于預應力混凝土預制箱梁屬于外露工程，混凝土外觀品質成為預制箱梁的控制要點。為此，本文在充分了解橫隔板作用機理的基礎上，結合具體工程案例，對預制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置的應用進行了分析與探究。

關鍵詞：預制箱梁；橫隔板；脫模裝置

縱觀常規的預制箱梁技術，模板形式單一，雖然能夠保證預制箱梁腹板的外觀質量，但是橫隔板的外觀質量往往被忽視。橫隔板位于腹板兩側，對于提高梁體的橫向剛度起到不可替代的作用，常規預制方法在脫模過程中容易出現掉角、裂縫等質量通病，無法保證外觀質量，是創建樣板工程、品質工程過程中需要攻克的難點。

我國諸多項目對于橫隔板外觀控制的研究尚處于起步階段，由于重視不足，在模板的改進方面流于形式，不能起到徹底改觀的作用。隨著樣板工程要求更加嚴格，品質工程的推廣實施，根治橫隔板外觀質量通病勢在必行，此項成果的研究成功將會極大的提高預制箱梁外觀質量，對品質工程的創建產生巨大影響。提高本企業在預制箱梁橫隔板外觀質量，采取最合理的脫模方式，節省人工，在未來的工程項目中具有同類項目的工程項目應得到大量的推廣和應用。通過本項目的研究所取得的成果可廣泛指導并應用于預制箱梁橫隔板外觀質量控制過程當中，對于保證施工質量可控提供一個經濟可行的模式。

一、橫隔板的作用機理

橫隔板在T形梁一類的開口截面梁橋中起著維持橋梁的橫向穩定、保證各根主梁相互間連成整體、調整各梁的不均勻荷載等作用，提高了這類梁體的抗扭剛度。同時，橫隔板還可使主梁在水平方向連成整體，以承受橫向的水平荷載。箱形梁內設置橫隔板，可提高梁體的抗扭穩定性，增加截面的橫向剛度，限制畸變應力。

橫隔板是使橋梁成為空間整體結構的重要組成部分，必須具有足夠的強度和剛度。它的剛度愈大，橋梁的整體性愈好，在荷載作用下各主梁就能更好地共同工作。同時，橫隔板也需有足夠的強度傳遞荷載。在支承處的橫隔板還擔負著承受和分布較大支承反力的作用。在開口截面的直梁橋中，內橫隔板的設置間距一般為5 m～7 m，厚度為12 cm～20cm，高度為主梁高度的3/4左右。端橫隔板的高度一般與主梁同高。這只是一般的經驗尺寸擬定，它的強度和剛度是否能起到應有的作用，還需進行計算。對于橫隔板的內力計算，一般可按剛性橫梁法、G-M法等方法進行。首先求出橫隔板的內力影響線，再在影響線上加載來計算內力。

二、工程概況

河南省淮濱至信陽高速公路（S62）息縣至邢集段TJ3-2工區有3座橋為20m預制箱梁，分別為K49+238清水河中橋、K51+583梁廟溝中橋、K61+131白河中橋，共計84片。每片梁設置有兩道跨間橫隔板和四道端橫隔板，橫隔板高度為480mm，寬度200mm，厚度200mm。角度共有3種，分別為115度、45度、90度，其中45度角度較大，在拆模過程中極容易發生掉角及裂縫現象，是預制橫隔板外觀控制的難點。

三、橫隔板施工方案

橫隔板在T形梁一類的開口截面梁橋中起著維持橋梁的橫向穩定、保證各根主梁相互間連成整體、調整各梁的不均勻荷載等作用，提高了這類梁體的抗扭剛度。同時，橫隔板還可使主梁在水平方向連成整體，以承受橫向的水平荷載。箱形梁內設置橫隔板，可提高梁體的抗扭穩定性，增加截面的橫向剛度，限制畸變應力。

（一）鋼筋加工

（1）配料

鋼筋預先根據每跨濕接縫寬度的數據在鋼筋加工場地配料，彎制后運到現場一次綁扎成型。制作鋼筋骨架應選擇在地勢平坦地面上進行，以保證鋼筋清潔。鋼筋應無灰塵，無銹蝕、松散銹皮、油漆、油脂、油或其它外來物質，無有害的缺陷。鋼筋制作及安裝嚴格按施工圖紙及技術規范進行，確保焊接質量。

（2）綁扎鋼筋

鋼筋在現場綁扎結合成型時，鋼筋應嚴格按圖紙要求進行布置。鋼筋的所有交叉點均應綁扎，亦可用點焊焊牢。以避免在澆筑砼時移位，不允許在澆筑混凝土以后再安設或插入鋼筋。為保證保護層厚度，應在鋼筋與模板問設置水泥砂漿墊塊，墊塊應與鋼筋扎緊，且互相錯開。在連接連續處梁頭預留鋼筋時，因本著施工方便，梁頭鋼筋預留主筋，因此在采用搭接焊連接時，若長度未滿足10d的焊接長度時將采用5d的雙面焊接。

（二）橫隔板溫接頭模板施工

模板表面保持光潔，無變形，接縫嚴密，在底模與側模之間釘上海綿，模板一勒緊，海綿受壓縮，即可防止漏漿。為了防止模板變形、跑位，保證構件尺寸，各模板之間采用對拉羅絲拉緊，防止澆筑混凝土時脹模。模板內側涂抹機油，以利于脫模方便。模板安裝完畢后，應保持位置正確。澆筑時，發現模板有超過允許偏差變形值的可能時，應及時糾正。橫隔板濕接頭直接使用梁體的預制橫隔板作為端模，另在預制橫隔板搭設兩塊封頭板作為側模。

（三）混凝土澆筑

混凝土采用拌和樓拌和，攪拌運輸車運送，搭梳槽將混凝土倒入模板內。澆筑采用分層斜坡式澆筑，插入式振搗器振搗。使用插入式振動器時，移動間距不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側模保持50-100mm的距離，要插入下層混凝土50～100mm，每一處振動完畢后應邊振動邊徐徐提出振動棒，避免碰撞模板、鋼筋及其它預埋件。對每一振動部位，必須振動到該部位混凝土密實為止。密實的標志是混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現平坦、泛漿。混凝土澆筑時要留好試塊，并做好記錄。對于濕接縫澆筑要注意盡量避免振動棒碰撞底板。

（四）養護

由于其施工主要集中在夏季，終凝后可采用灑水養護，保持砼表面濕潤，養護期不少于7天。在陽光強烈時可采用麻布覆蓋，以防止日光暴曬后產生干縮裂縫。應切實加強混凝土的養護工作和施工縫的處理，確保砼在達到強度前不受暴曬和外加荷載的影響。

四、預制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置技術的應用

（一）設備及儀器

本研究使用的主要設備有：龍門吊、裝載機、混凝土運輸罐車、液壓千斤頂、空壓機、組合式鋼模板、乙炔焊、電焊機等。

（二）技術原理

普通箱梁模板在大角度箱梁橫隔板處拆模過程中容易出現掉角現象，針對該問題研究解決方案，該脫模裝置涉及一種可調式螺栓裝置，配合橫隔板活動式底模。在橫隔板側板處安裝一根可調螺栓固定在站柱上，拆模版前先擰緊螺栓，配合液壓千斤頂使側板與砼面預先脫離3mm，結合活動式橫隔板底托，可順利脫模，解決常規模板在落模時對橫隔板橫向及豎向擠壓，造成掉角裂縫，使脫模過程平順，結束人工蠻力敲打，節省人力，該裝置應用后會使模板不觸碰橫隔板邊角，尤其在大角度橫隔板預制過程中，有效保證橫隔板外觀質量。

（三）技術難點

研發難重點，需要克服的技術難題：（1）橫隔板側模存在剛度不足、柔性不足的問題，容易造成模板變形，減少模板周轉次數。（2）脫模裝置牽引不同步的問題。（3）橫隔板站柱與脫模裝置交叉影響，造成腹板側向受力不均。（4）拆模時間控制。通過預制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置的研究，能夠減少脫模時問的同時，保證橫隔板的外觀質量，達到節約工期以及內實外美的要求。

（四）技術應用

第一階段：2017年5月至2017年7月，完成對預制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置方案的設計，并對施工班組進行專項技術交底。

通過改進一種可調式螺栓裝置的脫模裝置，配合橫隔板活動式底模，降低大角度箱梁橫隔板脫模時的掉角現象，保證梁體外觀的完整性，提高梁板預制的整體質量。

第二階段：2017年8月-2018年11月對施工過程中各工序環節及現場施工進行記錄，形成文字及數碼影像資料，并按項目部檔案管理制度進行各階段性的整理存檔。

第三階段：2018年12月，完成對預制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置資料的整理、分析，總結并最終形成技術研究報告。

（五）費用預算情況

通過上述分析，本項目經費預算587萬元。（見表1）

五、結束語

綜上所述，近年來，我國城市發展不斷擴大，城市周邊高速公路上跨地方道路及橋梁逐漸增多，隨著中西部大發展，今后我國高等級公路建設的重點逐漸移向中西部等多山地區，在城市及中西部高速公路建設過程中，橋梁設計會大幅度增加，預制箱梁的外觀控制逐漸成為焦點。對預制混凝土箱梁橫隔板脫模裝置的應用和推廣，將為預制橋梁外觀控制提供理論依據及技術指導。其社會和經濟效益突出，前景廣闊。結合工程的施工進度，進行技術方案的確定，施工設備及費用的選擇、預算，并根據實際施工效果進行技術方案的調整和優化，最后進行資料的整理以及技術報告成果的整理。