簡支箱梁滑模施工工藝研究

王和平

（中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司）

高速鐵路橋梁是現(xiàn)代交通基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域的重點內(nèi)容，橋梁上部結(jié)構(gòu)將對全橋工期、質(zhì)量帶來影響，以滑模施工的方式高效完成上部結(jié)構(gòu)施工，可縮短整體工期，機(jī)械設(shè)備及人員的投入也將減少，具有優(yōu)良的效益性。

1 工程概況

成都地鐵5 號線高架段北起香城大道，南至新建天龍大道。本段區(qū)間孔跨布置為9 孔30m 簡支梁+1 聯(lián)（30+30+30+29.9）m 連續(xù)梁。梁部均為現(xiàn)澆梁，梁體為單箱雙室斜腹板箱型截面，梁頂寬10.2m，底寬5.0m，梁高1.8m；橋墩為花瓶式板式橋墩，連續(xù)梁大里程側(cè)邊跨接華桂路站邊墩牛腿。基于支架法完成各現(xiàn)澆梁的施工作業(yè)，并搭建鋼管柱支撐體系。

2 工藝原理

本項目中滑模施工是重要環(huán)節(jié)，以滑模設(shè)備為基本支持，全斷面一次澆筑，依次完成各跨的施工作業(yè)。滑模施工的特點在于節(jié)省人力與設(shè)備的投入，解決了傳統(tǒng)方式下對吊裝設(shè)備需求量大的問題，基于滑移的方式靈活轉(zhuǎn)移外模，使其精準(zhǔn)到達(dá)各待施工箱梁處，現(xiàn)場搭設(shè)現(xiàn)澆梁支架，于該處完成施工作業(yè)，如模板安裝、混凝土澆筑等，按照相同的工藝持續(xù)向前推進(jìn)[1]。

3 簡支梁澆筑

滑模施工的特點在于一次性澆筑，混凝土運輸至現(xiàn)場后要經(jīng)過質(zhì)量檢驗，要求各批次的混凝土性能都要滿足設(shè)計要求，否則不可投入使用。為滿足一次性澆筑完成的要求，正式施工前的準(zhǔn)備工作必須落實到位，合理調(diào)度各類工程設(shè)備（運輸車、泵車等），安排施工人員，分別負(fù)責(zé)澆筑、振搗等環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。模板必須足夠潔凈，且在施工前要經(jīng)過灑水處理，保持相對濕潤的狀態(tài)。

以現(xiàn)場澆筑需求為準(zhǔn)，配備多臺輸送泵車，將拌制所得的混凝土轉(zhuǎn)移到施工現(xiàn)場。首先從第一段底板處開始澆筑，逐步向第二段底板推進(jìn)，結(jié)束之后再次回至第一段，從而完成該處肋板的澆筑，此方式可增強(qiáng)底板混凝土的凝結(jié)力。混凝土澆筑的細(xì)節(jié)要把控到位，嚴(yán)格控制下料沖擊力，以免因用力過猛而出現(xiàn)沖擊構(gòu)件的情況（鋼筋損傷等）。結(jié)束第二段腹板澆筑后，再回至第一段，完成該處的頂板澆筑作業(yè)。按上述流程有序施工，完成各處澆筑。

底板施工過程中使用到插入式振搗棒，以實際澆筑為準(zhǔn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)腹板處時，啟動附著式振動器，正常情況下，該設(shè)備持續(xù)振動10～20s，在其作用下提高混凝土密實性，若漿面不再下沉且出現(xiàn)返漿時表明已經(jīng)振搗到位。

振搗作業(yè)時，除了做好本層的振搗作業(yè)外，還應(yīng)保證振動棒進(jìn)入下層的深度達(dá)到5cm～10cm，目的在于改善相鄰兩層的結(jié)合效果，使其具有足夠的嚴(yán)密性。

振搗作業(yè)的關(guān)鍵在于速度、深度和密度，三項指標(biāo)都要得到合理的控制，遵循快插慢拔的原則，避免過振、漏振。通常情況下，振動持續(xù)時間約30s，但要根據(jù)實際情況靈活調(diào)整。倒角、鋼筋密集處等區(qū)域較為特殊，既要確保該處振搗到位，又不可對鋼筋等構(gòu)件造成影響。

4 滑模施工過程

4.1 降模

首孔梁施工中，應(yīng)注重外側(cè)模板的安裝，使用雙拼[16 槽鋼，將其作為移動軌道（橫、縱向）并合理鋪設(shè)，完成對現(xiàn)澆梁的初張拉作業(yè)后，將滑移小車置于橫向軌道上，事先設(shè)置在支腿處的鋼楔塊要被完整的拆除，此時梁外側(cè)模板將會發(fā)生運動，準(zhǔn)確落入滑移小車上。關(guān)于具體工藝圖，見圖1。

圖1 降模

4.2 橫向外移

滑移小車發(fā)生運動，經(jīng)過一段距離的橫向運動后到達(dá)指定區(qū)域，現(xiàn)場配備4 個規(guī)格一致的千斤頂，在其作用下頂起模板，從而將該處的滑模小車移出，并進(jìn)入到縱移環(huán)節(jié)。

4.3 縱向移動至下一孔梁

調(diào)整滑模小車的姿態(tài)，準(zhǔn)確轉(zhuǎn)90°后再將其設(shè)置在縱向軌道上，到位后卸壓千斤頂，此時模板則會精準(zhǔn)下落并到達(dá)小車上，整體沿著縱向軌道發(fā)生移動。

4.4 橫向內(nèi)移

經(jīng)過縱向移動后，小車將連同模板到達(dá)下一孔梁，依然采取與上述相類似的操作，即在千斤頂?shù)墓餐饔孟马斊鹉０澹㈨樌麑⒃撎幍幕Ｐ≤嚦槌觥Ｔ诖嘶A(chǔ)上鋪橫向軌道，調(diào)整小車姿態(tài)，使其轉(zhuǎn)90°后確保其精確就位，卸壓千斤頂，此時模板將會發(fā)生滑落并精確到達(dá)滑模小車，又繼續(xù)進(jìn)入到模板移動環(huán)節(jié)。

4.5 移至指定位置

小車橫移到位后，再使用千斤頂頂起，此處需注意的是，必須在模板支腿處設(shè)置[16 槽鋼，為滿足穩(wěn)定性要求，應(yīng)增設(shè)鋼楔塊以實現(xiàn)固定，再將千斤頂卸壓。

5 優(yōu)劣勢及效益分析

5.1 優(yōu)劣勢

5.1.1 優(yōu)勢

⑴不受場地限制。本次施工省去了吊車吊裝作業(yè)，能夠快速地完成外模板安裝與拆除，模板滑移效率高，在多種場景中都具有適用性，解決了場地限制性問題，且各項作業(yè)都發(fā)生于支架上，高效且安全。

⑵高效且安全。滑模施工所涉及到的流程較少，各項操作的難度較低，現(xiàn)澆梁外側(cè)模的作業(yè)工序主要有降模、移動與升模，經(jīng)過簡單的流程即可實現(xiàn)模板的滑移。所用的滑移小車具有輕便化的特點，對軌道未提出特定的要求，[16 槽鋼即可。此外，以往吊裝時因碰撞而發(fā)生模板變形等一系列問題都得到了有效的解決，高空吊裝安全。

⑶效率高。滑模施工無需得到大量人力的支持，僅需4 人操作即可，各孔現(xiàn)澆梁的施工效率高，1 天內(nèi)即可完成拆除作業(yè)并轉(zhuǎn)移到后續(xù)待施工區(qū)域。操作人員無需投入大量精力，僅需操作滑移小車，如轉(zhuǎn)向、鋪設(shè)軌道，總體來說難度較小。

⑷經(jīng)濟(jì)效果顯著。滑模施工的關(guān)鍵在于滑移小車，其采購成本僅為240 元/臺，后續(xù)幾乎不需要投入任何維護(hù)成本。基于滑模施工的方式，可以創(chuàng)造更高的模板周轉(zhuǎn)效率，較常規(guī)方式施工成本偏低，經(jīng)濟(jì)效益良好。

⑸適應(yīng)性強(qiáng)。滑模施工的突破之處在于改變了模板周轉(zhuǎn)方式，即不再采取吊裝的方式，在滑移小車的輔助下可高效施工，除了在支架現(xiàn)澆梁中具有較好的應(yīng)用效果外，如涵洞等施工中也完全適用。

5.1.2 劣勢

⑴配合程度偏高。滑移施工所需人員雖然僅為4人，但必須具有高度同步性，否則將會對滑移效果造成不良影響。各滑移小車的高程不可存在偏差，否則易出現(xiàn)模板傾倒現(xiàn)象，不利于安全施工作業(yè)。

⑵對移動坡度要求較高。根據(jù)本段的實際情況，縱坡坡比較為特殊，是施工中的阻礙因素，最大值為30‰，由于作業(yè)區(qū)域高差較大，因此滑移作業(yè)時必須配套牽引及剎車裝置，要求其工作精度較高，否則會出現(xiàn)模板脫軌等事故。

5.2 效益分析

5.2.1 工期對比

⑴滑模施工。此方面的分析以單孔梁為例，采取的是線路兩側(cè)同步推進(jìn)的方式，共安排8 人，均勻分配至兩側(cè)。在正常情況下，降模、移動以及后續(xù)安裝三個環(huán)節(jié)可緊密銜接，只需1 天即可完成。

⑵吊裝作業(yè)。若選擇的是傳統(tǒng)吊裝方法，必須得到吊車設(shè)備的支持，為滿足施工要求應(yīng)配備2 臺班，人員總量為6 人。與之相比較，滑模施工中人員的投入較少，以相同條件下的單片梁施工為例，本文所提出的方式節(jié)省工期約1 天，根據(jù)工程總體作業(yè)情況，共有34 孔現(xiàn)澆梁，初步估計共計可節(jié)省34 天。

5.2.2 效益對比

⑴滑模施工。考慮的是單孔梁施工作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)階段的市場情況，人工費每人每天200 元，單日共計1600元；設(shè)備方面，共使用到30 臺滑模小車，每臺均為240元，此方面的總成本為7200 元。結(jié)合本項目的施工規(guī)模，共涉及到34 片梁，利用上述成本折算后得知每片的設(shè)備成本為212 元，加上人工成本共計1812 元。

⑵吊裝作業(yè)。臺班費4500 元，每片需持續(xù)2 天的施工作業(yè)，此方面成本為9000 元；再考慮人工成本，單日施工為3 人，此方面共計費用為1200 元。可以得知，單片梁的施工總成本為10200 元。綜合對比滑模施工所需的成本情況，完成34 片梁施工可節(jié)省的總成本高達(dá)285192 元。

6 結(jié)束語

滑模施工是現(xiàn)階段簡支箱梁建設(shè)領(lǐng)域的新型技術(shù)，大量工程實踐表明，其在施工安全性、效率、質(zhì)量、成本等方面都更為良好，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的吊裝施工方法。此外，滑模施工的適應(yīng)能力強(qiáng)，可在涵洞等工程中得到有效應(yīng)用。因此，綜合多方面因素來看，滑模施工值得被推廣至類似工程中。