范曉云，申鐵軍

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

0 引 言

隨著橋梁建設的快速發(fā)展，箱梁施工工藝已步入標準化施工。傳統(tǒng)混凝土箱梁的制梁模板多為拼裝式，即主要采用組合鋼模散拼裝的方式進行施工，采用拼裝式模板的優(yōu)點是設計、制造較方便，成本較低。但也存在許多缺點，如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，這種施工內、外模拼裝進度均不利于箱梁施工進度及施工成本。而模板系統(tǒng)采用先進的液壓系統(tǒng)，不但降低了工人的勞動強度，也大大提高了生產效率。

1 箱梁液壓模板總體組成

箱梁液壓模板主要由整體式外模、拼裝式內模、底模板、端模板、行走軌道、橫移臺車及液壓系統(tǒng)組成。

2 底模

(1)底模由型鋼骨架與8 mm厚鋼板兩部分組成，在兩端1.35 m處設有便于運梁的吊裝口，箱梁模板均采用鋼模板，具有增加倒用次數(shù)、提高梁體表面光潔度、以及保證梁體尺寸等優(yōu)點。

(2)底模布設在預制箱梁臺座上，底模安裝時按設計要求設置預拱度，預制臺座高度按照設計高度進行施作，確保臺座頂面高出硬化后的場地50 cm，在臺座內按照設計預留拉筋孔道，在混凝土臺座兩側按照設計位置埋設箱梁行走導軌。

3 外模及其支撐系統(tǒng)、行走系統(tǒng)

3.1 外模

采用6 mm厚的不銹鋼復合板，具有減少模板清理等輔助時間、不易生銹與粘灰、提高作業(yè)效率等優(yōu)點。對箱梁橫隔板處的外模采取單獨設計，尤其對斜交梁，需更換對應模板，為保證鋼筋籠的直接快速吊裝到位，隔墻封板需特殊設計。

3.2 外模支撐系統(tǒng)

支撐主材采用125H型鋼，聯(lián)接系采用80型方管、100型槽鋼等型材，面板筋肋采用槽鋼80，目的是方便外模的縱向移動與結構穩(wěn)定性要求。

3.3 外模行走系統(tǒng)

外模液壓及行走系統(tǒng)包括：液壓頂升油缸、開模油缸、液壓泵站、控制系統(tǒng)、縱移驅動馬達等。單側配置的執(zhí)行元件分別為頂升油缸四個、馬達四個、開模油缸四件，其中頂升行程100 mm，用于實現(xiàn)模板的高低調整；開模油缸行程為400 mm，以滿足模板與外伸鋼筋不干涉的要求。液壓泵站系統(tǒng)額定壓力按16 MPa設計。每套外模共設2個液壓泵站，每側模板配1個，給油缸與馬達提供動力來源。油缸既能單獨動作也能同時控制。

3.4 外模安裝及工作

為保證側模板在使用過程中快捷方便。先對側模軌道進行測量，高差嚴重處應進行調整。

(1)將頂升油缸、電機驅動裝置安裝到位，將移模小車按圖紙組拼完成。

(2)除移模小車上的支架外，其它支架用地腳支撐支承于地面。按分塊將模板支架與模板連接成整體，然后按圖紙位置從中間向兩邊依次安裝，最后將所有模板連接成整體。

(3)安裝支架背面桁架。注意，先采用螺栓把支架背面桁架連接到支架上，安裝完成并且進行模板調整，檢驗合格后方能將桁架與支架焊接成整體。安裝翼緣擋板、上下對拉槽杠件及平臺等。

(4)安裝相應的液壓壓泵站、側模平移油缸及相應液壓管路與其操作閥。

(5)調整側模

①首先操作頂升液壓油缸對側模整體標高進行粗調。要比理論數(shù)據(jù)低3～4 mm，保證腹板模板的傾斜度符合技術要求。操作平移油缸將側模向內移動，通過測量確保兩側模到模板中心線的距離達到相關技術要求。

②然后通過支架下部的地腳支撐和頂升油缸對模板標高進行精確調整，此時底模應與側模下部接觸。

③通過下對拉桿使兩側側模把底模夾緊，安裝頂托。

④側模調整完成后應保證側模標高、腹板傾斜度、側模直線度、側模與底模間拼縫質量等各項技術指標達到施工要求，在模板表面涂刷脫模劑之類的涂料。

(6)側模脫模和縱移。

①拆除模板上下拉桿。將側模全部地腳支撐松開，向上托起，然后用鋼筋將支撐定位，使其不會落下。此時側模整體由移模小車液壓千斤頂承截。

②操作模板液壓系統(tǒng)，使頂升油缸回縮，側模整體下降，直到車輪接觸到軌道。接著繼續(xù)回縮油缸，直至全部收完所有行程。此時側模整體由車輪承截。

③操作模板液壓系統(tǒng)，平移油缸伸出，側模整體向外移動420 mm。

④操作電控系統(tǒng)，驅動電動機，使側模整體縱向移動，直至下一個箱梁工作臺位。

⑤按以上步驟在下一個箱梁臺位再次制梁，依次重復循環(huán)。

4 內模及其液壓系統(tǒng)

4.1 內模

內模面板5 mm厚，中間標準段為液壓操作式，兩端為機械支撐式。考慮到箱梁內腔尺寸很小，特別是在梁端，不僅變截面，而且尺寸小，同時變化按厚度較大，達到120 mm。給實現(xiàn)內模自動化增加了難度，為減少內腔模板操作的難度，將內腔標準尺寸處的模板設計成液壓式，在端部與變化段設計成散支散拆式，這樣不但能減少人在內腔的操作強度，提高工效，而且能節(jié)約成本，同時為操作工人進入內腔作業(yè)提供一個操作通道。

4.2 內模液壓系統(tǒng)

內模液壓系統(tǒng)由升降油缸與控制系統(tǒng)、收模油缸、液壓泵站組成。液壓泵站系統(tǒng)額定壓力為16 MPa，為獨立外置式。

4.3 內模的安裝

首先，在組拼架上完成箱梁內模的安裝，模板液壓管路及油缸的安裝，將安裝完成的箱梁內模吊至組拼架上，通過模板液壓系統(tǒng)的操作使組拼架定位桿件與模板貼合，然后對幾何尺寸進行檢驗。然后，安裝其它構件，如蓋板鉤板及背楞、頂蓋板、定位夾板、頂部支撐等。用寬膠帶將內模所有拼縫處粘貼起來(所有檢驗完成合格后)，以避免拼縫處局部可能出現(xiàn)的漏漿情況。最后，通過龍門吊吊入外模(待底板鋼筋安裝完畢后)內。

4.4 內模脫模

首先，將兩側端頭部分的模板拆除(采用人工散拆的方式)，拆除下角模上旋轉限位裝置中外側的定位裝置及標準段內部的所有機械支撐、各段間的連接螺栓。然后，將內模液壓接頭、操作閥組與液壓泵站連接完成，然后操作液壓系統(tǒng)，使內模向內收縮直至達到設計尺寸。收模過程分兩步：旋轉收模、平移收模，再將內模拖出梁體，為使內模保持水平且最大外形尺寸小于梁體端頭部分的內腔尺寸，需要通過液壓系統(tǒng)依次調整前、中、后三個頂升油缸(當模板前端行走至內腔底板變截面處時)，為使內模移出梁體后順利地行走到組拼架上，將內模組拼架安置在箱梁端，以便下道工序的吊裝復位。依次將各段箱梁內模拖出梁體內腔。最后人工將下蓋板及頂蓋板拆出梁體內腔。

5 端 模

正交梁施工，每套模板配置二個標準端模，斜交梁的種類配置相應端模(采用底包端、側包端形式)。采用一套固定裝置來定位端模以保證端模在模板中的位置，對端模進行特殊設計，為保證端模與已綁鋼筋籠能快速合模，以滿足快速拆裝與對位。

6 經濟效益分析

以山西省晉城市國家風景道旅游公路項目預制25 m箱梁為例，箱梁總量為430片，對使用傳統(tǒng)的節(jié)塊拼裝模板和使用新型整體式液壓模板兩種施工工藝產生的費用進行分析得出：采用液壓模板施工技術，人工費用占普通箱梁模板人工費的20.5%。由于液壓箱梁模板內模采用抽拉式下翻模板，與普通箱梁模板一致，故在工藝成本分析時僅考慮外模的直接費。雖然液壓箱梁模板在使用周轉次數(shù)方面要高于普通箱梁模板，但就本建設項目而論，其周轉次數(shù)都為430/4=108片，故在成本分析時僅考慮其殘值費用適當提高。

6.1 模板成本分析

(1)普通箱梁模板費用計算

①1套外模費用(周轉次數(shù)108片/套)：

14 t/套×1套×6 700元/t=9.38萬元

②模板殘值：

14 t×6 700元/t×40%=37 520元

93 800元-37 520元=56 280元。每片梁攤銷56 280/108=521元。

(2)自行式液壓箱梁模板費用計算

①1套外模費用(周轉次數(shù)108片/套)：

(外模液壓費用+外模費用)=(70 000元+22 t×6 700元/t)=21.74萬元；

②模板余值：70 000×50%+22 t×6 700元/t×50%=108 700元；

217 400元-108 700元=108 700元，每片梁攤銷108 700/108=1 006元

6.2 工效費用分析：

(1)普通箱梁模板安裝和拆卸人工費用(按預制430片梁計算)：

(4人×4 h+4人×3 h)÷(8 h×人/工日)×200元/工日×430=301 000元；

(2)普通箱梁模板轉場人工費用(按預制430片梁計算)：

(3人×2 h)÷(8 h×人/工日)×200元/工日×430=64 500元；

普通箱梁模板完成430片箱梁外模需要人工費365 500元。

(3)液壓箱梁模板安裝和拆卸人工費用(按預制430片梁計算)：

(3人×1 h+3人×1 h)÷(8 h×人/工日)×200元/工日×430=64 500元；

(4)普通箱梁模板轉場人工費用(按預制430片梁計算)：

(2人×0.5 h)÷(8 h×人/工日)×200元/工日×430=10 750元；

液壓箱梁模板完成430片箱梁預制需要人工費：75 250元。

液壓箱梁模板人工費用占普通箱梁模板人工費75 250元/365 500元=20.5%

6.3 兩種工藝的費用對比

兩種類型模板的成本與工效對比分析，見表1。

表1 拼裝模板與液壓模板經濟效益分析表

由以上數(shù)據(jù)得出：雖然液壓模板占普通模板費用的193%，但人工費用占其20.5%，模板安裝、拆除及轉場用工量占其20.6%，模板人工費用合計占其86.3%，考慮到使用液壓模板在施工進度上要高于普通模板約1.5倍，相應的管理費用也大大減少，采用液壓模板施工技術可有效降低預制箱梁的施工總成本。

7 自行式液壓模板的創(chuàng)新性與優(yōu)越性

7.1 自行式液壓模板的創(chuàng)新性

通過以上分析，相比傳統(tǒng)拼裝式模板，液壓模板最大的特點是可以實現(xiàn)整體行走，其工作原理是底座的頂部分別固定連接有支撐塊、支撐桿和第一電機，并且第一電機的輸出軸通過聯(lián)軸器固定連接有驅動桿，驅動桿的一端與支撐塊的一側轉動連接，并且驅動桿的表面螺紋連接有驅動塊，驅動塊的頂部固定連接有滑塊，并且支撐桿的表面固定連接有固定塊，兩個固定塊相對的一側均固定連接有滑板，并且滑板的表面與滑塊的內部滑動連接。自行式液壓模板改變了由于模板空間大，導致混凝土水泥澆灌不均勻造成箱梁內部結構松散的問題，從而提高了箱梁的預制質量。

7.2 自行式液壓模板的優(yōu)越性

自行式液壓模板施工進度上要高于普通模板約1.5倍，相應的管理費用也大大減少，通過以上經濟效益分析，可以看出，自行式液壓模板雖然增加了設備購置費用，但是從提高施工效率，節(jié)約勞動力，縮短工期，保證施工安全質量方面具有良好的經濟性，要顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的普通拼裝模板。采用液壓模板施工技術可有效降低預制箱梁的施工總成本。所有，不論是由于先進施工工藝的需要，還是為降本增效的目的，應用箱梁液壓模板施工是可行的。

8 結束語

以上分析是按25 m標準梁設計，對20 m、30 m箱梁，可參考25 m標準梁進行設計。對標準模板而言，底板通常采用6～8 mm面板，背肋采用槽10。但通用底板，面板采用10 mm，背肋采用槽16，以減少底板支撐混凝土墩的數(shù)量，提高了作業(yè)效率，同時也降低了直接成本。