上海建工二建集團(tuán)有限公司 上海 200080

1 工程概況

1.1 研究背景

隨著城市市政公路的飛速發(fā)展，特別是近幾年來，引進(jìn)了定型化、模具化的施工技術(shù)，成熟模板體系在大型公路市政項目中越來越廣泛的使用，在大量鋼模板體系形成使用的同時，對于防撞墻這一類實(shí)用構(gòu)造物的美觀程度控制的更加嚴(yán)格，隨著各類模板體系的形成與發(fā)展，防撞墻鋼模板體系需兼顧考慮安全及簡便實(shí)用，于是對鋼模板的要求提出了新的理念。

比如在昆山市中環(huán)快速化改造工程中，全線的邊置防撞墻長度接近120 km，并且防撞墻模板需無拉桿（圖1），于是怎樣做出一套效率高、安全性好、剛度符合要求的模板成為了本次防撞墻施工的一個難題。

圖1 高架防撞墻成品效果圖

1.2 防撞墻施工技術(shù)現(xiàn)狀

目前，對于類似無拉桿的模板體系一般有2 種方法：一是在箱梁施工完成落架時，保留防撞墻部位的支架暫不拆除，開始進(jìn)行防撞墻的施工、防撞墻模板利用支架作為支撐；二是采用“一字架”的托架形式，在托架上進(jìn)行鋼模板的安裝。以上2 種處理方法有以下缺點(diǎn)：

（a）利用支架進(jìn)行防撞墻模板安裝，易造成支架拆除時間滯后，成本高，而對于互通立交等箱梁較高且層次多的系統(tǒng)，存在支架高寬比過大的安全隱患，或者存在需要2 次支架搭設(shè)的措施要求；

（b）采用“一字架”作為托架再支設(shè)模板的方法，對于配套的用鋼量會增大，并且“一字架”在安裝過程中及完成后會出現(xiàn)螺絲脫落、托架上材料堆放多易造成高出物體墜落打擊的安全隱患，且該工藝需在箱梁上設(shè)置2 道對穿螺絲孔，容易造成滲水等質(zhì)量問題。

1.3 無托架無拉桿防撞墻鋼模板體系

為解決上述問題，我們自主研制出一種外包F架形式的無托架、無支架的模板系統(tǒng)，主要工作內(nèi)容包括：根據(jù)設(shè)計混凝土的重力及側(cè)向壓力計算出鋼模板的標(biāo)準(zhǔn)側(cè)模體系；根據(jù)外模重力、混凝土重力及側(cè)向力計算外側(cè)F架的材料形式及焊接要求；根據(jù)底面?zhèn)认蛄τ嬎闩蛎浡萁z的間距及滴水線封頭鋼板厚度；內(nèi)側(cè)采用槽鋼支架上焊接連接板，連接板上設(shè)置4 個螺栓孔作為與外包F架的鏈接，固定牢固后，最后澆搗結(jié)構(gòu)混凝土（圖2）。

2 主要施工技術(shù)難點(diǎn)[1,2]

2.1 防撞墻混凝土側(cè)向壓力大，對模板體系受力要求高

圖2 無托架無拉桿鋼模板剖面

高架防撞墻的設(shè)計位置是懸挑在箱梁翼緣板上的，同時防撞墻外側(cè)的設(shè)計形狀為往外突出的圓弧形，底部較寬，這樣就導(dǎo)致防撞墻混凝土往外的側(cè)向壓力較大，容易產(chǎn)生模板的側(cè)翻；與此同時，防撞墻外側(cè)沒有任何有效的力的支撐，這樣就對鋼模板本身的整體性要求較高。

2.2 現(xiàn)場圓弧箱梁較多，模板拼接難度大

由于我公司在昆山市中環(huán)快速化改造工程中承建的高架部分包括一座互通立交，該互通立交包括8 條轉(zhuǎn)彎匝道，現(xiàn)場上圓弧箱梁較多，由于防撞墻的弧度變化較大，防撞墻的內(nèi)外模板無法拼接到位，易造成漏漿，影響防撞墻的外觀質(zhì)量。

2.3 防撞墻外觀質(zhì)量要求高

防撞墻作為高架橋面系的最后一道混凝土構(gòu)造物，其外觀沒有任何裝飾，防撞墻的外觀質(zhì)量將直接影響箱梁的質(zhì)量。因此，對防撞墻外觀質(zhì)量要求較高。

2.4 防撞墻屬于高空作業(yè)，施工期間安全風(fēng)險大

高架防撞墻是在箱梁外側(cè)進(jìn)行懸挑施工，屬于高空作業(yè)，本工程的互通立交區(qū)域箱梁普遍較高，防撞墻施工最高處達(dá)到了24 m；同時陸地上亦有其他的施工作業(yè)人員或者通行的社會車輛，存在很大的高空墜物的風(fēng)險，因此施工期間的安全風(fēng)險非常大。

3 主要施工技術(shù)措施[3,4]

3.1 進(jìn)行受力計算，加固鋼模板體系

在鋼模板體系設(shè)計的時候，對鋼模板體系進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確的受力計算分析，同時結(jié)合現(xiàn)場的施工因素考慮一定安全系數(shù)，從而有效地確保鋼模板體系受力達(dá)到要求。

經(jīng)過計算分析，在防撞墻鋼模板外側(cè)采用外包F架的形式對鋼模板進(jìn)行加固，內(nèi)外側(cè)F架通過連接板上的 4 個螺栓進(jìn)行連接固定，其中F架的材質(zhì)為12#槽鋼。

3.2 縮小鋼模板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的長度

根據(jù)防撞墻的自身特點(diǎn)以及施工的操作簡便性，防撞墻鋼模板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的長度設(shè)置為2 m，每節(jié)鋼模板之間通過定位銷進(jìn)行連接，但是由于圓弧箱梁上的防撞墻弧度變化較大，防撞墻內(nèi)外側(cè)的半徑大小不一樣。這樣一來，2 m的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)不能滿足圓弧箱梁防撞墻的施工要求，施工時常常會發(fā)生外模板無法拼接嚴(yán)密的情況。

為了確保圓弧箱梁上防撞墻鋼模板拼縫的嚴(yán)密性，根據(jù)圓弧箱梁的弧度大小，對該段的鋼模板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的長度進(jìn)行重新調(diào)整，調(diào)整后的長度為1 m。這樣就有效解決了因為鋼模板長度偏大導(dǎo)致的外模拼縫不嚴(yán)密的情況，減少了混凝土的漏漿現(xiàn)象，提高了防撞墻的外觀質(zhì)量。

3.3 鋼模板日常維護(hù)措施

鋼模板作為目前建筑施工中定形化程度比較高的模板材質(zhì)，然而要用該定形鋼模澆筑出外觀質(zhì)量較高的混凝土表面也并不是一件容易的事，防撞墻鋼模板通常存在以下2 個問題影響混凝土的表觀質(zhì)量：鋼模板本身的變形影響防撞墻的線型，特別是上口收頭的部位以及沉降縫的封頭鋼板的變形；鋼模板的銹蝕影響混凝土的外觀。

針對以上防撞墻鋼模板存在的問題，我們加強(qiáng)了對鋼模板的日常維護(hù)保養(yǎng)，并安排專人對封模前的鋼模板質(zhì)量進(jìn)行驗收。

主要做好以下2 個方面：現(xiàn)場上采用叉車對鋼模板進(jìn)行吊裝和拆除的過程中做到輕拿輕放，現(xiàn)場上鋼模板一旦發(fā)生變形及時進(jìn)行更換或者安排鋼模板加工廠家進(jìn)行維修；加強(qiáng)對鋼模板的打磨、除銹、清洗及涂油工作，鋼模板在封模前必須采用磨光機(jī)進(jìn)行打磨和除銹，打磨完成后采用洗滌精對鋼模板進(jìn)行拖洗，然后再用清水對鋼模板進(jìn)行沖洗，最后涂刷精制油，確?；炷恋谋碛^質(zhì)量。

3.4 高空作業(yè)，安全防護(hù)措施

作為在箱梁外側(cè)進(jìn)行懸挑施工的防撞墻，施工高度較高（最高為24 m），同時用于配合鋼模板安裝的掛籃小車也是懸挑作業(yè)，以上充分說明防撞墻施工期間的風(fēng)險較大。

針對防撞墻的施工特點(diǎn)，我們從以下幾個方面加強(qiáng)安全防護(hù)的措施，具體為：掛籃小車體系在設(shè)計的時候，對掛籃小車體系進(jìn)行受力分析計算，根據(jù)計算結(jié)果選擇材料；掛籃小車用于人工操作的吊籃四周采用密目綠網(wǎng)封閉，底部采用木模板封閉，保證工人操作安全的同時也避免了高空墜物；鋼模板在澆筑混凝土?xí)r，上口的外側(cè)每隔1 m設(shè)置一道高90 cm的鋼管，鋼管縱向通過繩索連接，從而確保混凝土振搗施工人員的安全。

4 實(shí)施過程[5,6]

4.1 防撞墻施工流程

橋面鋼筋混凝土橋面鋪裝層澆筑→放置控制線→鋼筋綁扎、電焊→預(yù)埋件安裝→內(nèi)模安裝矯正→外模安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)

4.2 輔助設(shè)備

4.2.1 工作掛籃

工作掛籃以16a#槽鋼為主，工作掛籃底部鋪設(shè)多層膠合板，工作掛籃外側(cè)面包阻燃密目網(wǎng)。工作掛籃配重用預(yù)制混凝土塊，每只工作掛籃配重為300 kg，工作掛籃結(jié)構(gòu)斷面如圖3所示。

圖3 掛籃剖面示意

工作掛籃使用至少配備3 名施工人員，1 名施工人員在工作掛籃內(nèi)進(jìn)行弧形裝飾的鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐架的安裝。施工操作人員的保險帶掛鉤扣在橋面預(yù)埋鋼筋上，不得將保險帶掛扣在工作掛籃。橋上2 名施工人員幫助移動工作掛籃、傳遞工具及施工材料等，移動工作掛籃由2名施工人員撬動。

4.2.2 安裝機(jī)械

防撞墻施工采用小型叉車在橋面上直接起吊安裝。

4.3 鋼模板安裝

安裝模板前，對銜接部分進(jìn)行鑿毛并清理雜物；內(nèi)埋管線（具體包括照明管線、聲屏障基礎(chǔ)、網(wǎng)精科技的管線以及標(biāo)示標(biāo)牌等）、接線箱、出水口等預(yù)埋件到位。

（a）測量定位，根據(jù)防撞墻頂面標(biāo)高，定位內(nèi)模于橋面，預(yù)留2 cm的調(diào)節(jié)高度，然后分別用可調(diào)節(jié)鋼管斜撐和花籃螺桿與內(nèi)模上口固結(jié)，同時校正內(nèi)模的垂直度。直線段每次安裝內(nèi)模以一個內(nèi)模2 m（1 塊）計一單元，即每次安裝2 m長的內(nèi)模。圓弧段每次安裝內(nèi)模以一個內(nèi)模1 m（1 塊）計一單元，即每次安裝長1 m的內(nèi)模。

（b）內(nèi)模根部亦采取可調(diào)節(jié)的鋼管支撐頂緊內(nèi)模根部。

（c）用吊車就位外模，操作人員在外側(cè)吊籃內(nèi)進(jìn)行安裝拼接外模。直線段每次安裝外模以2 m（1 塊）計一單元，即每次安裝長2 m的外模。圓弧段每次安裝外模以1 m（1 塊）計一單元，即每次安裝長1 m的外模（圖4）。

圖4 外模板的安裝（利用叉車和自制吊籃）

（d）外模上口標(biāo)高同內(nèi)模，用對拉螺栓對內(nèi)外模上口的定位槽鋼緊固，此時必須校正外模垂直度（圖5、圖6）。

圖5 外模上口標(biāo)高同內(nèi)模

圖6 對拉螺栓緊固

（e）最后再次核對防撞墻模板標(biāo)高，校正內(nèi)外模垂直度，調(diào)順滴水線形（圖7）。

（f）沉降縫采用2 塊5 mm的鋼板中間夾1 塊擠塑板分隔（拆除時先拆擠塑板，然后將2 塊5 mm的鋼板合攏后抽出，這樣可以確保不破壞防撞墻的棱角），封頭板采用10 mm的鋼板進(jìn)行封閉（圖8）。

圖7 安裝后鋼板模板線形

圖8 防撞墻伸縮縫

5 結(jié)語

該無拉桿無托架防撞墻鋼模板模板體系具有高效、安全性能高、剛度好及成品質(zhì)量高的特點(diǎn)，對高架現(xiàn)澆防撞墻的施工具有一定的推廣價值。防撞墻鋼模板的自身材質(zhì)和質(zhì)量是影響防撞墻外觀質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對進(jìn)場的鋼模板必須要事先進(jìn)行預(yù)拼裝，在大規(guī)模施工時需要進(jìn)行首件制的試驗與總結(jié)。