譚 強，肖 堯

（中交一公局第四工程有限公司，廣西 南寧 530031）

0 引 言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家基礎交通項目的建設越來越深入，高等級公路逐步向重丘和山嶺區(qū)延伸，山區(qū)高速公路通道、涵洞墻身的施工也越來越多［1］。其中，無拉桿模板技術具有操作方便、施工安全、快速經(jīng)濟等特點，有利于提高橋梁橋墩的施工質量，因此在橋梁工程的施工中被廣泛應用。

國內(nèi)相關學者對無拉桿技術已經(jīng)有了不少研究，如何李等［2］結合泗許項目涵洞墻身無拉桿施工實例，簡要介紹了無拉桿施工模板支撐體系及其受力計算，同時在模板移動中采用了整體推模技術；劉安吉［3］基于隧道二襯臺車施工工藝并結合涵洞施工特點，改裝制作涵洞臺車，該臺車由鋼結構、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，能實現(xiàn)涵洞模板支模、關模、加固自動化，安裝方便，操作簡單，省工省時，節(jié)約施工成本，減輕勞動強度；蘇成［4］針對傳統(tǒng)涵洞涵身模板安裝施工技術費工費時的問題，從平面設計理論入手，提出條塊狀結構物沉箱、滑模施工技術，并通過工程實踐證明，對此技術進行改進可降低施工成本，提高結構物外觀質量；周建華等［5］介紹了蘇通大橋采用無拉桿箱施工的工藝；吳迎新介紹涵洞施工特點，重點分析涵身內(nèi)?；＜氨衬？焖倨囱b工藝，展望了涵洞施工工藝拓展空間及需進一步研究的問題。本文不僅僅對模板的支撐體系進行介紹，還對電動無拉桿涵洞臺車的各結構組成部件進行闡述，系統(tǒng)分析臺車各部件的基本情況及使用功能，進而通過使用該臺車解決涵洞現(xiàn)澆墻身施工速度緩慢和機械化、智能化程度低的問題。

1 工程概況

廣西荔浦至玉林高速公路土建工程某標段全長16.166km，需要進行現(xiàn)澆施工有39道，其中4×3蓋板涵14道、4×3.5蓋板通道12道、6×5蓋板通道13道。通涵現(xiàn)澆工程量大，如果利用常規(guī)鋼管支架與平面模板組合方式進行墻身施工，施工速度緩慢，墻身的縱橫向接縫多、錯臺大，嚴重影響涵洞外觀；且不可避免地存在拉桿孔周邊不密實、露砂及拉桿孔滲漏水現(xiàn)象，需要耗費大量的人工對錯臺進行打磨并對拉桿孔的堵塞、防水進行處理。采用無拉桿整體式模板臺車進行涵洞墻身施工，可以有效避免涵洞墻身拉桿孔滲水、模板拼縫、施工錯臺等難題，減少混凝土色差，保證涵洞墻身的平整度及工程實體質量，確?；炷翂ι韮?nèi)實外美［6－8］。

2 電動滑模無拉桿模板臺車的應用

目前，國內(nèi)蓋板涵施工以傳統(tǒng)的模板體系為主，面板采用平面鋼模板拼接而成，為增加模板剛度，模板后方采用鋼管作加強肋，根據(jù)墻身的高度和厚度在鋼管加強肋處設置間距80～100mm的穿芯對拉螺桿，將模板連成整體。此工藝的缺陷是：如果鋼管加強肋間距過大，會造成模板剛度不足，使墻面出現(xiàn)“鼓肚”現(xiàn)象，存在脹模的風險；為增加面板剛度，就要縮小鋼管加強肋的間距，增加穿芯對拉螺桿的數(shù)量，這樣在拆模后墻身表面會存在大量的拉桿孔或拉桿頭，拉桿孔周圍極易出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，且拉桿孔封堵處理后墻面不美觀［9－11］。電動無拉桿整體式涵洞模板臺車采用大塊的不銹鋼模板整體拼裝、焊接、打磨而成，施工后整個墻身沒有拉桿眼，臺車配備相應的軌道行走系統(tǒng)，可以解決其移動的問題。該臺車首先在廣西河池至百色高速公路中首次應用，然后在貴州劍河至榕江高速得到進一步推廣，并在廣西荔浦至玉林高速公路中得到大面積的應用及全線推廣。

3 模板臺車的結構組成

電動無拉桿模板臺車根據(jù)涵洞墻身結構尺寸進行模板設計，單節(jié)墻身采用獨立模板，模板支撐加固采用剛性支撐體系。內(nèi)模采用定制的可調節(jié)伸縮式鋼管架進行支撐加固，外模在模板兩端用雙拼工字鋼加高強對拉螺桿進行加固。模板內(nèi)無需再增加加固螺桿，整個模板表面為一個整體，使得涵洞墻身外觀質量好；模板拼裝快速簡便，提高了施工效率。臺車主要由模板系統(tǒng)、支撐系統(tǒng)、加固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。

3.1 模板系統(tǒng)

6m一節(jié)的電動無拉桿整體式涵洞模板臺車總重約28t，其中內(nèi)側模板7t，外側模板6t，其他部件2t。內(nèi)側墻身模板采用5mm普通鋼板與1mm不銹鋼板組合而成，先拼裝成長6.3m、高2.5m兩塊模板后，再整體拼裝焊接成長6.3m、高5m的整體式定型大面模板。

為確保模板不變形，在模板后側增加了桁架式型鋼背楞以加強模板的整體剛度，即采用6道I20工字鋼橫向背楞和3道I25工字鋼豎向背楞進行加固，3條縱向背楞再分別加一道加勁梁，這樣可以有效平均分配混凝土澆筑過程中的橫向側壓力及混凝土沖擊力，進一步保證模板的剛度，橫向背楞與縱向背楞采用精軋螺紋鋼栓接成一個整體，可整體吊裝，也可拆卸運輸，拼裝完成后的模板大面平整度及模板間錯臺均小于1mm［12－15］。模板實物如圖1所示。

圖1 模板實物

3.2 支撐系統(tǒng)

利用三角支撐式穩(wěn)定性高的力學原理，采用型鋼或鋼管焊接成支架，支撐系統(tǒng)主要設置3層。1層為鋼管頂托托架層，主要用于放置可移動的鋼管頂托，便于根據(jù)內(nèi)側模板的背楞位置放置頂托；2層為施工平臺層，鋪設適合施工作業(yè)條件的底板即可進行作業(yè)，并且設置裝配式的護欄，保證作業(yè)人員的安全，防止高處墜落；3層為模板起吊層，設置成桁架的型式以對稱地進行模板的起吊，避免因出現(xiàn)偏壓現(xiàn)象導致支撐體系損壞。支撐體系如圖2所示。

圖2 臺車支撐體系

3.3 加固系統(tǒng)

在支架系統(tǒng)上設置可調節(jié)的頂托，對墻身內(nèi)側的2塊模板進行加固，頂托采用2塊內(nèi)側模板間對頂?shù)姆绞竭M行限位對撐，傳力順序依次為混凝土澆筑、模板、背楞、頂托墊板、精軋螺紋鋼頂托頭、頂托主體鋼管、精軋螺紋鋼頂托頭、頂托墊板、背楞、模板。

外側模板與內(nèi)側模板的加固采用三層體系，當涵洞墻身（含臺帽）小于5m時，底部不再設拉桿，僅依靠模板自身的剛度及中、上部連接就足以抵抗施工荷載引起的變形及移位。中部采用3個內(nèi)側頂托進行加固限位，不需要設置拉桿；頂部采用高于墻身的A25精軋螺紋鋼對拉螺栓進行連接，不需要在墻身范圍設置拉桿。對于端頭，同樣采用高強對拉螺栓進行連接，在豎向上間距為1.0m，并在端頭處設置端頭板的限位加固裝置，避免發(fā)生事故時端頭模板出現(xiàn)移位，造成沉降縫錯位。

支撐體系與內(nèi)側大塊模板之間使用合葉式栓接，開啟、關閉方便，可以使支撐體系與模板迅速分離，便于快速移動模板及吊運。臺車加固體系如圖3所示。

3.4 行走系統(tǒng)

行走系統(tǒng)主要由軌道鋼、主動電機、從動輪組合而成，安全、快速、輕便。提升系統(tǒng)主要由同步工作的電葫蘆、型鋼組成。

圖3 臺車加固體系

行走、提升系統(tǒng)及工作平臺臺車的核心支架采用4根A20的鋼管配以數(shù)根工字鋼焊接而成，核心支架與行走電機連接成一個整體，放置在鋼軌道上組成行走系統(tǒng)；頂端垂直于涵洞縱向焊接2根在端部懸掛電動葫蘆的A20橫向鋼管，作為提升系統(tǒng)的受力構件，將電葫蘆掛在置于受力構件上的型鋼上，便可以進行移模作業(yè)。

模板行走時，掛在頂部桁架式橫梁上的電葫蘆將模板調離地面10～20cm，通過設置的滑輪及定型鋼軌道行走，與龍門吊的行走系統(tǒng)類似，行走時保持低速、勻速，一般5min左右可移動6m。通常0.5～1h可將模板全部移動完成，加固、檢查一般為1～2h左右，1d可完成一段墻身混凝土澆筑，然后啟動行走系統(tǒng)，將模板移動至即將施工的下一節(jié)墻身。

3.5 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)采用電動控制方式，行走時保持低速、勻速，斷電即可鎖軌停止，不再另行設置鎖軌器，安全系數(shù)高。

4 應用前景

項目使用的模板臺車，除面板需要加工外，其他的材料均利用原有的材料；使型鋼、鋼管的周轉次數(shù)增多，減少了施工成本的投入；電動無拉桿模板臺車的模板系統(tǒng)拼裝一次成型、循環(huán)使用、轉運便捷；該工藝人工投入少、施工效率高，大大減少了鋼管支架的搭設量，安全標準化更高，且在模板移動過程中不需要使用其余起吊設備。

以一道跨徑6m、凈高5m、長60m的正交涵洞為例，采用傳統(tǒng)施工工藝與電動無拉桿模板臺車施工工藝的對比見表1、2。

通過表1、2可知，采用電動無拉桿整體式模板臺車可以節(jié)約成本近145萬元，占項目全部通涵工程分包成本（950萬元）的15.2%。電動無拉桿式整體模板臺車的推廣應用提高了施工效率，混凝土外觀質量好，施工速度快，減少了人工和機械設備的投入，有效降低了施工成本，施工質量也得到了較大幅度的提升。

表1 傳統(tǒng)施工工藝與電動無拉桿模板臺車施工進度對比

表2 傳統(tǒng)施工工藝與電動無拉桿模板臺車工藝經(jīng)濟對比

5 結 語

通過對傳統(tǒng)模板體系進行總結改進，充分考慮實用性能，設計出了電動滑模無拉桿整體通涵墻身澆筑模板臺車，克服了以往涵洞施工有拉桿施工混凝土外觀質量的缺陷及不便于移動的問題。模板臺車在本項目的成功應用，使施工效率及施工質量都得到質的飛越，用最小的成本做到了最好的品質，而且外觀質量好、安全系數(shù)高，對于打造高品質工程具有重要的意義；在保證工程質量滿足要求的前提下，降低了工程造價，推動了行業(yè)科技創(chuàng)新，是對國家新形勢下踐行可持續(xù)發(fā)展、綠色施工、建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的積極響應，降低了社會能源的消耗，符合目前“節(jié)能減排”的趨勢及節(jié)約環(huán)保的理念。后續(xù)可以通過對其行走系統(tǒng)及安全系統(tǒng)進行深入研究，設計成為帶有滾軸、自鎖系統(tǒng)及軟件控制的形式，使其機械化、智能化程度進一步提高。