浅析移动式模架在箱涵结构施工中的应用

浅析移动式模架在箱涵结构施工中的应用

缪建杨

（上海建工七建集团有限公司，上海，201612）

摘要：本文针对箱涵结构的移动式模板排架施工方法进行分析，其特征在于，通过模架水平滑移技术解决模板排架的周转难题，其主要方法如下：在已浇筑完成的箱涵底板上，首次模架拼装（后续模架水平移动），进行箱涵墙顶板钢筋的绑扎，然后封闭外侧墙模板，即可进行混凝土浇筑及养护，达到设计强度后脱模，操作液压控制站降下模板脱模，拆除外模后，使用电动平板车（或卷扬机）牵引模架沿箱涵底板滑移至下一施工段箱涵。对类似等断面长距离结构的施工有一定借鉴价值。

关键词：箱涵，移动式，模架，模板

城市市政工程基础设施建设与人民的日常生产生活息息相关，钢筋混凝土箱涵式结构也受到越来越多的重视。箱涵[1]结构的建设，对改变城市面貌、保障城市安全、满足民生需要、拉动经济增长、提升新型城镇化发展质量都具有不可估量的重要作用。箱涵式结构作为市政基础设施中一种常见的工程类型，其施工技术也在不断更新，但由于箱涵结构的特殊性，在具体的施工项目中还面临各种各样的考验，所以，对箱涵式结构的施工技术进行分析、探讨，实现更优的箱涵式结构施工方法。结合工程实际，箱涵式结构一般属于一条线的工程，即线路一般较长，施工场地范围较广，但箱涵式结构除了检修口、通风口等少数特殊部位外，结构断面相对一致，利用结构结构断面形式简单这一特点，采用方便可周转重复利用的模架技术，克服传统模板排架反复搭拆的繁琐施工工序以及安全质量问题。

1、工程概况

拟建浦东机场南区地下交通枢纽及配套工程位于浦东濒海地区， 建筑面积约 80 万平米，主要包括国际航站楼区域、 国内航站楼区域、 地铁换乘交通中心区域、 北交通中心区域、 南交通中心区域。地铁换乘交通中心区域包含机场联络线、 两港快线、 预留3条轨交线。T3航站区东侧排水箱涵截面尺寸2孔4.0m×4.0m。本工程排水箱涵包括飞行区内458m、航站楼东侧420m、核心区内280m及北端头基坑内142m。箱涵每隔36m设一道伸缩缝，上穿其他建、构筑物时，变形缝应与交叉节点边缘错开≥5m距离。排水箱涵结构断面形式见图1。

图1 排水箱涵结构断面图

2、移动式模架系统设计

移动式模架[2]用于排水箱涵结构施工，具有模板自动调节，架体移动方便、定位简单的优点，由模板系统、支撑架体、调节系统、行走系统、控制系统五部分组成。模架采用 PERI 系列定型模板（亦可以采用钢模），通过 PLC 系统控制伺服电机驱动蜗轮蜗杆带动模板移动，实现模板系统毫米级调节，自动化合模、脱模。采用全向电动平板运输车[3]移动。定位调整方式：由电动平板运输车进行粗定位，由模架两侧蜗轮蜗杆进行精调定位。工程实际施工配备 了10套移动式模架单元，排水箱涵东西两孔各 4 套。一个施工段长度为 18 米，每两个施工段设置一道伸缩缝。

箱涵移动式模架系统的模板分为侧模、顶模、角模及角模与顶模连接处的钢顶模四个部分。侧模及顶模使用1350mm*600mm规格PERI模板拼接而成，通过型钢背楞及U形卡扣与架体连接。角模及钢顶模为定制钢模板。移动式模架系统的支撑架体为型钢（矩形管或方管）焊接而成，立柱共有四根，间距2.2m*2.2m。除受力的型钢构件以外，架体上另有万向调节轮及行走导向轮与架体焊接，分别起到转运时支撑架体及限制架体移动轨迹的作用。移动式模架的调节系统包括①电动角模升降机（2tX2X2）、②手动顶模升降机（10tX4）、③手动侧模升降机（2tX4X2）、④电动架体升降机（10tX4）、⑤手动墙面顶推机（2tX4）。控制系统主要用于控制电动角模升降机及电动架体升降机的操作。移动式模架的行走系统采用电动平板车。

移动式模架系统如图2所示：

图2 移动式模架系统图

3、移动式模架施工工艺流程

3.1 移动式模架系统拼装

本工程移动式模架系统的支撑架体连同控制系统、调节系统在制作厂家焊接完成后由运输车辆运至现场，模板系统在现场进行拼装，其拼装流程如下图3。

图3 移动式模架系统拼装流程图

3.2 移动式模架系统施工箱涵

移动式模架施工箱涵结构的模板排架方法，采用型钢组合的内架支撑系统[4]（相应的墙板、顶板模板提前拼装在内架支撑系统上），墙板、顶板模板采用液压顶杆实现可伸缩调节，支模时墙板、顶板通过液压顶杆伸展就位，拆模时通过液压顶杆收缩装置将墙顶板模板整体收进架体，再通过平板运输车（或卷扬机）将内架支撑系统整体水平滑移至下一段箱涵施工面。移动式模架施工箱涵流程见图4。

图4 移动式模架施工箱涵流程图

箱涵底板浇筑完成后施工放线，根据定位墨线先安装内架支撑系统液压支腿以及万向调节轮、行走导向轮，并进行固定。液压支腿及万向调节轮、行走导向轮安装完成后吊装内架支撑系统（矩形管支架立柱、方管支架横梁、矩形管支架斜柱、矩形管侧模悬挑梁）。固定完内架支撑系统后，安装箱涵顶板模板、侧墙模板；模板安装完后优先固定顶板模板，取箱涵中心线进行校正、固定，然后利用液压控制站调节架体侧墙墙板的专用可调液压顶杆装置进行墙板的调整、校正，尤其边角部位必须校正到位，避免浇筑完成后产生灰板缝影响美观。侧墙钢筋绑扎后，内墙模板固定校正到位再进行外侧模的安装工作，根据定位进行固定后同样调节校正外侧模。侧墙内外模板水平及垂直度均调整到位后采用对拉螺栓进行拉结加固，外侧模下方使用基础预留的螺杆进行固定收紧下口；模板上口采用专用拉结方钢拉结固定。顶板钢筋绑扎并验收后整体浇筑箱涵墙顶板混凝土。混凝土浇筑完成后养护三天，先操作液压控制站使用可调节伸缩液压顶杆装置将侧墙模板整体收进架体，并拆除外侧墙模。待顶板达到设计强度后拆除上下拉结固定点，调节架体升降装置降下顶板模板，使架体整体落在预留的电动平板车上。再开动电动平板车（或使用卷扬机）进行内架支撑系统的水平移动，使其移动至下一施工断面。所有架体移动至一下施工断面后对内架支撑系统进行维护、涂刷专用脱模剂。重复循环上述工序施工箱涵结构。

4、移动式模架施工注意事项

混凝土浇筑：由于移动式模架施工箱涵时，箱涵的侧墙与顶板一道浇筑，需要控制箱涵的侧墙混凝土浇筑速度两边同步对称[5]，防止两边侧墙浇筑不均匀产生水平移位甚至倾覆的风险：一侧墙浇筑50cm后停止浇捣，开始浇捣另一侧侧墙，并振捣先浇筑一侧，两侧交替浇捣。混凝土浇筑速度应控制在3m/h以下，以控制模板形变量。模板脱模剂应使用水性脱模剂。

退模：退模时间考虑气温因素，侧模计划浇筑后48小时拆模；顶模计划夏季5d后拆除，冬季（平均气温10°C以下）10d后拆模。退模顺序为侧模→角模→顶模。侧模退模时，为应对混凝土粘合力影响，先退出侧模一角。随后四台手动侧模升降机应尽量同步摇动，以免出现卡住的情况。摇动时应尽量将侧模退到极限距离（约25cm），以防转运时出现移动式模架系统磕碰结构的情况。手动墙面顶推机在退侧模时也需同步摇动退下。角模退模时使用电动角模升降机控制，应尽量将角模退到极限距离，以防转运时出现移动式模架系统磕碰结构的情况。顶模退模时使用电动架体升降机控制，退顶模前应先将电动平板车就位。

移动式模架转运：使用电动平板车转运时，架体底部万向调节轮应锁死。转运时，应确保架体两侧行走导向轮完好，以避免架体磕碰已浇筑完成的结构。

移动式模架系统与已完成的施工段间的拼缝处理：排水箱涵通常既有直线段又有曲线段，直线段内，相邻施工段首尾紧密搭接，使用木模沿已完成段接缝处一圈拼接，木方+φ48盘扣杆件顶紧；曲线段内，采取以折代曲的方式处理，相邻施工段间使用木模拼接。

5、结语

移动式模架系统用于箱涵结构施工的模板及其支撑材料的水平转运施工方法，较传统搭设的模板排架方式，采用移动平台整体平移模架系统，减少了人工及吊车的工作量，符合绿色节能的发展趋势：

采用移动式模架施工箱涵结构，模板构件提前在工厂加工组装完成，减少了现场安装的工作量。配套的现场拆装运输工具，安全、高效、轻松作业。节能环保，现场无需进行模板加工作业，减少施工噪音；且可循环重复利用，符合绿色环保要求。移动式模架系统施工的箱涵平整度、垂直度佳，阴阳角方正，清水混凝土效果好，无需二次修饰。移动式模架采用定型设计，工厂生产制作，加工精度高，外观美观整洁、品质高档、施工形象好。移动式模架系统一次组装，后续连续逐段施工，节约工期。移动式模架系统施工箱涵结构运用了液压机械，减少了人工的投入。

通过移动式模架系统的运用，浦东机场南区地下交通枢纽及配套工程在较短的时间内完成了约1300m的排水箱涵的结构施工，安全质量工期目标均得以实现，取得了良好的社会效益和经济效益，可为今后类似工程的建设提供参考和借鉴。

图5 移动式模架施工箱涵实际运用效果

参考文献

[1]唐光钧.软土地基中道路箱涵施工技术设计[J].大科技, 2013(13):2.

[2]马荣增,沈庆娥,汪洋,等.综合管廊整体移动式模架系统.CN202110665390.4[2024-04-21].

[3]张少伟.电动平板运输车:CN201621430933.5[P].CN206520679U[2024-04-21].

[4]赵崇贤,雷洪波.超高层核心筒内模架支撑系统的施工工艺[C]//2014年全国建筑模板与脚手架专业委员会年会.0[2024-04-21].

[5]李俊宏,高山,刘艳龙,等.隧道分层对称同步浇筑二衬混凝土施工工法:CN201810793767.2[P].CN108868830A[2024-04-21].

作者简介：缪建杨（1982-），男，江苏泰兴人，2004年毕业于同济大学土木工程专业，本科，学士，一级建造师，高级工程师，联系电话：13310015050。通讯地址：上海市松江区新桥镇场西路285弄79号（201612）。

本项目由上海市科学技术委员会科研课题资助，课题编号为：22dz1202904

作者简介：缪建杨（1982-），男，同济大学土木工程本科，一级建造师，高级工程师

通讯地址：上海市长宁区武夷路150号（200050）