全自动液压箱梁模板研发应用

杨 明 波

(山东铁鹰建设工程有限公司，山东 泰安 271200)

0 引言

高速铁路作为中国的一张名片，在国内、国外建设前景日益广阔[1]。在高速铁路900 t箱梁施工中，模板大多采用半人工、半机械式，模板可调节性差，容易形成混凝土梁体损坏，并且结构容易出现安全结构不稳定等问题[2-6]。因此急需提供一种结构简单，操作方便快捷、安全稳定的自动化程度高的装备。本文研发了一种全自动液压箱梁模板，并应用于中铁十四鲁南高铁费县制梁场、中铁十四局京唐铁路房桥制梁场取得良好效果。如何提高大体积整孔预制箱梁的制梁速度，缩短制梁周期，保证混凝土成形尺寸及外观质量，使箱梁的生产过程符合集中化、工厂化要求，一直是国内外广大桥梁专家共同研讨的主要课题，其中预制箱梁模板的设计、加工、拆装速度、模板质量是影响预制箱梁进度的关键因素。

近年来液压箱梁模板在工程施工领域得到广泛应用，利用液压箱梁模板整体一次成型，模板采用全钢结构，整体进出、液压收合。但是目前市场结构普遍为两种，一种为主梁分桁架两层式，顶升油缸设在中间，此种因主梁分为两层造成主梁结构受损经常出现主梁变形等情况，一种为主梁为钢箱式，此种因主梁两侧安顶升油缸，因主梁两侧受力不均，油缸无法同步提升，另两侧油缸易出现单侧泄压造成模板升降高度不同，调整困难。存在模板种类繁多不易选择，大多采用半人工、半机械式，模板可调节性差，容易形成混凝土梁体损坏，并且结构存在安全不理想，容易出现安全结构不稳定。因此急需提供一种结构简单，操作方便快捷、安全稳定的自动化程度高的装备。本文研发了一种新的模板，并在该项目中铁十四鲁南高铁费县制梁场、中铁十四局京唐铁路房桥制梁场使用效果良好。

1 主要特点

本箱梁模板采用全钢结构，整体进出、液压收和效果好。主桁架为钢梁结构，顶升油缸设在主梁内，通过两侧设计支撑，保证模板两侧平稳同时起升。液压系统采用10路控制阀，每个截面都可以满足单独运动,并采用遥控控制，一个人就可以完成整套模板拆模工作，模板节与节之间自动开合，无需再用人工撬动。操作安全、方便、快捷、自动化程度高。钢支腿落于底部支撑上，通过调节板满足内模抽出时的空间需求。模板提升就位后，安装限位压杠通过拧紧螺栓固定，防止因油缸突然泄压造成主梁下陷。主梁顶升油缸分三路液压控制系统控制，可分别控制中间段与两端。

2 主要技术特点

全自动液压箱梁模板的主梁为下承式结构更加安全稳定，模板的变节面位置为整体结构，无需进行反复安装、人工拆卸。提高了模板的自动化程度及结构安全性，同时提高了施工效率。

1)主桁架为钢梁结构，顶升油缸设在主梁内，顶升油缸的钢管在套筒内滑行，主梁升降同步不会产生倾斜。

2)液压系统采用10路控制阀。主梁顶升油缸分三路液压控制系统控制，可分别控制中间段与两端。模板变截面为整体式设计。每个截面都可以满足单独运动。

3)液压系统采用遥控控制，一个就可以完成整套模板拆模工作。

4)模板节与节之间自动开合，无需再用人工撬动。操作安全、方便、快捷、自动化程度高。

5)预制箱梁模板体系的构造。

由侧模、内模、端模、底模、液压系统和支撑件组成，见图1。

3 箱梁模板安装

3.1 箱梁模板外模拼装

底模拼装前与项目部相关部门人员(项目部技术员)确定底模安装台位及内模的存放台位，见图2，图3。

3.2 底模拼装

通过对内模台座及底模台座的测量,按照已经在底模台座上部定位的中心线,按照图纸设计及正确编号将底模依次放置于底模上部,将中间第一块底模按照已经定位好的中心进行正确的中心定位,以中间第一块模板中心为起点,按照高速铁路标准跨径32.6 m箱梁底模的拼装设计及反拱计算公式Y=0.060 5X2，开始对底模进行反拱的调整，调反拱的同时对底模连接法兰处进行螺栓紧固及顶部的拼缝平整的调节及底模中心线与底模台座中心线相重合(底模安装如图4所示)。

3.3 侧模拼装

侧模拼装是由中间向两侧，由底部向上部，由内侧向外侧拼装。首先将侧模支架与侧模按照正确的拼装编号(支架与侧模上有喷涂)进行拼装，同时将连接处螺栓进行紧固，将侧模按照拼装顺序摆放于台座两侧。现场使用侧模板如图5所示。

将侧模下部由中间向两侧拼装，并拼装好纵联支架，底部千斤丝杆。此时底部千斤丝杆只起支撑作用，暂不焊接固定，后期调节安装尺寸时再进行焊接固定。现场安装图如图6所示。

侧模底部拼装好后，按照同样的顺序从中间向两侧拼装侧模上部。侧模下部及侧模上部的拼装都要按照正确的编号拼装，拼缝编号一一对应，同时法兰连接穿好定位销和螺栓。侧模上部拼装时用上部千斤进行支撑，此时上部千斤与纵联不进行焊接固定，待调整上部反拱时进行焊接固定。侧模上部拼装时步行平台托平槽钢提前与侧模上部拼装完毕，如图6所示。侧模上部拼装完毕后接着拼装步行平台、平台护栏和步行楼梯。安装完成如图7所示。

3.4 模板拼装尺寸的调整

通过调整底部千斤来调整侧模开口的设计安装尺寸，同时将底部千斤全面进行固定焊接，以防止其移动从而影响侧模的安装尺寸，也为了防止打梁时模板震动而发生移动。侧模上部反拱调节时由中间向两侧调节，通过调节上部千斤来调整反拱。

3.5 两侧挡板模板的拼装

在将侧模反拱调节完的基础上，进行挡板模板的拼装，对于标准跨径箱梁挡板模板拼装时开口上部按照梁宽12 600进行调整，开口下部按照12 590进行调整，两侧挡板模板底部各向里5 mm，挡板模板为向外张口，便于提梁。

3.6 堵头的拼装

堵头拼装前需要现场对堵头内侧的锚盒进行修改,即锚盒侧面四周需气割孔,割孔位置为尽量水平对称割孔,主要目的是穿铁丝固定套在锚盒上的橡胶圈。

3.7 内模与侧模的整体拼装

内模与侧模的整体拼装如图8所示。

内模与底模拼装前,将箱梁内托内模的小横梁及固定槽钢等全部整体拼装在侧模内部,注意保证内模侧模内托内模的所有小轮顶面至底模的距离为840 mm,然后用卷扬机将内模拖至侧模内进行整体的拼装，内模拉进侧模内部,内模由收起状态变为全部展开状态。

4 箱梁重点工序的控制

箱梁模板的底模、侧模需牢固的固定在台座及地面上，并应每隔10个循环检查结构连接牢固程度。箱梁内模则需要每个循环都进行检查。

1)检查模板变截面位置是否因有异物或操作不当造成的损坏。

2)检查内模主梁下部的滚动滑轮是否旋转正常。

3)检查液压系统是否有漏油点，液压系统正常工作压力为16 MPa～18 MPa。

4)每次拖动内模前需要严格测量，主梁下端滑轮与存放台车滑轮是否在一条直线上。偏差不能大于2 mm。

5)大箱梁模板进行打梁前模板使用面需用水泥加水涂抹于表面，待干燥后打磨干净，表面涂脱模剂。

6)打梁时设计用时6 h，正常打梁用时5 h～5.5 h，打梁时工人总数26人～28人。

7)正常情况下打梁结束后40 h拆除内模，50 h后穿钢绞线可进行间隔对称张拉。

5 效益分析

产品研发成功后迅速占领了市场，引领了高铁箱梁施工的新工法，得到施工单位一致好评。为企业增加新的高附加值产品，年新增产值1 000万元，以本体系在鲁南制梁场的应用为例。以中型普通制梁场为例，仅人工费可节约成本200万元。取得了较好的社会经济效益、提高了高铁箱梁的施工效率、箱梁成型效果更好。

1)施工人员减少，一般模板需要施工人员17人采用本文研发的模板后可缩减至5人，节约12人。

2)拆模施工人员，常规施工拆除模板17人，采用新装备后仅5人，节约12人。

3)人员劳动强度，按常规施工，模板拼装拆除时需要对局部进行人工调整；使用全自动液压体系后，实现整体装配，模板通过液压系统自动调整。原每个施工巡回需要100个工时，采用新模板后仅需要35个工时，工人劳动强度明显降低。

6 结语

全自动液压箱梁模板开发和应用，推动高速铁路箱梁施工的发展。并以此获得山东省泰安市专利二等奖。此模板自动化程度高、施工质量提升引领了高铁箱梁施工的新工法，得到施工单位的一致好评，又为企业增加新的高附加值产品，值得推广。