长大箱涵台车施工技术的探索与研究
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长大箱涵台车施工技术的探索与研究
摘要：武汉动车段是武汉至广州客运专线的配套工程，本项目框架箱涵长度大，单座箱涵长度达500多米，并且合同工期紧张。
传统的施工方法难以在满足高质量标准的前提下保证工期目标。
本项目创新性的采用移动模板台车施工箱涵，获得成功。
本文对模板台车的研究开发、施工方法作了介绍，对该项技术的运用进行了总结，对类似工程具有一定的借鉴意义。
关键词：箱涵模板台车技术
1 概述
模板台车常见用于隧道工程的二次衬砌施工，作为模筑混凝土的内模。
涵洞施工常用木模、组合钢模满堂支架施工。
武汉动车段是全国最大的动车段，该项目设计框架箱涵共4座，共计1576.68横延米。
铁路、公路中一座涵洞通常只有十几米至几十米长，而武汉动车段最短的涵洞也有345.55米，如同短隧道。
武汉动车段工程内容包含站场路基、涵洞、轨道、房屋、四电等，合同工期18个月。
如此巨大的工程量，如此短的工期，科学、合理的施工组织和施工方案至关重要。
施工中研制开发了移动模板台车，并将台车成功运用于箱涵的施工，提高了涵洞的实体质量，大大缩短了工期，取得了丰富的经验和显著的成果。
箱涵采用台车施工的技术，国内同类工程中未见报道，具有创新性。
2施工方案比选
涵洞施工常用木模、组合钢模满堂支架施工，施工周期较长，需要探索快捷的施工方法。
考虑到本项目涵洞长度较长，如同一座座短隧道，可以尝试将隧道施工的台车技术延伸运用到涵洞中，并进行方案比选。
涵洞施工方案比选
根据比选情况表明，在工期紧、工程量大的情况下，模板台车法的立模快捷、周转性强这些优点更具有吸引力。
构件虽然重，一次拼装就可以循环使用，可以采用吊车安装。
台车全部采用钢构件，费用相对较高，在保质量、保工期的大前提下，费用略高也是可以接受的。
经过项目部专题会议研究决定，采用移动模板台车法施工箱涵。
利用施工准备期和征地拆迁未完成的时机，研发、加工模板台车。
3 移动模板台车的研制
3.1 台车的功能要求
为了施工方便，研制的台车需要满足以下要求：刚度满足抗变形要求；移动方便；脱模和支模简便；模板表面平整；2.5m和3m孔径的通用可能等。
3.2 模板台车的设计
3.2.1 模板台车的设计思路
根据台车的使用要求，台车设计需解决的问题及思路如下：
（1）如何满足刚度要求？
思路：采用工字钢、槽钢等型钢构成台车骨架，钢板做面板，槽钢做内外模的加径肋，满足刚度要求。
（2）怎样实现移动方便？
思路：台车的整体移动，可设计有轨走行系统，电力驱动。
（3）如何实现脱模、支模？
思路：可以设置千斤顶，通过千斤顶的伸缩实现支模、脱模。
（4）如何保证内外模板平整度？
思路：内、外模尽可能采用大块钢模板拼装，尽量避免采用小块模板，处理好接缝，满足平整度要求。
（5）如果不同孔径涵洞需要共用台车，如何实现通用？
思路：2.5m和3m孔径的通用问题，可在顶部中间设置宽度0.5m的调节模板，加装调节模板施工较大孔径涵洞。
3.2.2 模板台车的定型
经充分考虑各项要求，同时尽可能降低台车费用，定型的模板台车如下：台车由模板、内支撑架、走行系统组成。
内支撑架通过液压千斤顶和丝杆千斤顶与模板连接，通过千斤顶的伸缩调节实现模板的内收和外伸。
走行系统由车轮和电动系统组成，在24Kg/m小轨道上行走，实现台车的灵活移动。
模板台车全长12.5m，一个施工循环可以施工3节涵身（4m/节）。
每隔1.5m设置一道内支撑，主骨架大梁采用H30型钢；内、外模板面板采用6mm钢板加工，模块化加工成便于组合的定型钢模板，单块面积原则上不小于4平方米，现场组装，采用14号槽钢做竖向加径肋。
构件间的连接多采用栓接。
在模板顶部和底端加径肋处设置钢拉杆，采用Φ28mm圆钢加工成拉杆，进行内、外模的整体固定。
投入使用的模板台车
4 主要施工方法和要点
4.1 主要施工方法
采用模板台车施工箱涵，主要按以下步骤和程序进行：
第一步：涵洞基坑开挖和垫层施工，模筑底板钢筋混凝土，混凝土浇至边墙底部倒角以上30～50cm。
混凝土浇筑前，按1m间距布设Φ50mmPVC管作为拉杆预留孔，预留孔位于倒角以上10cm，用于固定外模。
第二步：在底板上原位拼装台车及走行轨，拼装、调整内模至设计位置。
第三步：绑扎顶板钢筋。
第四步：拼装外模板，对称分节吊装外模板，通过顶部和底部的钢拉杆加固内、外模。
第五步：边墙和顶板混凝土浇筑、养护。
第六步：混凝土养护至拆模强度后，松开拉杆，拆除外模，调节台车千斤顶丝杆使内模内收，使内模脱模。
第七步：启动台车驱动系统，沿走行轨道前行至下一施工段。
调节台车千斤顶丝杆使内模外伸，使内模就位。
第八步：钢筋绑扎完成后，吊车分节吊装外模。
第九步：边墙和顶板混凝土浇筑、养护。
此后，第六～九步循环，逐段完成涵洞施工。
4.2 施工要点
(1)台车骨架及内模拼装
台车构件运到现场后，在先成型的涵洞底板上进行台车拼装。
模板台车拼装时先内侧后外侧，先骨架后面板自下而上进行。
框架涵底板砼浇注完成后，在底板上精确放出模板位置，安装台车的走行轨道并加以固定，安装台车车轮及底部大梁，再安装台车支撑骨架和调节杆，最后安装台车面板。
采用吊车起吊，安装过程中，模板接缝处用双面海绵胶条相连接，顶紧挤压海绵胶带，以便控制接缝的宽度，防止混凝土浇筑过程中出现漏浆现象。
（2）外模拼装
外模采用组合钢模板拼装，背部设加径肋，采用14号槽钢。
外模在现场拼装，分3个节段（4m，4m，4.5m）拼装成型。
在内模台车拼装合格，涵体钢筋骨架绑扎验收完成后，进行外模分节吊装，采用汽车吊进行对称安装。
外模底端采用钢拉杆与台车内模进行固定，两侧外模顶部采用拉杆对拉加固。
模板接缝处用双面海绵胶条相连接，顶紧挤压海绵胶带，以便控制接缝的宽度。
合模前必须将模板内杂物清理干净，涂刷优质的脱模剂，确保涵身的外观质量。
（3）模板台车的拆模和移动
在满足混凝土强度的条件下，遵循先外模后内模的拆除顺序。
对于不承重的外模板，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模板而受损坏，可采用汽车吊配合人工拆模；当涵体混凝土达到设计强度70%时，可以调节模板台车千斤顶丝杆，使台车模板整体脱离混凝土面2～3cm。
沿着走行轨整体推移至下一个施工段。
5 关键技术及创新点
台车施工涵洞具有创新性。
台车一般在隧道施工中常用。
武汉动车段采用模板台车施工铁路涵洞，国内同类工程施工中未见报道，属于创新。
自带走行机构，移动方便。
台车安装有车轮和电动系统，在轨道上行走自如，移动起来很方便，机械化程度高。
具有通用性，不同孔径箱涵通用。
在台车顶部设置0.5m宽调节模板，通过加装（或拆除）该调节模板，可轻松实现涵洞的模板台车通用（例如2.5m和3m孔径）。
模块化设计，构件主要采用栓接，便于安装和拆解，方便周转到其它工程项目中使用。
6 研究结论
与传统的木模、组合钢模满堂支架法相比，长大箱涵采用移动模板台车施工具有较大的优势。
经研究和实践表明，移动模板台车施工箱涵具有以下特点：（1）采用模板台车能提高箱涵尺寸精度和外观
台车采用型钢和钢板加工而成，刚度大，变形小，整体性好，不易跑模。
面板采用4平方米钢模拼装而成，接缝少，减少漏浆和接缝外观缺陷。
提高了箱涵的尺寸精度，外观质量也大大提高。
