T 梁翼缘横坡可调节式活动模板研究与应用

万飞，滕正伟，张庆明，吕国军

（1 重庆交通建设（集团）有限责任公司，重庆 401122；2 重庆路投科技有限公司，重庆 401147）

随着工程建设的推进，大型桥梁或者城市高架轨道交通结构大量增加，建设规模的不断扩大，各种新颖、奇特的梁体结构设计相继出现，其施工难度逐步增大，因此作为整个工程最基础也是最重要的受力部分——梁体的施工质量就越来越不易控制，对模板工程的要求也越来越苛刻，越来越精细[1-5]。工程梁体结构主要受钢筋、模板及混凝土3 个主要因素影响，其中模板工程是质量保障的首要环节。特别是模板的制作与安装质量，对于构件的外观、尺寸精度、结构性能起到非常重要的作用，并且制约工期进度和施工安全。

目前现浇T 梁模板工程中，传统的T 梁定型钢模板体系通过刚性约束原理进行制作、安装，若梁体翼缘板处横坡截面尺寸渐变，则需要多套模板进行安装制作，且会占用大量施工场地[6-8]。

传统T 梁定型钢模板本身自重大，造价高，需要垂直运输设备吊运，费工费时[9-11]。因此，提出一种T 梁翼缘横坡可调节式活动模板，通过调节T 梁翼缘板处横坡来适应不同外形及结构的T 梁施工，有效控制施工成本，提高工作效率。

这种特殊钢质模板总体形式与传统定型钢模板无明显差异，但通过优化连接结构，翼缘板处模板与侧模板之间的活动铰连接，配合可调螺杆的支撑，采用刻度计，实现T 梁翼缘板处横坡的自由、精准调节。施工工艺与传统固定模板差异小，使用方便，能有效保证梁体成型质量[12-13]。

1 可调节横坡模板工艺原理

该工艺通过制作一套采用活动铰连接的翼缘模板与侧模板，其中活动铰为满足受力要求的商品化构件，焊接在侧模和翼缘板底板上，形成可转动的整体。待侧模板垂直安装后，翼缘模板即可按T 梁翼缘板设计坡度进行调节；翼缘模板底部采用可调螺杆进行支撑，可调螺杆设置于模板外侧最上层支撑横杆上，螺杆顶部与翼缘模板底部连接，采用螺栓锚固；支撑横杆采用钢垫板锚固于支撑立柱与侧模板外侧，从而形成一套完整稳固的模板支撑体系。如图1、图2 所示。

图2 T 梁翼缘板可调式模板构造详细构造断面图

模板支撑立柱上设置刻度计，有效保证可调螺杆调节翼缘模板横坡坡度的统一性。横隔板处的侧模板与T 梁翼缘模板连接处采用特殊设计扣接形式，因调整翼缘板模板横坡时留下的空隙处可用胶布进行横向封堵，进一步保证T 梁梁体外观整体的流线性。如图3、图4 所示。

图3 横隔板处可调式模板断面图

图4 横隔板处可调式模板(A-A)断面图

2 可调式支撑架性能研究

2.1 数值模型及荷载工况

模板支撑架的竖杆为10#槽钢，横杆及斜杆为8#槽钢，可调节螺杆为φ16丝杆，材料均为Q235 钢材。建立有限元模型，对每一榀支撑架的受力机理进行数值分析，为工程应用提出理论支撑。采用MIDAS CIVIL 建立有限元模型，竖杆、斜杆、螺杆均采用梁单元，活动铰位置释放梁单元刚度形成铰接，如图5 所示。

图5 可调式支撑架有限元模型

施工恒载为现浇混凝土和模板系统自重。现浇混凝土荷载按翼缘板厚度0.2～0.4 m 计算，模板系统自重由软件计算。施工活载为施工人员、材料、设备等施工荷载，取2.0 kN/m2；振捣混凝土产生的荷载取2.0 kN/m2；浇筑混凝土产生的冲击荷载取2.0 kN/m2。根据规范，恒载的组合系数取1.3，活载的组合系数取1.5，采用均布荷载的形式施加于可调节坡度的顶部活动横梁。

2.2 模板系统受力性能分析

经数值计算分析，模板支撑架受力和变形分布见图6 所示。

图6 模板支撑架应力及变形图

可以看出，模板支撑架承受最大应力位于外侧螺杆，为38 MPa，立杆最大受力为18 MPa，横杆最大受力为23 MPa，模板杆件的承载能力均满足要求。支撑架最大变形为0.14 mm，变形较小。所以，该可调式活动模板支撑架满足使用要求。活动铰内力为22.4 kN，采购活动铰商品时，考虑连接点应力集中因素，建议活动铰承载力不小于45 kN。在设计可调节式活动模板时，应经计算后确定主要承载构件的材料型号。

3 模板安装要点

1）T 梁模板在工厂加工完成后运送至现场，施工时进行现场组拼成型。所有钢模在正式使用之前都需进行打磨、抛光处理，并洗净除锈。然后用洁净的海绵将模板表面的水分擦干，均匀涂抹脱模剂[14-15]。

2）安装T 梁底模时必须控制好标高与底模面板水平控制。为满足底模板受力均匀的要求，底模面板采用12 mm 厚钢板与8#槽钢组成井字形整体焊接结构，利用钢结构底横梁将底模受力传递到台座基础。井字形结构分段制作，便于调整其平整度和底模的反拱度。同时为了将模板受力均匀地传递给基础，采用了三点支撑的工字型底横梁，与混凝土地基有效地结合成整体，既增加了底模的刚度，也增加了混凝土条形基础的横向刚度，同时节约了钢材的用量，横梁的间距为800 mm。

3）安装侧T 梁模板，使用小门吊将模板转运到位，然后配合人工进行安装。模板块件之间的拼缝处用双面海绵胶整齐粘贴，双面海绵胶表面不褶皱、无遗漏，保证浇筑时不漏浆。双面海绵胶露出模板表面的部分用小刀刮平，保证模板拼缝处混凝土外观平整光洁。模板块件间连接用M16 螺栓连接，外侧模板由设置在顶部和下部2 排φ25 mm 拉杆对拉固定。上排拉杆设置再外侧模板的竖向肋上端，下层拉杆间距为50 cm，通过台座预留孔设置。

4）T 梁侧模从一端开始支立，一片吊立就位后用木楔支垫初步定位，然后吊装对面一侧的侧模，依次安装拉杆，找好上口尺寸及垂直度，接着安装相邻的一片模板，在梁底座穿入拉杆，通过夹板将侧模与梁底模紧贴，与底座联成一整体，模板顶部用拉杆拉紧，并通过设置在模板下面的对口楔进行微调，保证模板精确定位。

5）T 梁模板支撑横杆，立柱以及支撑肋等槽钢、方通等钢结构材料必须按《钢结构焊接规范》GB 50661 严格进行焊接。

6）预制T 梁顶板按照不同墩位的设计调整横坡及边梁翼缘板宽度。浇筑混凝土前，根据预制T 梁的类型调整模板高度，T梁模板的翼缘板通过可调螺杆，配合支撑立柱上的刻度计观测把控，进行对翼缘板横坡设计的准确设置。

7）横隔板面板顶部与翼缘板模板扣接，因翼缘板横坡的调整而造成的接扣空隙处可采用胶带进行密封，可避免漏浆与横隔板浇筑成型后脱模而留下的凸点。

4 应用案例分析

4.1 工程概况

重庆奉节到湖北建始（奉建高速）TJ07 标施工中，T 梁断面根据路线设计要求，翼缘板横坡有变化。预制T 梁共计1 141 片，均为后张拉法施工。T 梁采用预制场集中预制，预制场设在庙宇服务区内，占地29 亩。由于桥面横坡变化，T 梁模板的施工技术对预制T 梁的施工质量起着决定性的作用，故采用可调节式活动钢模板浇筑。钢模安装见图7 所示。

图7 可调式活动模板安装现场

4.2 模板精度影响因素及控制要点

1）底模的标高：底模安装应配合测量进行，控制好标高及水平精度。

2）侧模的精度：侧模应使用小门吊将模板转运到位，然后配合人工进行安装，控制好安装位置的精度。支撑横杆、立柱以及支撑肋等槽钢、方通等钢结构材料性能应符合要求。焊接工艺应按照《钢结构焊接规范》GB 50661—2011 严格进行。

3）活动铰及支撑杆的安装：活动铰应购买满足强度要求的产品，在模板相应连接处焊接，把翼缘板底模和腹板侧模连接成可转动的整体。支撑螺杆调节横坡时，配合支撑立柱上的刻度计观测控制，达到翼缘板设计横坡的准确位置后，应检查模板的稳定性。如果存在松动，应进行临时固定。

4）其余部件的安装精度：应符合模板工程相关规范的要求。

4.3 应用效果及效益分析

经现场检验，该桥梁预制T 梁浇筑成形质量满足设计要求，横坡控制精度较高，通过了工程验收，达到了与固定模板相同的浇筑成型质量。预制梁场共设置2 个生产区，根据不同梁长共设置7 套模板，均采用可调节式活动模板。其中1#生产区配置20 mT 梁模板2 套，30 mT 梁模板1 套。2#生产区配置20 mT 梁模板1 套，30 mT 梁模板2 套，40 mT 梁模板1 套。每一种长度的模板，均能适应不同的横坡要求，能完成该长度的全部梁体浇筑。与传统的固定钢膜对比，减少了约三分之一钢膜数量，有效降低了成本，并且减小了作业占地面积，经济效益和社会效益显著。

5 结论

提出并研究了一种T 梁翼缘横坡可调节式活动模板，通过优化连接结构，翼缘板处模板与侧模板之间的活动铰连接，配合可调螺杆的支撑，采用刻度计，实现T 梁翼缘板处横坡的自由、精准调节，适应不同外形及结构的T 梁施工。经计算分析和工程应用，证明此种横坡可调节式活动模板具有以下优点：

1）施工工艺简单，便于掌握，质量容易控制，选用常规建筑材料及机具设备，施工成本易控制；

2）操作无需特殊培训，普通模板工即可实现轻松掌握与操作；

3）克服了施工期间可能因需多套传统的T 梁定型钢模板调度困难，模板堆放场地周转次数多的难题；

4）刻度计与横隔板处特殊模板细部构造等更人性化设计，使繁杂的施工程序变得简单化。