大体积混凝土墙身钢模板施工工艺

大体积混凝土墙身钢模板施工工艺
[摘要]外露大体积混凝土施工过程中一般采用木质胶合板模板作为模板，穿墙螺杆较多，严重影响混凝土外观质量。

本工程通过对模板施工工艺的改进，采用钢模板，利用墙身泄水孔作为穿墙螺杆孔洞，保证了混凝土外观质量，为同类型工程施工提供了参考。

[关键字] 混凝土模板无拉杆
一、工程概况
通吕运河海门段航道整治工程施工(TLHD-YH-HMSG4标段)位于南通市海门包场镇，起点39K+042(正余与包场的交接点、处)-53K+142(海门与启动交接处)。

整治里程14.1公里。

工程主要工作内容包括：土方工程、护岸工程、地基处理、踏步、相关临时工程缺陷责任期服务。

A、B、C1、C2型护岸为重力式挡墙结构，底板墙身采用C25素砼，墙顶设50cm厚砼压顶，重力式护岸长度3893m，其中C2型结构尺寸最大，底部截面积为10m×4m，高4m,一次浇筑砼方量98立方。

二、墙身模板的设计、制作
保证混凝土脱模后具有良好的外观，除混凝土浇筑工艺影响混凝土外观质量以外，模板的质量是至关重要的一项因素。

模板的设计不合理以及制作粗糙的缺陷均会严重地影响混凝土的外观质量。

（一）、以往模板主要存在的问题：
以往的工程在施工当中不太注重外观质量，造成了模板的设计刚度较弱、拉杆布置很密、面板的拼凑现象严重。

在制作时，厂家对模板的尺寸、平整度控制不严，造成模板拼装时有较大的错台及尺寸偏差较大的诸多问题存在。

模板的选材同样影响着混凝土的外观质量。

制作厂家为了节省成本，对热轧的模板面板未采取任何除氧化层的措施也是影响质量的一项因素。

（二）、为了达到检验混凝土标准,我部的设计、制作方案
为了达到混凝土外观质量的要求，我部加大了模板的设计与制作力度。

力争将以往模板的缺陷在设计制作上避免，不可能避免的缺陷，要将缺陷的不利影响降到最低。

在设计与制作上我们在以下几个方面作了较大的改进和加强：
①.墙身模板的刚度。

墙身模板的刚度是保证墙身外形尺寸和墙身模板多次周转使用的最基本条件。

为此墙身模板，我们采用了5mm钢板做面板，以及利于提高平整度和刚度的槽钢[10作模板次梁。

模板主梁采用双[20槽钢。

②.模板的分块尽可能减少，面板采用大面积整体钢板。

混凝土的浇筑次数越少，混凝土的外观的色差等缺陷越少。

模板的板面越大、浇筑次数越少，其拼缝、漏浆等缺陷越少。

故墙身模板采用大板块整体设计方案。

③.转运吊装
模板设计4m高，整体质量达到20T，考虑到机械设备的吊装能力，采用拉模方式。

在模板底部距离长度定点1m处设计顶升装置，在砼凝固以后将模板顶升20cm，脱离砼墙身，利用卷扬机讲模板拉出，脱离墙身，定位于另外一段施工段落。

④.无拉杆、少拉杆模板设计。

拉杆是一个矛盾体。

模板拉杆可以增强模板的刚度减少钢材用量，同时其孔洞也影响了混凝土的外观质量。

为最大限度的减少拉杆的使用，模板采用了少拉杆设计方案。

利用墙身设计自有的泄水孔穿入拉杆。

泄水孔上下三排，高度间距1m，横向间距2.0m。

为了满足抗拉受力要求，降低因拉杆的延伸率造成的模板扰度，拉杆采用Φ40mm的精轧螺纹。

⑤.材料的选用。

模板的材料均选用大型钢厂出品的新轧制无变形的钢材。

⑥.板面的处理。

为了除去热轧板表面的氧化层，板面经过酸洗和两次抛光处理，并使其达到镜面效果。

同一块模板的面板必须采用大块钢板制作，以尽可能减少面板的拼缝。

如有面板拼缝存在，必须刨边处理以保证良好的拼接。

拼接缝必须成一直线，同一面板上的两块钢板间的高差不得大于0.3mm。

并且在拼缝的位置不能焊接和用抛光设备打磨。

因为打磨会使拼缝处有凹凸感。

并且在面板的反面用汽车工业专用腻子将拼缝堵死，防止漏浆。

⑦.边框的处理。

钢模板的边框质量是决定模板的拼装质量的一个重要因素。

为了使拼装后的模板尺寸精度高，降低拼缝的宽度，使拼缝顺直，模板厂家在制作完毕后，要将模板周边刨边处理。

（制作模板时，为了满足刨边的工艺需要，模板的制作尺寸要稍大于设计尺寸。

）
⑧.模板尺寸。

制作模板时严格控制尺寸，要达到通配效果，确保各块模板均能随意组合，满足使用要求
（三）、墙身模板计算
1、模板设计
模板构造：面板采用5mm钢板，背面设置竖向小肋（100×5mm扁钢/间距0.3m），每隔0.6m长度设置一道[10槽钢竖向肋，模板最外侧采用2[20#槽钢作
横向背杠，竖向间距1m。

螺杆从双槽钢中间穿过，间距2米。

计算依据：
⑴、《公路桥涵施工规范》对模板的相关要求；
⑵、《路桥施工计算手册》对模板计算的相关说明。

2、荷载组合：
⑴、强度校核：新浇砼对侧模板的压力+振捣砼产生的荷载
⑵、挠度验算：新浇砼对侧模板的压力
⑶、采用Q235钢材：
轴向应力：
弯曲应力：
剪应力：
弹性模量：
3、变形量控制值：
结构外露模板，其挠度值为≤L/400
钢模面板变形≤1.5mm
钢模板的钢棱、柱箍变形≤L/500
4、模板验算
4.1荷载
混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。

侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。

通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值：
式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（KN/m2）
γc------混凝土的重力密度（kN/m3），此处取25kN/m3
t0------新浇混凝土的初凝时间（h）,可按实测确定。

当缺乏实验资料时，可采用t0=200/(T+15)计算；假设混凝土入模温度为250C，即T=250C，t0=5
V------混凝土的浇灌速度（m/h）;取1m/h
H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）;取4m
β1------外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2。

β2------混凝土塌落度影响系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50—90mm 时，取1；110—150mm时，取1.15。

=25x4=100KN/m
取二者中的较小值，F=43.5kN/ m2
倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4.0 kN/ m2
kN/ m2
4.2面板验算（面板采用5mm厚钢板）
取100mm宽度的计算单元，按支承于小肋（5×100mm扁钢）的三跨边续梁计算。

面板单元100×5mm，其力学数据为：
计算荷载：强度校核
挠度验算
（1）强度验算
最大弯矩：
最大拉应力：
最大剪力：
剪应力：
（2）挠度计算：
最大挠度：
（3）结论：强度及挠算验算均满足要求。

4.3小肋验算（100×5mm扁钢）
按支承于竖向背杆的简支梁检算，跨径为0.6m。

计算单元100×5mm，其力学数据为：
计算荷载：强度校核
挠度验算
(1)、强度验算
最大弯矩：
最大拉应力：
最大剪力：
剪应力：
(2)、挠度计算：
最大挠度：
(3)、结论：强度及挠算验算均满足要求。

4.4、竖向背杆验算
每隔0.6m长度设置一道[10#槽钢竖向肋，支承于横向背杠（2[20#槽钢），背杠竖向间距1m。

故竖向肋按照荷载宽度0.6m、跨度1m的三跨连续梁计算。

水平肋力学数据为：
计算荷载：强度校核
挠度验算
（1）强度验算
最大弯矩：
最大拉应力：
最大剪力：
剪应力：
（2）挠度计算：
（3）结论：强度及挠算验算均满足要求。

4.5、横向背杠验算
横向背杠采用双肢槽钢（2[10#槽钢），背杠竖向间距1m，背杠以对拉螺杆支承，对拉螺杆竖向间距为2m。

故背杠按照荷载宽度1m、跨度2m的三跨连续梁计算。

背杠力学数据为：
计算荷载：强度校核
挠度验算
（1）强度验算
最大弯矩：
最大拉应力：
最大剪力：
剪应力：
（2）挠度计算：
最大挠度：
（3）结论：强度及挠算验算均满足要求。

4.6、对拉螺杆验算
对拉螺杆采用Φ40mm圆钢制作，材质为Q235钢材；拉杆两端均加工普通粗制螺纹。

根据《路桥施工计算手册》，单个螺母的许用拉力：，
杆体许用拉力：
因对拉螺杆在模板表面其行距为1m、排距为2m，故单个螺杆最大拉力值为：
＜
经验算螺杆及螺母满足要求。

小结：
通过对模板的刚度、面积、拉杆、面板处理的多项改进，基本上避免了以往模板存在的问题。

使用该模板浇筑的墙身混凝土外观质量，非常理想，完全符合
建设指挥部的关于外露混凝土的外观要求。

参考文献：《公路桥涵施工规范》JTG F50-2011
《路桥施工计算手册》。