悬挂模板在轨道交通柱肋式护栏板中的应用

摘要：悬挂模板法施工是采用内模板固定外模板，并通过定位钢筋及对拉螺杆连接成整体的施工方法。模板的拆装、运输通过叉车进行。在城市轨道交通高架桥护栏板施工中具有不侵占地面道路、无需搭设支架、翻转周期短、生产效率高等优点。

关键词：悬挂模板；护栏板；轨道交通

中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：

1、前言

随着城市化建设进程加剧，发展城市轨道交通成为大中城市建设的必由之路。相对于地下盾构区间高昂的造价，高架桥结构建造成本相对低廉，在城乡结合部、城郊位置有着广泛的应用。考虑到轨道交通通讯、电力、隔音减噪等要求，高架两侧护栏板较多的设计成“柱肋式”结构；同时考虑疏散平台需求，护栏板顶部通常设60-60cm厚的压顶梁。从内部看，护栏板呈连续的“凹”结构。

所谓悬挂模板，指的是部分或全部模板通过可靠的连接附着在相对较为稳定的构筑物或构件上的模板体系，具有无需搭设支架、模板自重小、侵占空间少等特点，在传统的城市高架桥梁施工中具有广泛的应用。由于城市轻轨高架“柱肋式”结构护栏板与传统城市高架防撞护栏采用的“半凸”形结构的显著差异，施工难度上更大，施工工艺更加复杂，传统的悬挂模板体系不再适用。

通过对模板体系局部微调、优化后，在传统城市高架悬挂模板体系基础上总结出了一套以内模板固定外模板的“悬挂”施工工艺。即内模板板加工时比设计高度减少3cm，内模板底脚3cm处用泡沫胶进行填充，防止混凝土溢出。

2、工艺原理

悬挂模板工作原理是外模板及护栏板自重通过上方的花缆螺丝传递给型钢，再由型钢传递至箱梁主体受力。模板与模板之间的拼接通过销钉及螺栓进行连接，内、外模板板定位通过对拉螺杆实现连接。施工人员在挂篮内进行外模板范围内的螺栓固定和拆除作业。

由于轨道交通护栏板内侧独特的凹型结构，为方便内模板的下落及拆除，内模板设计加工时比护栏板设计高减少3cm，安装时通过木楔块调整至设计高度。

3、施工工艺

施工工序包括：模板设计及加工、挂篮及篮车设计及制作、施工前准备、模板安装及校正、混凝土浇筑、模板拆除等工序。

3.1、模板设计及加工

模板设计遵循结构可靠，钢材用量少，拆装方便的原则。

3.1.1设计参数选择及选材

① 根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）中的新浇筑混凝土作用在模板上的最大侧压力计算公式计算出作用于钢模上的最大侧压力和有效压头高度。

② 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）选定倾倒混凝土时对钢模产生的侧压力。

③ 按照护栏板的几何设计尺寸，初步选定钢模加劲肋和面板规格，面板厚度不小于5mm，加劲肋选用不小于5号角钢。

④ 根据上述规范进行荷载组合后进行钢模受力分析。以加劲肋为梁按照井字楼板结构分别计算出加劲肋和面板所承受的最大弯矩、剪力和挠度值，钢模的面板允许变形为1.5mm，钢肋允许变形为2mm。

⑤ 根据计算得到的最大弯矩、剪力和挠度值分别进行加劲肋和面板的刚度、强度验算，若不满足则可调整钢箍间距或重新选定面板和加劲肋规格，直至符合施工规范要求。

3.1.2模板制作

① 模板制作加工宜采用工厂化制作以保证模板精度、强度及稳定性。

② 为方便模板运输及模板定位连接，在模板上方焊接若干个吊环、螺栓定位孔等。

③ 内、外模板板连接定位的对拉螺栓应避开立柱部位，防止对拉螺杆碰到立柱预埋钢筋，影响模板安装固定。

④ 为防止模板螺栓孔处受力变形，应在模板背面增设加强肋或增加模板厚度。

⑤ 为方便内模板下落及拆除，内模板设计时采用比护栏板设计高低3cm，并在内模板中凹槽处设置拉环。

3.2、挂篮及篮车设计及制作

3.2.1挂篮设计及制作

外模板位置定位、模板间连接及后续拆除工作均需在挂篮内完成，故需设计一个安全可靠、便于人员上下作业的挂篮。

挂篮设计应保证挂篮强度、稳定性，考虑节省用料。挂篮结构尺寸应不小于0.6m×2.0m×1.1m。挂篮与蓝车连接应固定、可靠。挂篮内设置人员上下的简易楼梯。为防止施工时材料掉落，在挂篮底部设置防护板，防护板距离护栏板外模板底部不宜超过0.3m。

3.2.2篮车设计及制作

挂篮通过悬挂在篮车上实现移动。篮车制作材料可选用10号槽钢等强度较好的型钢，挂篮车结构尺寸应不小于2.3m×2.0m×2.5m，具体视工程实际情况而定。篮车挑臂长2.6m，上部桅杆高1.4m。为方便挂篮车在桥面上移动，在篮车四角位置安装直径0.5m的轮子，并配备轮子锁定装置。挂篮车后部设置配重箱，配重安全系数不宜小于3.0，以平衡挑臂、挂篮及施工荷载。见图1挂篮及蓝车体系。

图1挂篮及篮车体系

4、施工方法

4.1、施工前准备

由于轨道交通独特的结构特色，需要对场地、机械等进行必要的改进。

施工场地整理：施工前需将轨道预埋钢筋扳平，结束后再弯起。护栏板地面需用水泥砂浆进行找平，便于模板安放，并用墨线在桥面上画出栏板及立柱位置。

叉车改造：将叉车充气式轮胎改为实心橡胶轮胎，以提供轮胎使用寿命。同时，将前部铲叉改造成吊钩，用于钢模板装运及拆除。叉车主臂提升高度应根据护栏板设计高度h而定，通常为2h+（0.8～1.2）m。

护栏板标高控制：在浇筑栏板混凝土前，在栏板钢筋主筋上设置标高限位标志，混凝土浇筑与标志平。限位标志采用颜色显眼的胶带裹在栏板预埋钢筋上，每3米一个断面，每个断面4个点。

平面线性控制：护栏板平面测量根据设计提供左右线曲线元素，算出要放样的平面坐标。测量放样模板边线。对于直线段，每隔10米一个点；对于曲线段，为保证线性顺畅，每隔3～5米一个点。

4.2、模板安装及校正

4.2.1 模板形式

外模板悬挂于外侧，且经常拆装，宜采用分块较小、重量较轻的定型钢模板。

内模板需承受外模板重量及新浇混凝土重量，自身结构、强度、稳定性至关重要，宜采用强度稳定性相对较好的桁架钢模板。

4.2.2 模板安装

模板在使用前需抛光处理，采用细钢刷进行抛光。抛光后，涂刷脱模漆，并用干净毛巾将其表面擦拭干净，要求模板表面因擦油而泛光，手摸上去不能有油迹。

模板安装顺序为：先固定内模板，再安装承重型钢，最后定位外模板。

护栏板所用模板均通过叉车进行搬运。内模板底部放置木楔块，通过钢管与钢丝绳花缆螺丝进行固定。安放承重型钢及外模板前应先调整好内模板标高、垂直度。用叉车将外模板吊至安装位置，并将外模板下挂在承重型钢下方的花缆挂钩上。调整花缆螺丝，并拧紧对拉螺杆螺栓及模板间的连接螺栓，使外模板固定定位。见图2护栏板模板体系。

为了防止护栏板浇筑时混凝土漏浆，在钢模板固定螺栓前，在模板缝隙间粘贴泡沫双面胶带，减小模板间拼缝。

图2护栏板模板结构体系

4.2.3 模板校正

外模板安装前应先对内模板进行校正。通过调整木楔块调整内模板标高；通过调整钢管可调式托盘及花缆螺丝长度调整内模板垂直度，并用铅垂线进行复核。

外模板标高主要通过型钢下方的花缆螺丝进行调整，同时调整对拉螺杆长度及定位钢筋位置调整外模板的位置及垂直度。