呂逸旻

中國電建集團貴州工程有限公司 貴州 貴陽 550000

引言

針梁液壓臺車支模常采用在隧洞襯砌施工過程中，通過將液壓臺車進行改進應(yīng)用到大直徑排洪臥管施工中，將能有效解決人工支模的缺點。針梁液壓臺車支模使用液壓系統(tǒng)自動支撐起鋼模板，減少了人工支模時一塊塊拼接的過程，大幅提高支模速度。同時液壓臺車鋼模板接縫大幅減少，可以有效控制漏漿、跑漿等現(xiàn)象。并且液壓臺車內(nèi)部可以安裝平板振動器，充分解決臥管底部難以振搗的問題，有效提高排洪臥管內(nèi)部混凝土表面質(zhì)量[1]。

1 采用新型液壓臺車進行排洪臥管的施工工藝研究

1.1 工藝原理

采用“全圓針梁液壓臺車”進行排洪臥管管道內(nèi)部支模，臺車有足夠的強度和剛度，在液壓缸和支撐絲桿的聯(lián)合作用下，能抵抗混凝土強大的垂直和側(cè)向壓力，臺車不發(fā)生變形，由于各支點設(shè)計合理，有效地利用了臺車自身的重量和混凝土的壓力，保證了臺車澆注混凝土時克服混凝土的上浮作用。

圖1 液壓臺車橫截面圖

使模板上工作窗口布局合理，便于臺車涂抹脫模劑方便兩側(cè)澆注混凝土和振搗作業(yè)，頂部設(shè)有注漿口，注入混凝土方便，減輕施工人員強度，施工快捷縮短施工周期。每片鋼模接縫嚴實，混凝土密實，無蜂窩、斑點錯臺現(xiàn)象發(fā)生，表面光滑、平整、美觀。

鋼模臺車根據(jù)臥管模板圖設(shè)計尺寸進行設(shè)計，由機械制造廠家進行定做。25T汽車吊及吊裝在頂拱上的2臺10t導鏈進行裝卸及鋼模臺車的組裝。本臺車由行走機構(gòu)、臺車門架、鋼模板、鋼模板垂直升降和側(cè)向升縮機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等6部分組成[2]。

圖2 液壓臺車結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工藝流程

（鋼模臺車施工工藝流程圖，見文末）。

1.3 液壓臺車受力校核

針梁液壓臺車力學計算：

1.3.1 計算參數(shù)。

砼的重力密度為：24KN/m3；砼的澆注速度：2m/h；砼入模時的溫度取250C；摻外加劑。

鋼材取Q235鋼，重力密度78.5KN/m3；彈性模量為206GPa，容許拉壓應(yīng)力為140MPa，容許彎曲應(yīng)力取181MPa（1.25的提高系數(shù)）。有部分零件為45鋼，容許拉壓應(yīng)力為210MPa。

1.3.2 計算載荷。

1.3.2.1 振動器產(chǎn)生的荷載：4.0kN/m2；傾倒混凝土產(chǎn)生的沖擊載荷：4.0kN/m2；二者不同時計算。

1.3.2.2 對側(cè)模產(chǎn)生的壓力。

砼對側(cè)模產(chǎn)生的壓力主要為側(cè)壓力，側(cè)壓力的計算公式為

當v/T＜0.035時，h=0.22+24.9v/T;

當v/T＞0.035時，h=1.53+3.8v/T;

式中：P－新澆混凝土對模板產(chǎn)生的最大側(cè)壓力（kPa）；

h－有效壓頭高度（m）；

v－混凝土澆注速度（m/h）；

T－混凝土入模時的溫度（0C）；

γ－混凝土的容重（kN/m3）；

K－外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時區(qū)K=1.0，摻外加劑時K=1.2；

根據(jù)已知條件：

因為v/T=2/25=0.08＞0.035，

所以h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.08=1.834m

最大側(cè)壓力為：

P=1.2×24×1.834=52.8 kN/m3；

檢算強度時載荷設(shè)計值為：

1.3.2.3 砼對頂模產(chǎn)生的壓力。砼對頂模產(chǎn)生的壓力由砼的重力和澆注的側(cè)壓力組成：

重力P1=γδ=24 kN/m3×1m=24 kN/m2，其中δ為澆注砼的厚度。

由于圓弧坡度變小，取澆注速度為1m/h.

因為v/T=1/25=0.04＞0.035

所以h=1.53+3.8v/T=1.53+3.8×0.04=1.68m

側(cè)壓力為：

P2=kγδ=1.2×24×1.68= 48.4kN/m2

P3=kγδ=1.2×48.4+1.4×4.0= 63.7kN/m2

所以頂模受到的壓力為

Pb= P1+P2=24+63.7=87.7kN/m2

可知頂模受到壓力Pb＞邊模受到的壓力Pa.

1.3.2.4 臺車的結(jié)構(gòu)自重，影響不大，不計入檢算載荷。

1.3.3 側(cè)模和頂模的檢算。通過對側(cè)模和頂模的面板和弧板的強度和剛度檢算，來驗證臺車模板的強度和剛度是否滿足受力要求。側(cè)模面板和頂模面板的支撐結(jié)構(gòu)相同，因為頂模面板受混凝土重力作用所受壓力略大，所以只需檢算面板的強度和剛度是否滿足要求。面板由間距250mm的槽鋼支撐，因此可以簡化為0.25m的簡支梁，來對面板進行分析[3]。

1.3.4 面板驗算。

1.3.4.1 面板強度計算。

面板厚度為12mm，面板受到的最大壓力為：

面板的抗彎模量（一節(jié)模板寬1.5m）

面板所受的最大彎矩力為：

面板受到的彎曲應(yīng)力為：

所以面板的強度滿足使用要求。

1.3.4.2 面板的剛度計算。

面板的慣性矩

所以面板的剛度滿足要求。

1.3.5 加強槽鋼檢算。槽鋼的兩端固支，受均力q2=p×0.25=19.5KN/m；

最大彎矩在跨中

M=（1/24）×ql2=19.5×22/24=3.25kN·m

加強鋼槽采用槽12，抗彎模量查表得w=11.74×10-6m3

槽鋼所受的最大彎曲應(yīng)力δ=Mmax/w=3250/（11.74×10-6）=153Mpa＜181Mpa

槽鋼慣性矩查表得I=71.03×10-8m4

最大撓度

1.3.6 弧板檢算。

弧板寬280mm，材料為δ12鋼板，模板連接梁最大間距為1874mm。

弧板受力模型可設(shè)為受均布力的簡支梁，跨距l(xiāng)=1.9m，均布力q3=pa×2/2=69kN/m

抗彎模量w=bh2/6=0.012×0.26/6=5.2×10-4m3

因此弧板的強度滿足要求。

因此弧板的剛度滿足要求。

通過以上計算校核，此針梁液壓臺車力學性能滿足本工藝的施工要求。

圖3 鋼模臺車施工工藝流程圖

2 結(jié)束語

為了確定工藝效果，組織人員對排洪臥管混凝土質(zhì)量及施工效率進行檢查，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。通過分析得出直徑為3.6m的排洪臥管，每10m排洪臥管安裝人力資源由85工日下降到35工日，施工效率得到明顯的提升。排洪臥管內(nèi)表面出現(xiàn)麻面的情況得到了有效控制，出現(xiàn)頻率大幅下降，提高了整個臥管施工的質(zhì)量。