轻型悬臂模板推广应用

1、轻型悬臂大模板在巴江口水电站工程中的推广应用吴弟和（中国水利水电第九工程局，贵州 贵阳 55001）摘 要：闸坝式水电站水工建筑物多为墩墙结构，它的特点是结构面直、长、高，非常适合大块模板施工。现场拼装组合小钢模结构有强度较低、易变形、拼装繁琐、材料消耗大、工人劳动强度大、不利于快速施工、混凝土面平整度差的弊端；大型悬臂模板自重大，拆升需用门机或其它大型提升机械，占用机械吊运混凝土入仓时间，影响施工进度；轻型悬臂大模板有重量轻、型式多样、拆装方便、工人劳动强度小、工作效率高，少占用大型起重机械等优点，有利于快速施工，特别适合建设工期短、工程量大类似巴江口水电站的闸坝工程。关键词：巴江口水电站；

2、闸坝工程；轻型悬臂大模板；大型悬臂模板；组合小钢模板；1工程概况广西桂江巴江口水电站位于广西壮族自治区桂林市平乐县境内大发乡桂江中游巴江口村上游1.5km处，是一座以发电为主、兼顾航运、灌溉、水产养殖、旅游等的综合利用的大（2）型水利工程，水库总库容1.85×108m3，电站装机容量3×30MW。枢纽总体布置沿坝轴线从左到右为：左岸接头重力坝，长93m；100t级船闸，宽24m；河床式电站厂房，长80m；溢流坝，长169.4m（9孔溢流坝方案）；右岸接头重力坝，长58.6m。枢纽布置沿坝轴线全长425m；混凝土总量约50万m3。2 模板工程规划巴江口水电站水工建筑物有：左右

3、岸重力坝、船闸、闸坝式厂房、9孔墩墙式溢流坝。针对巴江口水电站水工建筑物多为墩坝式结构，结构面多为直面，适合使用大块模板，巴江口水电站工程项目部组织设计使用了轻型悬臂大模板。 根据墩墙结构特点设计的轻型悬臂模板有重量轻、型式多样、拆装方便、工人劳动强度小、工作效率高，少占用大型起重机械等优点。轻型悬臂大模板面板采用P3015型模板或定型钢模拼装而成，模板的支撑系统采用100×50×3mm矩形方钢、48脚手架钢管焊接成三角形桁架、预埋螺栓锚筋、模板顶部拉筋，面板的铅直度调整通过设置在模板上的拉筋螺栓来控制。按结构型式分有：直墙平面型、圆弧墩头曲面型、门槽折线型；按面积分有：4

4、.5 m2、9 m2、18 m2、27m2等多种类型。3 轻型悬臂大模板设计 在水电施工行业使用已久的现场拼装组合小钢模结构有：强度较低、易变形、拼装繁琐、材料消耗大、工人劳动强度大、不利于快速施工、混凝土面平整度差的弊端，随建筑物的升高还需要搭设安全防护平台。推广应用较长的大型悬臂模板需要汽车吊、门机等大型起吊设备的配合才能使用，大型悬臂模板施工在加快混凝土入仓强度、线型、外观质量控制较好，一次性消耗材料少，工人劳动强度低，需要人力少，自身设有三层安全平台，在施工安全方面有保障，由于大型悬臂模板自身重量大，在没有大型起吊设备的部位不能使用，同时占用门机等大型起吊设备吊运混凝土入仓时间。介于上

5、述两种模板的利弊，中水九局巴江口水电站项目部设计了重量轻、模板强度能满足施工要求，型式多样、拆装方便、一次性消耗材料较少，投入人工较少，且劳动强度小、工作效率高，少占用大型起重机械，有利于快速施工等诸多优点的轻型悬臂大模板。3.1荷载设计主要考虑两种荷载：结构荷载及施工荷载。结构荷载主要为砼的侧压力，按浇筑温度10，砼平均浇筑速度0.4m/h的状况查表，确定最大侧压力为2.7t/m2。施工荷载主要为振荡砼时产生的荷载0.1t/m2；为便于计算及考虑结构加工，按均布荷载q=2.8t/m2取值。3.2结构受力计算 结构受力分析简图如见右图：结构排间距为0.75 m经计算，最大弯矩出现在跨中支座处，

6、弯矩为0.125ql2,即0.51 tm。杆2受承受的最大轴压力为ql，即2.94 t。杆2受承受的最大轴压力为2.53 t。支座反力（即拉筋受力）为ql，即2.94t。3.3材料强度校核杆1选用100×50×4矩形方钢，所能承受的最大弯矩为M=W=235×24085×10-7=0.57 tm。4 轻型悬臂大模板使用方法4.1轻型悬臂大模板的拆装采用安装在仓内的提升架上悬挂的手拉葫芦牵引或采用门机、汽车吊、履带吊；轻型悬臂大模板的固定系统由预埋螺栓锚筋、锥形连接螺栓和高强度锁紧螺帽组成。4.2 工作原理为：预埋锚筋埋设在混凝土表面下约20cm处，由16m

7、m钢筋加工而成，其头部加工成标准螺纹，并与锥形连接螺栓连接，高强度锁紧螺栓穿过焊接在模板背部矩形钢上的角钢支座后，与露在模板外的锥形连接螺栓另一头连接、锁紧，从而将轻型悬臂大模板固定在老混凝土上，收紧锁紧螺栓，可使模板面板紧贴在老混凝土结构面。4.3 预埋螺栓锚筋的安装：轻型悬臂大模板提升、固定后进行预埋螺栓锚筋的安装。在面板上口设有预留孔洞。将锥形连接螺栓穿入预留孔洞并与螺栓锚筋连接，用高强度锁紧螺栓将锥形连接螺栓和螺栓锚筋一起固定在模板的支撑系统上。4.4 轻型悬臂大模板进行初调平、调直后，吊垂线检查模板的垂直度，模板垂直度调整时，应考虑到浇筑混凝土时模板有微小的外倾变形，事先可将模板上口

8、向内倾5mm。悬臂大模板拉筋的焊接与普通模板拉筋施工要求一致。拉筋焊接完成后，进行模板水平度与垂直度的细调整，根据调整要求收紧拉筋固定螺帽，所有工序完成后在模板内侧或上口设置支撑，以防止浇筑中模板拉筋受混凝土冲击、使模板向内发生倾斜。4.5 在混凝土浇筑过程中，混凝土上升速度不大于50cm/小时，在采用台阶法施工时，应注意混凝土台阶高度，施工现场技术人员应根据混凝土允许间歇时间、仓面埋件及钢筋网布置情况等因素决定，一般台阶高度应小于50cm，铺料宽度在满足允许铺料时间的前提下，尽量采用宽台阶，做到台阶分明以防止模板变形。采用机械平仓时，模板附近不得采用机械平仓推料，防止混凝土平仓机械挤压模板拉

9、筋造成模板变形，模板附近必须采用人工平仓。混凝土振捣时，模板边沿应使用小功率振捣器振捣，振捣器距模板距离应大于20cm，并严格控制振捣时间，防止过振、欠振或漏振。4.6 轻型悬臂大模板的拆卸、上升主要采用安装在仓内的提升架上悬挂的手拉葫芦牵引；提升装置由手拉葫芦（35t）、支杆、支杆支撑系统组成（详见附图），每块模板拆卸、上升须使用23套提升装置同时进行操作。具体操作过程为：将支杆立模板边缘，有条件的应与仓内钢筋焊接成整体，将支杆支腿分开撑好，将支杆固定钢丝绳固定在可靠的固定点上，收紧上好绳卡，挂上手拉葫芦。每块轻型悬臂大模板的吊环不少于两个，加宽1.5m增加一吊环,吊环应选择焊在轻型悬臂大模

10、板背面的方钢上,一般选用18以上的圆钢制成。轻型悬臂大模板拆卸前收紧手拉葫芦并派专人看护，在模板获得向上的拉力后，在专人看护下，操作工人员慢慢的至下而上的顺序，拆除模板底部高强度锁紧螺栓及模板各处的拉筋螺栓，收回上一仓预埋的锥形连接螺栓。拆除过程中应敲击模板使模板与混凝土剥离。各处的锁紧螺栓拆除完后，收紧手拉葫芦使模板与混凝土完全脱离，并使模板底部预留孔洞上升到预埋锥形连接螺栓处，套上高强度锁紧螺栓并锁紧，模板固定后，逐一将所有模板底部锥形连接螺栓套上高强度锁紧螺栓，完成初调平后进行拉筋的焊接施工。并根据仓面情况设置水平或斜向支撑。5 使用过程控制5.1、轻型悬臂模板准备使用前，应注意检查各连

11、接部位是否连接牢固，检查锥形连接螺栓与高强度锁紧螺栓是否因反复使用，造成螺纹损伤。严禁使用病、残、缺、螺纹打滑的螺栓。5.2、在高处使用轻型悬臂模时应按规定挂装安全网，模板拆卸、上升时应疏散模板下方其他施工人员、确认无人后方可进行，采用仓内自制提升装置牵引上升时，各提升装置应步调一致，模板上升速度应平稳。5.3、手拉葫芦及支杆支腿、固定钢丝绳应定时检查，发现隐患必须处理并经检查合格后方可使用。5.4、不允许将模板作为电焊接地线使用，防止加快模板各焊点的电化学反应，模板外侧有施工人员操作而仓内须进行电焊施工时，应加强监控，防止模板外侧施工人员发生意外。5.5、严禁野蛮装卸、野蛮施工，未经允许在模

12、板上乱穿孔、或改装模板或改装模板、应定期检查板间固定螺栓、松动的应立即旋紧。5.6施工场面的模板应妥善保管，严禁将模板当作加工平台，模板局部变形时可用木锤敲击校正，变形过大的应查明原因，调整作业方法并校正或更换变形模板。6 轻型悬臂大模板的使用与经济、性能对比6.1巴江口水电站工程项目部自购标模8172m2，其中制成轻型悬臂大模板300块2700 m2，特制墩头圆弧模板24块300 m2，工程局转来悬臂模大板59套531 m2 。截止2004年12月底巴江口水电站工程，在船闸使用轻型悬臂大模板达13000 m2，使用率达89%；在左岸重力坝、厂房、一期溢流坝、厂坝导墙等部位使用轻型悬臂大模板面

13、积达15100 m2，减少施工成本约40万元。6.2散装组合小钢模、轻型悬臂大模板、大型悬臂模板的经济、性能对比计算依据：按当前水电建筑施工市场行情计算，钢模5500元/吨，钢材4000元/吨，加工费1500元/吨，人工工资30元/人、天，其它费用不计。三种模板经济对比表 单位：90m2名 称散装组合小钢模轻型悬臂大模板大型悬臂模板重量（9m2/块）450 kg800kg1500 kg人工费按3 m2/人工计，10元/ m2按6人工组合安装10块90m2/天计，2元/ m2按6人工组合安装10块90m2/天计，2元/ m2消耗性材料拉筋、螺栓、一般消耗性材料，15元/ m2拉筋、螺栓、一般消耗

14、性材料，10元/ m2预埋螺栓锚筋，6.5元/ m2机械费转运材料使用机械0.2元/ m2安装、拆出使用机械0.2元/ m2每次提升使用机械20元/钩计，2.2元/ m2模板摊消费周转20次计，13.9元/ m2周转50次计，11元/ m2周转50次计，16元/ m2合计39.1元/ m223.2元/ m226.7元/ m2三种模板性能对比表 单位：90m2名 称散装组合小钢模轻型悬臂大模板大型悬臂模板上升方式人工拆装手拉葫芦提升大型机械提升占用机械不占不占占用使用劳动力30个人工6个人工6个人工使用机械不用手拉葫芦2个大型机械一台班劳动状态强度大一般轻松模板利用率低高高一次性材料消耗多少少模板强度差一般好施工速度慢快快混凝土外观质量有跑模变形、错台、漏浆等现象个别变形现象有较少错台现象6.3 经济效益巴江口水电站工程适合使用轻型悬臂大模板的建筑物有：左、右重力坝，船闸，厂房，9孔溢流坝等，面积约60000 m2，轻型悬臂大模板与散装组合小钢模相比，节约成本15.9元/ m2，合计954000元；少进场施工人员约80人，减少各项管理费开支约50000元；经济效益非常明显。6.4建筑物外观质量 经现场直观比较，使用了轻型悬臂大模板的部位，混凝土表面光滑、平顺，无跑模