摘要：武汉动车段是武汉至广州客运专线的配套工程，本项目框架箱涵长度大，单座箱涵长度达500多米，并且合同工期紧张。传统的施工方法难以在满足高质量标准的前提下保证工期目标。本项目创新性的采用移动模板台车施工箱涵，获得成功。本文对模板台车的研究开发、施工方法作了介绍，对该项技术的运用进行了总结，对类似工程具有一定的借鉴意义。
关键词：箱涵 模板台车 技术
1 概述
模板台车常见用于隧道工程的二次衬砌施工，作为模筑混凝土的内模。涵洞施工常用木模、组合钢模满堂支架施工。
武汉动车段是全国最大的动车段，该项目设计框架箱涵共4座，共计1576.68横延米。铁路、公路中一座涵洞通常只有十几米至几十米长，而武汉动车段最短的涵洞也有345.55米，如同短隧道。武汉动车段工程内容包含站场路基、涵洞、轨道、房屋、四电等，合同工期18个月。如此巨大的工程量，如此短的工期，科学、合理的施工组织和施工方案至关重要。施工中研制开发了移动模板台车，并将台车成功运用于箱涵的施工，提高了涵洞的实体质量，大大缩短了工期，取得了丰富的经验和显著的成果。箱涵采用台车施工的技术，国内同类工程中未见报道，具有创新性。
2施工方案比选
涵洞施工常用木模、组合钢模满堂支架施工，施工周期较长，需要探索快捷的施工方法。考虑到本项目涵洞长度较长，如同一座座短隧道，可以尝试将隧道施工的台车技术延伸运用到涵洞中，并进行方案比选。
涵洞施工方案比选
根据比选情况表明，在工期紧、工程量大的情况下，模板台车法的立模快捷、周转性强这些优点更具有吸引力。构件虽然重，一次拼装就可以循环使用，可以采用吊车安装。台车全部采用钢构件，费用相对较高，在保质量、保工期的大前提下，费用略高也是可以接受的。经过项目部专题会议研究决定，采用移动模板台车法施工箱涵。利用施工准备期和征地拆迁未完成的时机，研发、加工模板台车。
3 移动模板台车的研制
3.1 台车的功能要求
为了施工方便，研制的台车需要满足以下要求：刚度满足抗变形要求；移动方便；脱模和支模简便；模板表面平整；2.5m和3m孔径的通用可能等。
3.2 模板台车的设计
3.2.1 模板台车的设计思路
根据台车的使用要求，台车设计需解决的问题及思路如下：
（1）如何满足刚度要求？
思路：采用工字钢、槽钢等型钢构成台车骨架，钢板做面板，槽钢做内外模的加径肋，满足刚度要求。
（2）怎样实现移动方便？
思路：台车的整体移动，可设计有轨走行系统，电力驱动。
（3）如何实现脱模、支模？
思路：可以设置千斤顶，通过千斤顶的伸缩实现支模、脱模。
（4）如何保证内外模板平整度？
思路：内、外模尽可能采用大块钢模板拼装，尽量避免采用小块模板，处理好接缝，满足平整度要求。
（5）如果不同孔径涵洞需要共用台车，如何实现通用？
思路：2.5m和3m孔径的通用问题，可在顶部中间设置宽度0.5m的调节模板，加装调节模板施工较大孔径涵洞。
3.2.2 模板台车的定型
经充分考虑各项要求，同时尽可能降低台车费用，定型的模板台车如下：台车由模板、内支撑架、走行系统组成。内支撑架通过液压千斤顶和丝杆千斤顶与模板连接，通过千斤顶的伸缩调节实现模板的内收和外伸。走行系统由车轮和电动系统组成，在24Kg/m小轨道上行走，实现台车的灵活移动。
模板台车全长12.5m，一个施工循环可以施工3节涵身（4m/节）。每隔1.5m设置一道内支撑，主骨架大梁采用H30型钢；内、外模板面板采用6mm钢板加工，模块化加工成便于组合的定型钢模板，单块面积原则上不小于4平方米，现场组装，采用14号槽钢做竖向加径肋。构件间的连接多采用栓接。在模板顶部和底端加径肋处设置钢拉杆，采用Φ28mm圆钢加工成拉杆，进行内、外模的整体固定。
投入使用的模板台车
4 主要施工方法和要点
4.1 主要施工方法
采用模板台车施工箱涵，主要按以下步骤和程序进行：
第一步：涵洞基坑开挖和垫层施工，模筑底板钢筋混凝土，混凝土浇至边墙底部倒角以上30～50cm。混凝土浇筑前，按1m间距布设Φ50mmPVC管作为拉杆预留孔，预留孔位于倒角以上10cm，用于固定外模。
第二步：在底板上原位拼装台车及走行轨，拼装、调整内模至设计位置。
第三步：绑扎顶板钢筋。
第四步：拼装外模板，对称分节吊装外模板，通过顶部和底部的钢拉杆加固内、外模。
第五步：边墙和顶板混凝土浇筑、养护。
第六步：混凝土养护至拆模强度后，松开拉杆，拆除外模，调节台车千斤顶丝杆使内模内收，使内模脱模。
第七步：启动台车驱动系统，沿走行轨道前行至下一施工段。调节台车千斤顶丝杆使内模外伸，使内模就位。
第八步：钢筋绑扎完成后，吊车分节吊装外模。
第九步：边墙和顶板混凝土浇筑、养护。
此后，第六～九步循环，逐段完成涵洞施工。
4.2 施工要点
(1)台车骨架及内模拼装
台车构件运到现场后，在先成型的涵洞底板上进行台车拼装。模板台车拼装时先内侧后外侧，先骨架后面板自下而上进行。
框架涵底板砼浇注完成后，在底板上精确放出模板位置，安装台车的走行轨道并加以固定，安装台车车轮及底部大梁，再安装台车支撑骨架和调节杆，最后安装台车面板。采用吊车起吊，安装过程中，模板接缝处用双面海绵胶条相连接，顶紧挤压海绵胶带，以便控制接缝的宽度，防止混凝土浇筑过程中出现漏浆现象。
（2）外模拼装
外模采用组合钢模板拼装，背部设加径肋，采用14号槽钢。外模在现场拼装，分3个节段（4m，4m，4.5m）拼装成型。在内模台车拼装合格，涵体钢筋骨架绑扎验收完成后，进行外模分节吊装，采用汽车吊进行对称安装。外模底端采用钢拉杆与台车内模进行固定，两侧外模顶部采用拉杆对拉加固。模板接缝处用双面海绵胶条相连接，顶紧挤压海绵胶带，以便控制接缝的宽度。合模前必须将模板内杂物清理干净，涂刷优质的脱模剂，确保涵身的外观质量。
（3）模板台车的拆模和移动
在满足混凝土强度的条件下，遵循先外模后内模的拆除顺序。对于不承重的外模板，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆模板而受损坏，可采用汽车吊配合人工拆模；当涵体混凝土达到设计强度70%时，可以调节模板台车千斤顶丝杆，使台车模板整体脱离混凝土面2～3cm。沿着走行轨整体推移至下一个施工段。
5 关键技术及创新点
台车施工涵洞具有创新性。台车一般在隧道施工中常用。武汉动车段采用模板台车施工铁路涵洞，国内同类工程施工中未见报道，属于创新。
自带走行机构，移动方便。台车安装有车轮和电动系统，在轨道上行走自如，移动起来很方便，机械化程度高。
具有通用性，不同孔径箱涵通用。在台车顶部设置0.5m宽调节模板，通过加装（或拆除）该调节模板，可轻松实现涵洞的模板台车通用（例如2.5m和3m孔径）。
模块化设计，构件主要采用栓接，便于安装和拆解，方便周转到其它工程项目中使用。
6 研究结论
与传统的木模、组合钢模满堂支架法相比，长大箱涵采用移动模板台车施工具有较大的优势。经研究和实践表明，移动模板台车施工箱涵具有以下特点：
（1）采用模板台车能提高箱涵尺寸精度和外观
台车采用型钢和钢板加工而成，刚度大，变形小，整体性好，不易跑模。面板采用4平方米钢模拼装而成，接缝少，减少漏浆和接缝外观缺陷。提高了箱涵的尺寸精度，外观质量也大大提高。
（2）采用模板台车能提高混凝土耐久性
模板台车整体性好，稳定性强。通过计算，仅在外模的顶部和底部设置少量拉杆，内外模无需钻孔布置拉筋，避免在涵洞边墙上留下大量的拉筋孔，提高混凝土的耐久性（若边墙设置大量拉筋孔，易造成孔洞周边钢筋锈蚀，孔洞易造成渗漏水）。同时，也减少了孔洞漏浆，提高了涵洞的外观质量，也节省了大量的拉筋。
（3）模板台车移动方便，机械化程度相对较高，劳动强度小
模板台车在第一个施工段拼装合格到位，模板接缝打磨平整。在后续使用时，台车采用电动沿走行轨道开行至下一施工节段，外模整体吊装前移。机械化程度高，劳动强度小，同时还节省劳动力。
（4）模板台车脱模方便
完成一个施工节段后，需要模板台车进入下一个施工节段时，只需将支撑丝杆按一定顺序微调内收，就可以使模板脱离已浇注混凝土面，而不必将模板逐一拆解。
（5）模板台车移动就位快捷，大幅提升立模速度，加快了施工进度
模板台车采用电动走行系统，快捷移动至下一施工节段，只需与上一节段涵身砼接头处顶紧密贴，通过对支撑丝杆进行调节，就能使模板精确就位。传统木模和组合钢模需要搭设满堂支架，逐块拼装模板，逐块标高调整，逐块支撑固定，需要花费较多劳力和工期。采用模板台车较好地克服了这些缺陷，大幅度缩短了立模的时间，节省了劳动力，加快了施工进度。
现场实践情况表明，从台车脱模到移动至下一节段定位、外模安装完成，耗时不超过12小时，较木模、组合钢模施工缩短立模时间2～3天。对于模板台车周转，台车通常3～4天可以完成一个施工段，而组合钢模、木模则需要6～8天时间。按此计算，DCDK2+050涵洞缩短工期5个月。
（5）周转使用性好
模板台车采用型钢和钢板加工而成，刚度大，抗变形能力强，不仅在同一座箱涵中可以循环使用，还可以在同一项目的不同箱涵中周转使用，并且还可以在本工程项目完工后转运至其它工程项目周转使用。
（6）经济性
以DCDK2+050涵洞为例，涵长517.84横延米，若采用木模施工，模板及支架费用需要23万元；采用台车施工，台车费用30万元，费用略微高一点，考虑到台车的残值，基本相当。若采用台车周转施工2座这样的涵洞，模板费用可节省16万元。周转次数越多，经济性越明显。
7 推广运用前景
武汉动车段距武汉站2.5km，全长2.83Km，最宽处为520m，占地2130亩，是全国最大的动车段。该项目设计框架箱涵共4座，共计1576.68横延米。最短涵洞345.55横延米，最长涵洞517.84横延米，孔径2.5m和3m两种。涵洞全部采用移动模板台车施工，缩短了工期5个月，实现了工期目标；提高了涵洞的外观和实体质量，得到质量监督管理部门的充分肯定。武汉动车段工程被湖北省建设工程质量安全协会评为2011年“楚天杯”优质工程，下一步申报国家优质工程奖。本技术成果取得了良好的社会、经济效益，具有较高的推广价值。
动车段（所）箱涵、水利工程涵洞（隧洞）、铁路车站箱涵、对混凝土外观、尺寸、耐久性要求较高的客运专线箱涵，采用移动模板台车施工，具有明显的优势，很值得推广。
8结束语
武汉动车段是武广高铁重要配套工程，与武广高铁同步建设。铁道部要求武广客专2009年投入正式运营。同属配套工程的广州动车段在2009年不具备投产的可能，如果动车段不投产，武广高铁每天运营的大量动车组就没有维护、保养和检修的场所，无法保证其安全、正点、高效运营。武汉动车段参建单位不负众望，克服困难，创造条件，按期建成并投产，为武广高铁运营创造了前提条件，为武广高铁的安全运营提供了可靠保障。涵洞采用移动模板台车施工，这一技术的探索和成功运用，对于武汉动车段的建设功不可没。
参考文献：
[1]TZ 213-2005《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》
[2]TB 10203-2002《铁路桥涵施工规范》
[3]铁建设【2005】157号《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》
[4]铁建设【2005】160号《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》
[5]刘君强 《钢结构设计规范与钢结构设计计算、安装技术实用手册》.安徽文化音像出版社. 2003年11月
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。