曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置的设计与应用

王丽东

（中交一公局海威工程建设有限公司，北京 101100）

0 引言

在早期的预制梁场曲线段预制边梁翼缘板侧模施工中，实际存在一些突出问题，包括施工精度低、翼缘板质量差、施工效率低等。设计一种调节曲线段预制边梁翼缘板弧形的调节装置，可提高预制边梁翼缘板侧模安装精度和施工效率，提高翼缘板施工质量，提高现场施工人员施工效率和操作便捷性。该调节装置在曲线段预制边梁施工中具有广泛的应用价值。本文对该调节装置的设计与应用进行介绍。

1 原有曲线段预制边梁翼缘板弧形调节方法

在公路、桥梁等施工过程中，桥梁上部结构工程施工经常会采用预制梁形式，预制梁通过钢筋、混凝土和预应力等组成基本的支撑体。在桥梁的预制梁施工过程中，一般先施工完成预制梁的梁体，然后在梁体的上端施工边梁翼缘板，边梁翼缘板的施工需要借助设置在梁体两侧的侧模，以定位边梁翼缘板的施工位置、宽度以及弧形等[1]。施工现场实际调节预制边梁翼缘板弧形的侧模原来通常采用10块4m长，20cm高、5mm厚的条形钢板利用焊接措施拼接而成，施工人员在每块4m长的钢板上，每间隔2m通过人工尺量方式，利用短钢筋焊接固定，钢筋一端焊接在钢板上，另一端焊接在预制梁翼缘板模板上，通过钢板条折线拼接手段调节预制边梁翼缘板弧形。采用此种调节措施，曲线预制边梁翼缘板弧形定位精度差。由于侧模节段较多，采取短节段拼装曲线翼缘板易形成折线形状，翼缘板线形施工质量差，无法保证边梁翼缘板宽度，影响整体桥梁宽度。施工人员需要在模板和钢板上焊接大量的短钢筋，当曲线参数变化时需要重新安拆钢板和焊接钢筋，调整位置，打磨模板上焊点，大大增加施工人员工作量，降低施工人员施工效率[2]。

2 曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置的设计要点

原有技术中存在当桥梁曲线半径发生变化时，预制的边梁翼缘板的弧形也要进行调整，相应的侧模需重新定位焊接，条形钢板需重复安拆工作，操作难度大，且降低施工效率等问题。本曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置设计的目的在于提供一种预制梁翼缘板侧模装置，以解决原有技术存在的问题。

如图1和图2所示，设计一种预制边梁翼缘板侧模弧形调节装置，包括翼缘板侧模板以及调节装置。

图1 预制边梁翼缘板弧形调节装置正视图

图2 预制边梁翼缘板弧形调节装置侧视图

调节装置由竖向角钢架、横向角钢架和固定螺栓组成，横向角钢架设置滑动槽用于调整位置，调节刻度盘控制调节位置。调节装置固定设置，翼缘板侧模安装在调节装置上，且翼缘板侧模板面的一侧与调节装置横向角钢架连接，侧模板能够在调节装置上沿垂直于侧模板板面的方向移动；侧模板移动到位时，调节装置能够与侧模板相对固定。本装置的侧模板能够在调节装置上沿预制梁的宽度方向移动，从而在桥梁平曲线半径发生变化，边梁翼缘板的弧形也要调整时，可直接通过调节装置调整侧模板在梁的宽度方向的位置即可，不需要拆卸整体的预制梁翼缘板侧模装置，相比现有将焊接的侧模板进行重新拆卸安装的方式，操作更简单方便，提高了施工方便性及施工效率。

翼缘板侧模安装在预制边梁翼缘板的施工端面（例如T型梁的上端端面）上，翼缘板侧模沿预制梁的长度方向延伸，且翼缘板侧模的板面垂直预制边梁翼缘板的施工端面，垂直于翼缘板侧模板面的方向即是预制边梁翼缘板的施工端面的宽度方向。

调节装置的固定设置是将调节装置固定在预制梁的梁体模板的侧面上。

在使用预制边梁翼缘板侧模装置时，将两个预制边梁翼缘板侧模装置相对设置在预制边梁翼缘板的施工端面的两侧。其中，每个预制边梁翼缘板侧模装置的调节装置固定在预制梁的梁体模板的侧面上，使调节装置固定，翼缘板侧模沿预制梁的长度方向设置在预制边梁翼缘板的施工端面的一侧，翼缘板侧模的板面与预制边梁翼缘板的施工端面垂直，调节翼缘板侧模在调节装置上沿垂直于翼缘板侧模板面的方向（即预制边梁翼缘板的施工端面的宽度方向）移动，使翼缘板侧模处于预制边梁翼缘板的施工端面的相应宽度位置，调节到位后，将翼缘板侧模通过调节装置固定；此时，两个预制梁翼缘板侧模装置的翼缘板侧模之间的区域即为翼缘板的预制区域，可在该区域内进行翼缘板的预制。在桥梁曲线半径发生变化时，施工图纸曲线调节参数即发生改变，边梁翼缘板的弧形也要调整时，可直接通过调节装置调整翼缘板侧模在预制梁宽度方向的位置即可。在实际施工时，调节装置应当安装在翼缘板预制区域的外侧，即翼缘板侧模未设置调节装置的侧面面向预制边梁翼缘板的施工端面的中心设置，以避免调节装置影响到翼缘板的施工。

翼缘板侧模一般为钢板，长条的钢板在长度方向上具有一定的柔性。调节装置沿翼缘板侧模的长度方向每2m间隔设置1个，每个调节装置可带动其对应的翼缘板侧模的位置进行调整，所以可采用一条翼缘板侧模通过调节装置形成弧形，弯曲位置平滑过渡，施工成形的翼缘板外观更加美观。

调节装置包括竖向角钢架和横向角钢架，竖向角钢架固定设置，翼缘板侧模安装在横向角钢架上。横向角钢架沿垂直于翼缘板侧模板面的方向上设置有滑动槽，竖向角钢架上设置有固定螺栓，固定螺栓穿设在滑动槽内，横向角钢架能够带动翼缘板侧模沿滑动槽相对竖向角钢架移动，使固定螺栓处于滑动槽的不同位置，相当于固定螺栓沿滑动槽滑动，以实现翼缘板侧模的位置调节。且在移动到位时，固定螺栓能够将横向角钢架固定在竖向角钢架上。

竖向角钢架用于与梁体模板连接，可以是焊接的形式，以实现预制梁翼缘板侧模装置与预制梁的固定。横向角钢架的滑动槽的延伸方向为垂直于翼缘板侧模板面的方向，即预制边梁翼缘板的施工端面的宽度方向。固定螺栓包括螺杆和固定螺母，螺杆的一端穿过滑动槽与固定螺母连接。螺杆在固定螺母上旋进时，能够将竖向角钢架和横向角钢架抵接固定；螺杆在固定螺母上旋退时，横向角钢架与竖向角钢架可相对移动，此时，可对翼缘板侧模的位置进行调节。

竖向角钢架为横截面L型的角钢，角钢的一侧边用于与待施工件固定连接，另一侧边设置有固定螺栓。横向角钢架为横截面L型的角钢，横向角钢架的一侧边所在的平面与待施工件的平面平行，角钢的另一侧面设置有滑动槽。

预制梁翼缘板侧模装置的横向角钢架上沿垂直于翼缘板侧模板面的方向设置有调节刻度盘。如图2所示，横向角钢架上在螺杆头部的中心位置设置定位基准线（三角箭线），以定位基准线为调节翼缘板侧模的位置零点（调节初始位置），按照设计曲线参数，通过调节横向角钢架，确定翼缘板侧模的最终调节尺寸位置。

3 曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置的应用

曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置如图3所示，在横向角钢架上设置调节刻度盘，调节刻度盘上设置刻度线，固定螺栓中心位置设置定位基准线（三角箭线），以定位基准线为调节翼缘板侧模位置零点。按照设计翼缘板侧模尺寸位置，通过调节横向角钢架，确定翼缘板侧模最终调节尺寸位置，拧紧固定螺栓，将翼缘板侧模位置固定，较原有预制边梁翼缘板侧模弧形通过人工尺量定位方式，提高了翼缘板侧模定位精度。

图3 曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置

本设计翼缘板侧模采用通长，20cm宽，5mm厚的条形钢板，形成翼缘板侧模整体连续，纵向间隔2m位置处设置一个翼缘板弧形调节装置。通过翼缘板调节装置确定翼缘板侧模曲线参数调节位置，调节翼缘板弧形曲线，翼缘板弧形整体连续，较原有采用4m长条形钢板拼接而成翼缘板侧模的方式，提高了边梁翼缘板弧形整体圆顺度和外观质量。

翼缘板侧模采用通长条形钢板，翼缘板侧模通过间隔2m调节装置固定。桥梁曲线半径发生变化时，仅需调节横向角钢架确定调节刻度盘位置，拧紧固定螺栓，固定翼缘板侧模位置，实现翼缘板侧模精确定位，较原有预制边梁翼缘板侧模采用焊接定位方式，可有效避免翼缘板侧模重复安拆工作，操作简单方便，提高了施工方便性及施工效率。

4 调节装置的应用效果分析

曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置采用40m长、20cm宽、5mm厚钢板和21套70mm×70mm×4mm角钢调节装置，钢材耗费：40×0.2×0.03925+21×0.5×0.004372=0.3599t，按照市场价4300元/t计算，钢材费用共计1547元，焊条、螺栓等辅助材料耗费共计265元，加工该调节装置需要1名熟练焊工加工2天，人工费共计600元，本曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置加工人工、材料成本合计2412元，该调节装置摊销折旧率较低，可重复使用。调节一片预制边梁翼缘板曲线常规方式需要2名熟练焊工施工2h，按照8小时/工日计算，调节一片预制边梁翼缘板曲线人工成本为150元，采用本调节装置需要1名工人施工0.1h，人工成本4元，调节每片预制边梁翼缘板曲线人工成本降低97%，降幅比例极大；施工经济性可观，应用价值高。

5 结束语

综上所述，使用曲线段预制边梁翼缘板弧形调节装置可提高翼缘板侧模定位精度，提高边梁翼缘板弧形整体圆顺度和外观质量，消除质量缺陷，操作简单方便，提高施工方便性及施工效率，降低施工成本。该调节装置克服了目前大多数预制厂预制边梁翼缘板曲线调节存在的缺点，适用性强，是目前曲线段预制边梁翼缘板弧形调节中较先进的设计装置；调节装置设计成本极低，适用性、经济性和先进性高，具有更高的应用价值。