箱涵模具怎么预制?大断面涵节的钢模与蒸养
我的判断是:预制箱涵比现浇省的不是材料,是工期和外观质量,前提是钢模验收和蒸养曲线两关必须把住。钢模看板厚和内模抽芯方式,蒸养看升温速率。先去预制场量模具、看养护坑,再谈单价。
箱涵模具这东西,在市政排水工程里算是大块头的预制装备了。上个月一个做市政管廊的朋友找我,说工地要三公里排水箱涵,孔径四米乘三米,项目经理在纠结现浇还是预制,问我的意见。我干过两年预制场,这种大断面涵节的做法,门道不在混凝土,在模具和养护。
预制涵节是工厂里用钢模一节一节浇出来的,单节长两米左右,两头带企口,运到工地像搭积木一样对接。你肯定见过高速公路边的排水涵洞,内壁光溜溜没有模板拼缝印的,八成就是预制的。现浇的箱涵内壁全靠木模竹胶板支出来,蜂窝麻面躲不掉。这就决定了预制这条路,模具得按钢模配,塑料模那个壁厚撑不住四米跨度。
箱涵钢模具长什么样?内外模怎么拆才是关键
箱涵钢模具分外模、内模、底座三块,内模能不能顺畅抽出直接决定一节涵节要占模多久。外模是八毫米钢板围合的大框架,内模做成可收缩的整体芯子,拆模先收内模再开外模。
先说外模。大断面涵节的外模面板我们用的是八毫米钢板,四周法兰边加二十号槽钢做骨架,两米一节的长度方向分成两块对拼,中间用螺栓加定位销锁死。板厚别省。我见过一家厂为了压价用六毫米板,浇了不到两百节,侧板中间就鼓出去五毫米,浇出来的涵节侧面成了鼓肚,验收直接卡住。回厂加焊加强筋补救,花的钱比当初省下的板费多三倍不止。
内模才是箱涵模具的灵魂。小截面的涵管可以整体抽出,大断面的箱涵不行,四米乘三米的内芯根本没法直接往外拽。行业里普遍的做法是内模分块带铰接收放机构,或者用液压收模:拆模时先把四个角往里收,整个内芯缩下去十几厘米,再整体拖出来。好一点的内模配行走轮和卷扬,抽芯十几分钟搞定,差一点的得几个工人拿撬棍伺候半天。买模具的时候,别光看外模面板多厚,一定要问清楚内模收芯机构是液压还是丝杆、抽芯要不要拆螺栓。一个字都不肯说清楚的厂家,八成内模就是焊死的死芯子。
底座容易被忽视,但它管两件事:一是涵节底部企口的成型精度,二是模内振捣的支撑。底座槽钢上要留振捣棒插入口,不然三米深的腔体光靠附着式振捣器,底角振不密实。我们场里的规矩是底座槽钢每年校平一次,误差超两毫米就上机床重新铣。
选购环节如果想系统了解报价构成和验收门道,可以看看这篇预制构件模具怎么选不花冤枉钱的文章,里面对板材、焊缝、变形量的验收写得很细,箱涵模具同样适用。
蒸养温度曲线怎么走?我在预制场记过一组数
大断面涵节蒸养走四段:静停三小时、升温每小时不超过十五度、恒温五十八度左右保持五小时、降温每小时十度以内。曲线走对了,一天脱模;走错了,涵节表面全是微裂纹。
去年秋天我在一个预制场跟过两个月蒸养,拿温度计记录了十几节的完整曲线。静停阶段就是浇完先搁着,让混凝土初凝,这时千万别急着送汽,三小时左右看坍落度损失完了再开始升温。升温是最容易出事的阶段,我们控制在每小时升十二到十五度。有一回锅炉工图快,两小时把坑温拉到六十度,第二天那节涵节吊出来,侧壁一道道龟裂纹,跟干涸的河底一个样,整节降级处理,赔了两万多。
恒温段控制在五十五到六十度之间,别追高。C40混凝土在这个区间水化最快,再往上升强度增长并不成比例,蒸汽费倒是一路涨。恒温保持四到五小时,然后降温,每小时降十度以内,坑温和外面气温差控制在二十度以内才揭罩。夏天好办,冬天揭罩前得先小开缝闷一闷,不然冷风一激,表面温度应力直接把棱角崩裂。
这套曲线走下来,加上布料振捣和收光,一节两米长的箱涵从浇筑到出坑大概二十四到三十小时。自然养护的话,冬天要等六七天才能拆模,模具周转率差出一个量级。所以产量大的预制场都配常压蒸汽锅炉加养护罩,帆布罩子压边,蒸汽管从底部送进去。养护坑比养护罩效率更高,但建坑得挖半米深的地槽,小场子往往先上罩子凑合。
顺带提一句,蒸养这套参数在圆管上同样成立,就是恒温时间可以短一点,因为管壁薄。有兴趣可以看看水泥管模具那篇,里面对离心和悬辊工艺的养护差异讲过,跟箱涵静置浇注又是两条路子。
现浇和预制箱涵比,到底差多少钱
预制箱涵单方成本比现浇贵一成半左右,但工期快一半以上,质量也稳,三公里以上的线性工程基本都该选预制。短距离零星段才是现浇的天下。
我按朋友那个项目帮着粗算过一笔账,摊到每米涵洞上大致是这个水平,数字是经验估算,各地人工材料价不同,看个相对关系就行:
| 对比项 | 现浇箱涵 | 预制箱涵 |
|---|---|---|
| 混凝土单方成本 | 基准 | 贵一成到一成半 |
| 每延米综合工期 | 四到五天 | 一到两天(吊装对接) |
| 内壁质量 | 拼缝印、气泡难免 | 光面,外观验收省心 |
| 前期投入 | 支模架料为主 | 模具摊销或租模费 |
| 雨天影响 | 停工 | 场内照常生产 |
说句带偏向的结论:预制确实比现浇强一截,这是我跟下来几个项目的感受,尤其雨季施工,预制场里下雨照浇,工地只管吊装。现浇唯一稳赢的场景是零星的几节、或者地形破碎吊车进不去的沟段。现浇那套支模拆模的门道,在这篇现浇模具施工全攻略里讲得比较全,两条路线都该心里有数,跟分包谈判才不会被单方面牵着走。
模具是租还是买也得算。一套四米孔径的箱涵钢模,市场价大概十几万到二十来万,看内模配置。你的工程量不到三百节,别买,找周边预制场租模或者直接订成品涵节。三百节以上,自购模具的摊销才划算。这话我跟我那位朋友也说过,他最后订了成品,省了模具占地和养护场地的麻烦。
回到开头那个问题。三公里的排水箱涵,我的答案一直是预制,前提是把两件事做在前面:模具到场先量板厚、验内模抽芯,别等鼓模了才发现;蒸养曲线贴在锅炉房墙上,静停够时数,升温别冒进。模具和养护这两关把住了,预制箱涵就是又快又稳的活。
常见问题
箱涵模具一套多少钱,主要贵在哪?
常见四米以下孔径的两米节钢模,市场价大概十几万起步,内模带液压收芯的要往上加两三万。贵就贵在内模机构和法兰精度上,外模面板反而是小头。询价时让对方把内模收放方式写进合同。
没有蒸汽锅炉,冬天能做预制箱涵吗?
能,但慢。可以搭帆布棚用电热风或者热风机烘,坑温拉到三十到四十度撑住强度增长就行,脱模时间拉长到三到四天。量小可以这么凑合,天天出节的话电费比蒸汽贵,还是上锅炉划算。
涵节脱模强度要达到多少才安全?
行业普遍做法是同条件试块到设计强度的七成以上,C40的话差不多二十八兆帕再拆,吊装预埋件区域的混凝土必须够硬。急着出坑压到十五兆帕就脱的,企口棱角十有八九掉块。
箱涵模具用多久会报废?
保养得当的钢模浇八九百节没问题,报废大多不是磨坏,是变形:法兰锁不紧漏浆、内模收芯机构旷了。每浇五十节左右拿塞尺查一遍合缝,漏浆缝超过零点五毫米就得修。