北京新机场航站楼及综合换乘中心 (指廊) 工程坐落于永定河北岸, 北京市大兴区榆垡镇、礼贤镇和河北省廊坊市广阳区之间。总建筑面积约30万m², 其中地下建筑面积约5.6万m², 地上建筑面积约24.5万m²。工程由中南、东南、东北、西北、西南共5座指廊组成, 其中最大的中南指廊建筑面积约10万m²。此外, 京霸高铁 (S1) 、新机场线 (S2) 及R4线 (S3) 3条轨道交通隧道穿过中南指廊地下, 3条轨道交通的建筑面积约2.1万m²。工程地下1层, 地上3层 (中南指廊3层, 其余指廊2层) , 檐口高20m, 实际开工日期为2016年3月15日, 计划竣工日期为2019年7月15日。

本工程设有国内远机位候机厅、国内远机位到达厅、VIP休息区、办公、安检、机房、登机口、酒店、中转等待厅等各类用房, 同时含有售票、银行ATM、电话、保险、邮局、更衣、服务、储藏、餐饮、购物等配套商业服务设施。工程首层平面如图1所示。

本工程3条轨道交通隧道的长度均>400m, 其外墙厚1 300mm, 内墙厚300mm, 最高墙体为11.55m, 属于超长、超高混凝土墙体施工范畴, 因此, 为了减少水平施工缝留置和增强混凝土墙体浇筑的整体性, 经过比选分析, 隧道墙体模板采用木工字梁直墙定型大模板体系, 使墙体混凝土一次浇筑到位。

隧道墙体模板的原设计方案是按照传统做法设计的, 即采用钢质大模板或木质大模板。钢质大模板的优点是周转次数多、刚度大、整体性好、可满足一次性浇筑要求, 缺点是造价高、质量大;木质大模板的优点是周转次数较多、造价低、质量小、灵活性高, 缺点是刚度小、安全性差、施工周期长。考虑到现场塔式起重机的起吊质量, 经过计算和比对, 2种常规模板形式都不适合工程实际需要, 无法同时实现项目工期目标和成本目标。因此, 最终选用刚度大、质量小、安装简洁、混凝土成型效果好的木工字梁直墙定型大模板体系。

木工字梁直墙定型大模板体系由胶合板、木工字梁、槽钢背楞、连接爪、吊钩等构件组成, 其结构合理、经济适用、标准化程度高, 适用于各类造型的混凝土结构工程, 如图2所示。

单块模板中胶合板与木工字梁 (竖肋) 采用自攻螺钉连接, 木工字梁与双槽钢背楞 (横肋) 采用连接爪连接。在木工字梁两侧对称设置2个吊钩, 用于起吊安装。2块模板间采用芯带连接, 并用插销固定。模板受力合理、均衡, 充分保证了模板的整体性。

1) 木工字梁直墙定型大模板体系的构件间均为工具式连接, 操作简单方便、施工速度快。

2) 模板体系周转次数多, 每次使用前重点检查板面质量。当有损坏时只需更换面板, 便可再次周转使用, 维护方便, 与散拼模板体系相比, 节约了木材用量, 更加绿色环保。

3) 与钢质大模板相比, 该模板体系单位质量小、刚度大, 现场塔式起重机满足吊装要求, 而且可以拼装各种样式, 最高可达12m, 灵活性较强。

4) 2块模板间采用芯带连接, 衔接紧密、方便。模板平整度容易控制, 不易产生错台, 混凝土浇筑成型后观感效果好。

5) 可以减少施工缝留置, 提高混凝土结构的完整性, 提升结构安全性, 满足混凝土一次性浇筑到位的施工需求。

轨道交通隧道混凝土墙体较高, 浇筑侧压力较大。配制模板时混凝土浇筑侧压力为500N/m², 浇筑速度≤1m/h。混凝土入模的坍落度控制在160mm, 混凝土分层浇筑, 每层浇筑高度为400mm, 施工过程中注意控制混凝土的浇筑速度。

根据3条轨道交通隧道墙体的不同高度, 木工字梁直墙定型大模板配制高度分别为9.30, 9.80, 10.3m。面板厚度均为18mm, 竖肋采用80mm×200mm木工字梁, 最大间距≤300mm, 横肋采用双[12, 最大间距≤1 200mm。面板与木工字梁之间采用自攻螺钉连接, 木工字梁与双槽钢背楞采用连接爪连接。对拉螺杆采用15高强拉杆, 材质为45号钢, 最大布置间距≤1 200mm。每块模板单独编号, 方便现场查找和拼装。配制后的木工字梁直墙定型大模板质量约为60kg/m², 满足塔式起重机吊装要求。

1) 模板与模板连接节点2块模板之间通过芯带连接, 当模板之间直接拼缝时, 采用图3a所示“拼缝1”做法。当模板之间不能拼在一起时, 则增加拼缝模板, 用芯带压住拼缝模板, 采用图3b所示“拼缝2”做法。

2) 阳角连接节点模板阳角采用2块模板直接拼接而成, 2块模板间通过钢销把阳角对拉器固定在槽钢背楞上, 再通过斜拉杆连接成一体。阳角处模板通过45°斜拉杆连接, 角部合成企口形式, 能够保证阳角部位不跑模、不漏浆, 如图4所示。

3) 阴角连接节点模板阴角采用定型角模连接, 定型角模和直墙模板再用芯带和钢销连接固定, 保证接口处严密, 不跑模、不漏浆, 如图5所示。

4) 木工字梁接高和吊钩节点由于配制的模板较高, 木工字梁需接高才能满足施工需要。木工字梁接高只需将2段木工字梁通过连接板和4根螺栓连接固定即可, 快捷方便。模板吊钩使用钢板和圆钢焊接而成, 钢板上开孔与木工字梁通过螺栓连接。为了保证木工字梁和吊钩的受力均匀, 与吊钩相连的木工字梁和周边木工字梁采用15拉杆连为一体。

5) 调节缝板节点在阴角附近设置长约200mm的调节缝板, 角模通过调节缝板连接大块直墙模板, 如图6所示。模板安装过程中先安装角模和大块直墙模板, 调整模板就位后根据剩余尺寸安装调节缝板。模板拆除时先拆除调节缝板, 然后再拆除直墙模板, 最后拆除阴角模板。

使用木工字梁直墙定型大模板体系后发现, 该模板体系强度和刚度均满足施工要求, 混凝土一次性浇筑到位, 减少了水平施工缝留置和后续处理工序, 提高了施工效率, 缩短了工期。拆模后混凝土表面平整光滑、色泽一致、线条顺直、尺寸准确且无蜂窝、麻面、露筋、夹渣等质量缺陷。模板单位质量较小、成本低、周转次数多, 施工中模板拼缝规律、顺平、阴阳角部位方正、无破损, 一次验收合格率达100%。混凝土成型效果理想, 得到业主和监理单位的一致好评。

木工字梁直墙定型大模板体系拼缝少、面积大、实用性强, 可以根据结构样式拼装使用。模板体系承载力大、刚度大、质量小、不易变形、安装灵活方便、缩短工期。各种构件、配件标准化程度高、通用性强、模板可以反复使用、施工成本低、适用于体量较大工程。与散拼木模板体系相比, 该模板尺寸准确性高、施工中减少了模板加工与切割、模板受力更加均衡、避免了资源浪费、减少了建筑垃圾的产生, 施工质量和施工安全均得到保证。木工字梁直墙定型大模板体系非常适用于超长、超高混凝土结构工程。