组合式路面板模具设计与振动效果研究论文_龚斌

摘要：本文重点介绍了组合式砼制路面板模具的设计方案，并结合客户生产现场情况，对与混凝土管片混合生产时，混凝土塌落度、振动时间、振捣力三者对路面板构件质量影响进行说明。

关键词：组合式；路面板模具；模具设计；振动效果；

引言

组合式路面板是一种用砼制作的预制构件，可以像拼图一样进行组合，路面宽度按照模数可调，以便于进行模块化、标准化设计；路面板可应用于公园小路、各种广场，人行道、步行街等，亦应用在可重复使用临时道路，使用组合式路面板可减少建筑资源的浪费，有利于降低成本，损坏后便于更换，更有利于缩短施工周期。组合式路面板可实现工厂化预制，现场进行拼装，已成为我国市政工程建设及工程施工现场应用的一种趋势。

一、组合式路面板结构

路面板采用板块式拼接形式进行组合，每块尺寸为4000*2000*250mm，预制板形式分为6种，每块板上设置8个吊点，正反各4个，用于构件起吊。每块板采用纵向咬合口为顺向布置，横向咬合口为交错布置，缝宽20mm。

如图1所示，预制板的安装顺向为：第一列由下到上依次为①—②—③，第二列由下到上依次为④—⑤—⑥，第三列由下到上依次为⑥—⑤—④，第四列由下到上依次为③—②—①，以此类推。

图1 路面板平面布置图及单块路面板照片

二、路面板模具的设计

路面板模具设计时应综合考虑构件的形状特点及流水生产线的运转情况，浇筑工位高度，养护窑门宽度，工人最舒适的操作高度，及模具的刚度和强度，同时能够保证所生产的构件质量。

1、路面板模具总体设计

路面板模具由两块端模、两块侧模、一个底模组成，端、侧、底模采用板焊件制作而成，表面金加工成型后进行组装，为了防止漏浆，端、侧模加工时需加工密封槽，组装前在槽内安装密封条，确保不会漏浆，模具采用8.8级M30螺栓锁紧。考虑到路面板模具要在管片流水线上运转，且浇筑高度必须与管片一致，故底模下面安装了配有轮系的底架，满足流水线运转要求。

模具总长与原管片模具总长保持一致，长4.3m，宽2.23m，高度1.23m，每6台模具为1组，模具数量根据构件使用量及工期情况进行计算，一般将5号板模具多配几台。

图2 模具结构图及成品模具图片

2、模具的开闭合方式

模具采用四面打开的方式实现脱模。考虑到工人操作方便、工位空间、构件顶部和底部均有倒角等特点，采用滑轨平移打开方式。

3、模具的振动方式

路面板在原盾构管片流水线上生产，原管片振动采用附着式振动，为了便于工人操作、方便管理，模具设计时仍采用附着式振捣，根据构件混凝土方量及构件大小情况，选用意大利索迈VSP6623振动器，每台模具配3台振动器，通过软管接入分气包上，使用时仅需将气管接头接入模具上，开通气源后即可振动。

4、路面板模具的预埋吊钉安装方式

4.1底部吊装孔的设计及安装方式

在底模上按照图纸要求攻M10螺纹，通过螺纹连接将半球型芯模橡胶件固定于模具内腔。如图3所示，先安装半球型芯模橡胶件，再将吊钉插入芯模橡胶件内，最后放置钢筋笼，钢筋笼放置完毕后再用细铁丝将吊钉与钢筋笼绑扎，防止振捣过程中移动。待混凝土凝固后，脱模时直接拔出。

图3 底模上安装半球型芯模橡胶件及吊顶

4.2顶部吊装孔的设计及安装方式

在模具的两个侧模之间，安装了2根固定杆，主要防止模具浇筑过程中出现胀模现象，同时也为固定脱模预埋件，固定杆采用100*100mm角钢，每根角钢上按照图纸上吊装点的位置预留2个φ12的孔，用于安装半球型芯模橡胶件。使用时钢筋笼入模后，先将两个固定杆安装在侧模上，再将半球型芯模橡胶件安装在固定杆上，最后将吊钉插入芯模橡胶件内，吊钉固定好后即可浇筑混凝土，待混凝土凝固后，先拆除固定杆，同时半球型芯模橡胶件一起脱掉。

三、影响路面板构件振动效果主要因素

影响路面板构件振动效果的因素主要取决于坍落度大小、振动时间长短、振动力大小，并且三者相互关联。

1、塌落度

由于路面板是在管片生产线上生产，路面板采用C40混凝土，而管片采用C50混凝土，考虑到同时生产时配合比不断更换会严重影响两种构件的质量，经与设计单位沟通，调整钢筋用量，将路面板混凝土调整为C50，塌落度按照管片生产要控制在70-100mm；由于管片内弧面是圆弧形，有利于混凝土流动，但路面板模具底部为平面，塌落度需适量加大，考虑到蒸养时间问题，经多次试验，塌落度选择100mm时浇筑状态最佳。

2、振动时间

一般混凝土管片浇筑时间约为3～4分钟，振动时间低于3min，混凝土振捣不充分，密实效果不佳，振动时间过长，混凝土出现过振离析情况；经过多次试验路面板振动时间控制在3.5分钟构件脱模后质量非常好。

3、振动力大小

根据路面板构件混凝土方量及构件大小、模具重量等因素，采用意大利索迈VSP6623振动器，每台模具配3台振动器，振动器参数见表1，V型布置在底模底部，振动力的大小取决于振动频率，振动器的频率是根据振动器的进气量大小变化的，经试验进气量在6时，振动频率约为12500RPM，此时振动效果最佳。

表1振动器参数说明

塌落度大小、振动时间长短、振动力大小与是影响振动效果的三个关键因素，并且三者相互关联。振动时间短，混凝土振捣不充分，密实效果不佳，振动时间过长，混凝土出现过振、离析；塌落度过大，不易凝固，构件不能及时脱模，影响生效效率；坍落度太小，混凝土流动性太差，导致振动时间长，时间长了又导致生产效率降低。

四、小结

路面板模具研发完成后，已成功在济南、石家庄等工程中得到了应用，该模具具有操作便捷、设计合理、精度高、寿命长等特点，生产构件时与客户一起多次试验研究塌落度大小、振动时间长短、振动力大小之间三者之间对路面板构件质量的影响，最终在三者之间找到了一个平衡点，生产出优质路面板构件，得到了客户和业主的广泛好评。用模具生产出来的路面板产品可应用于公园、广场、人行道、步行街、临时路段等，构件可拆卸、便于更换、外观整齐美观，具备可观的生产效益和经济效益。

论文作者:龚斌

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/2

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