如何解决预制混凝土空心板的厚度缺陷？
近年来，橡胶胶囊作为一种制孔工具，广泛应用于混凝土构件的预制，尤其是桥梁梁(板)的预制。作为芯模(或内模)，它具有替代钢内模的巨大潜力。它重量较轻，结构简单，安装拆卸方便，更适合混凝土施工连续性的要求。特别是橡胶胶囊的结构形式和种类，近年来得到了极大的丰富。它们不再局限于圆形截面结构，还可以做成多边形和不规则异形截面结构。产品丰富，功能增加，逐步取代笨重的钢内模是合理的。但橡胶胶囊最大的缺点是刚性不足，比钢模板更容易上浮。作为芯模(或内模)，充气后其表面会向外膨胀，使原来的平面凸起。如果制造工艺更差，如胶囊壁内轮胎帘线(或轮胎网)分布不均匀或橡胶厚度不均匀，会造成充气后胶囊局部鼓包，橡胶芯模板上浮，导致预制梁板厚薄不均。预制梁(板)顶板作为桥面行车道上车辆荷载的承载板，如果厚度不均使其局部超薄，或者顶板局部厚度严重不足，将会影响桥梁的使用寿命甚至车辆的行驶安全。虽然圆形截面的橡胶芯模已经得到了广泛的应用，但是多边形和不规则形的橡胶芯模(或内模)仍然没有完全取代钢模板的作用，就是这个原因。笔者根据自己多年的施工经验和对混凝土空心板、橡胶芯模的研究，针对橡胶芯模施工的多边形、不规则截面空心板的缺陷，找到了解决空心板厚度缺陷的方法，并总结出来与广大桥梁工程、土木工程施工和研究人员共同探讨。
在南疆某国道的多座桥梁上部结构中，设计了大量的20米后张预应力混凝土空心板，先预制，先简支后连续。预应力混凝土空心板箱为对称八边形。为了提高工作效率，内模采用橡胶胶囊芯模，其截面结构如下:
按照既定的施工工艺，空心板混凝土分两次浇筑成型，第一次浇筑底板混凝土，采用平板振动器振捣密实。然后安装芯模囊和抗浮压力棒，抗浮压力棒采用I80-100工字钢制作，间距1-1.5m，然后给囊充气，加抗浮压力块，最后对称浇筑腹板和顶板混凝土。这种构造的结果是底板的厚度和均匀性可以得到保证，但是腹板和顶板的厚度不均匀(图3)。仔细观察发现，在压块位置芯模下凹顶板厚度超厚，但腹板较薄；芯棒在煤球之间是凸起的，厚度基本相反。分析有三个主要原因:
1.橡胶芯模是柔性的。充气后表面有较大的张力，顶部压缩凹陷部分的侧面会凸起，而顶部未压缩部分正好相反，呈现凸侧凹；
第二，抗浮压杆穿过压块和芯模胶囊。
第三，混凝土的浇筑顺序形成了二次凹凸效应。先压缩后下压第一个倾倒位置，使胶囊内的气体流向后面的倾倒位置，并在此处凸起。
不难看出，中空板厚薄不均是芯模囊的凹凸效应造成的，芯模囊的凹凸效应主要是抗浮压块与芯模囊接触面积小，没有形成面接触。为了解决空心板厚薄不均的问题，必须尽量增大压块与芯模囊的接触面积，提高芯模囊的整体刚度。
根据这个想法，我们对芯模胶囊的顶面施加压力。在芯模顶部32cm宽的平面范围内，先后用木块或木条来增加煤饼与芯模胶囊的接触面积，但效果并不理想，因为木板太厚会影响芯模胶囊的几何尺寸，太薄容易变形，木板容易嵌在顶部混凝土中，不方便拆卸。后来竹胶板的效果有了很大的提升，但还是不太理想；最后通过重量和刚度对比实验，确定采用300mm×1500mm×5mm钢板较为理想。首先，5mm钢板厚度小，在胶囊和顶板混凝土之间加层不会影响芯模和空心板箱室的结构尺寸；其次，钢板刚性高，能有效加强芯模胶囊的刚性；第三，这个尺寸的每块钢板都很轻(只有17.66kg)，便于人工安装和拆卸；第四，顶板混凝土不埋入，钢板顶面刷脱模剂，使钢板在芯模胶囊放气后能靠自重自动落下；第五，施工方便:芯模胶囊安装时，钢板放在胶囊顶部，芯模胶囊充气后钢板随胶囊浮动到位，可手动调整，并加抗浮压杆和垫块。当拆卸时，钢板由于其自身重量随着芯模胶囊的放气而落下，保留在胶囊上并与胶囊一起被拉出。
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