某24米箱梁模板设计.doc

24 米 箱 梁 模 板 中铁大桥局集团第六工程有限公司 王贵明 晏敬东 摘要：秦沈客运专线20m、24m单箱单室预应力砼简支箱梁，在铁路上大量采用尚属首次。月牙河制梁场在箱梁的内、外模设计和施工中进行了一些有益的探索。通过319孔箱梁的生产实践检验，效果良好，方案是可行的。 关键词：箱梁，模板，设计与安装。 一、工程概况 沈客运专线是我国第一条按200Km/h行车速度设计的新建铁路，其客车最大时速可达250Km/h以上，是我国铁路建设史上的标志性工程。中铁大桥局谷城桥梁厂承担了该线上月牙河特大桥的319孔箱梁的制造任务。其中24m双线箱梁309孔，20m双线箱梁10孔。 秦沈客运专线后张法双线箱梁是我国首次在铁路上采用大截面、大体积结构。因此，针对后张法双线箱梁，铁道部制定了《预制后张法预应力混凝土简支梁技术条件》、《桥梁制造与架设施工技术细则》、《秦沈客运专线桥梁工程质量检验评定标准》及《预制后张法预应力混凝土简支梁静载试验方法及评定标准》等。这些标准和规范与原T梁箱比，具有设计和制造标准新，科技含量高，吊梁、运梁、存梁的精度要求高，检验验收标准严等特点。因此，对箱梁模板的设计，制造与安装，提出了较高的要求。 二、24米箱梁的主要技术参数 秦沈客运专线24m双线后张法预应力混凝土单箱简支梁,为单箱单室等高度箱梁。梁全长24.6m；跨度24.0m；梁高为2.0m；桥面宽度为12.40m。梁体腹板采用斜截面形式，其坡度为1:10。箱梁底板宽度：中间部分为6.12m，梁端为6.52m。顶板厚度为30cm，底板厚度25cm，梁端底板加厚至55cm。腹板中段厚度为45cm，梁端加厚至85cm，箱梁内最大净空高度145cm。梁端设横隔墙，隔墙上进人孔净高为90cm。其跨中截面尺寸如图1.1：梁体混凝土强度等级为C48，弹性模量为35GPa，一片(孔)梁混凝土体积为204.3m3。桥面防水层采用氯化聚乙烯防水卷材和聚氨脂防水涂料共同构成的TQF-I型防水层，桥面保护层采用C38纤维混凝土。一片(孔)梁设计总重达567.1t。 三、箱梁模板 24m双线整孔预制箱梁模板由底模、内模、外侧模和端模组成。内模、外模、台座总体布置见图1.2。 (一)、制梁模板制造及安装要求 模板应具有足够的强度、刚度和稳定性，确保箱梁在施工过程中，各部位尺寸及预埋件的准确，并在多次反复使用下不产生影响梁体外形的刚度。模板的支撑必须支承在可靠的基础上，做好基底的防水和防冻措施，模板及支撑的弹性压缩和下沉度必须满足设计要求。后张梁应根据设计要求及制梁的实际情况设置反拱。 根据秦沈客运专线预制后张法预应力混凝土简支梁技术条件和桥梁工程质量检验评定标准规定的模板安装允许偏差如下： a、全长：±10mm； b、高度：±5mm； c、上翼缘(桥面板)内外侧偏离设计位置：+10mm，-5mm； d、底板、顶板厚度：+10mm，0； e、腹板厚度：+10mm，-5mm； f、腹板中心偏离设计位置：10mm； g、底板平整度(每米)：2mm； h、模板垂直度(每米)：3mm； I、相邻模板错台：2mm； j、模板表面平整度(2米)：3mm； k、模板接缝处缝隙：≤1mm； l、支座板位置处任意两点高差：≤1mm； m、四支座中心相对高差：≤2mm； n、底板反拱度：±2mm； o、端模预留孔道偏离设计位置：≤3mm。 (二)、底模 箱梁一次灌注混凝土重量达530多吨，加上梁体模板重达90多吨和每平方米1.5KN的施工荷载，底模每延米荷载达27吨以上。为使底模板刚度大且满足受力均匀的要求，底模面板采用12mm厚的钢板与槽钢组成井字型整体焊接结构，利用钢结构底横梁将底模受力传递到台座基础。井字型结构分段制作，便于调整其平整度和底模的反拱度。底模的反拱设置根据底模的分段呈折线布置，同时为了将模板受力均匀地传递给基础，采用了三点支撑的工字型底横梁，与混凝土地基有效地结合成整体，既增加了底模的刚度，也增加了混凝土条形地基的横向刚度，同时节约了钢材的用量。横梁的间距为800mm。底模板断面见图1.3。底模与侧模的密封采用燕尾橡胶条进行密封, 底模与端模的密封采用海绵橡胶条进行密封。 (三)、外模 箱梁的梁高2m，上翼板悬挑宽度达3m，侧模板同时承受灌注混凝土的侧向压力和上翼板混凝土的竖向压力以及施工荷载。为保证混凝土的密实，还须在侧模上设置振动器。为保证梁体混凝土外侧的平整和光滑，采用刚度较大的整体侧模。侧模由面板、面板加劲槽钢、面板加劲立带、侧模支腿、调节支撑和调节拉杆组成。模板加劲立带的设置，确保了侧模双向受力的刚度；面板加劲槽钢的采用，节约了钢材的用量，还增加了侧模的纵向刚度；侧模立腿的使用，改变了侧模上翼的悬挑受力为简支受力的受力方式。考虑到侧模刚度大，侧模立腿受力不匀，为保证在上翼板混凝土灌注时侧模不发生变形，增设立腿调节支撑和调节拉杆， 通过调节支撑来保证侧模立腿的支撑高度，通过调节拉杆来对侧模立腿预施荷载压力，来保证侧模在混凝土灌注施工时的双向受力稳定。外模结构见图1.4。 外侧模板的分块和安装： 为减少模板拼装时间，外侧模两端变截面4.3m段做成一段，中间16m作一节，不再拆除。只在梁体起吊前，将外侧模立腿调节支撑松掉，模板向外略倾斜，使模板脱离梁体混凝土面。待梁体张拉、吊运后外侧模复位，复位时不再用吊机，只需用立腿支撑调节，打紧钢楔, 模板即安装到位.端部变截面4.3m段因梁体张拉压缩，变截面模板须脱开混凝土面，以免造成梁体混凝土外观克损，其方法是将横梁上支承侧模板的活动刀口铁的销轴抽掉，使活动刀口铁向下转动，即可使模板完全脱离梁体。模板复位只需用千斤顶将模板顶起，转动活动刀口铁，插上销轴后模板落位，然后调节支腿高度，打紧钢楔，模板即安装到位。侧模面板端部采用刨光，使模板接缝密合。模板接缝外侧用海绵橡胶条加木板条，木楔进行密封。 外模特点: 1、外侧模采用了整体连接的方式（除两端块外），施工方便快捷。减少了侧模之间的连接工作量，缩短了立模、拆模工序作业时间。避免了连接件易丢失的现象。 2、降低了工人的劳动强度，消除了原分块模板缝易漏浆等质量问题，因而改善了梁体外观。 3、外侧模立柱撑杆的使用，使立模、拆模更加方便，模板的垂直度、高度等调节更加快速，并精确度高。 4、采用了刀口铁与钢楔联合组件，避免了跑模的问题。 5、侧模面两端刨光，使模板之间的接缝均小于1mm，并且采用燕尾橡胶条和海绵橡胶条密封，使箱梁表面基本上没有漏浆、接缝及错台。箱梁表面质量较好。 (四)、内模 24m箱梁的中间段箱室高度为1450mm，箱室净宽却达5500mm，箱顶混凝土高度达387mm，箱室底宽为4670mm；梁端箱口高度为900mm，梁端箱口净宽为4070mm，箱室截面尺寸变化大，中间17.4m为等截面段，梁端3.6m段为变截面段，同时秦沈客运专线预制后张法箱形梁技术条件规定：模板的最大变形不大于2mm，箱梁底板、顶板厚度的误差+10，0mm，腹板为+10，-5mm，因此给内模制造和安装带来很大困难。现场采用两种内模方案。 1、液压式内模 液压式内模有二种.一种是液压整体收缩抽拔式内模。其方案是设立内模纵梁，把整个内模按顶板和侧模铰接为三大块或多块，利用液压顶伸缩完成内模支模和拆模，利用整体内模床来支撑内模。它的优点是：钢模整体性好；整体刚度大；表面平整光洁；混凝土表面平整、美观；容易保证梁体外观尺寸；支模和拆模时可一次整体完成，减少劳动用工和减轻工人的劳动强度。其缺点是：由于精度高，带来加工制造困难，用钢量大，使用维修难度大，模板投资大，其箱体内油顶设置多，难以保持同步运动，因而使内模易变形，模板变形后难以修复