箱梁模板設(shè)計詳解.doc

一、工程概況沈客運(yùn)專線是我國第一條按200Km/h行車速度設(shè)計的新建鐵路，其客車最大時速可達(dá)250Km/h以上，是我國鐵路建設(shè)史上的標(biāo)志性工程。中鐵大橋局谷城橋梁廠承擔(dān)了該線上月牙河特大橋的319孔箱梁的制造任務(wù)。其中24m雙線箱梁309孔，20m雙線箱梁10孔。秦沈客運(yùn)專線后張法雙線箱梁是我國首次在鐵路上采用大截面、大體積結(jié)構(gòu)。因此，針對后張法雙線箱梁，鐵道部制定了預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁技術(shù)條件、橋梁制造與架設(shè)施工技術(shù)細(xì)則、秦沈客運(yùn)專線橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁靜載試驗(yàn)方法及評定標(biāo)準(zhǔn)等。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范與原T梁箱比，具有設(shè)計和制造標(biāo)準(zhǔn)新，科技含量高，吊梁、運(yùn)梁、存梁的精度要求高，檢驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)等特點(diǎn)。因此，對箱梁模板的設(shè)計，制造與安裝，提出了較高的要求。二、24米箱梁的主要技術(shù)參數(shù)秦沈客運(yùn)專線24m雙線后張法預(yù)應(yīng)力混凝土單箱簡支梁，為單箱單室等高度箱梁。梁全長24.6m;跨度24.0m;梁高為2.0m;橋面寬度為12.40m.梁體腹板采用斜截面形式，其坡度為1：10.箱梁底板寬度：中間部分為6.12m，梁端為6.52m.頂板厚度為30cm，底板厚度25cm，梁端底板加厚至55cm.腹板中段厚度為45cm，梁端加厚至85cm，箱梁內(nèi)最大凈空高度145cm.梁端設(shè)橫隔墻，隔墻上進(jìn)人孔凈高為90cm.其跨中截面尺寸如圖1.1：梁體混凝土強(qiáng)度等級為C48，彈性模量為35GPa，一片(孔)梁混凝土體積為204.3m3.橋面防水層采用氯化聚乙烯防水卷材和聚氨脂防水涂料共同構(gòu)成的TQF-I型防水層，橋面保護(hù)層采用C38纖維混凝土。一片(孔)梁設(shè)計總重達(dá)567.1t.三、箱梁模板24m雙線整孔預(yù)制箱梁模板由底模、內(nèi)模、外側(cè)模和端模組成。內(nèi)模、外模、臺座總體布置見圖1.2.(一)、制梁模板制造及安裝要求模板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，確保箱梁在施工過程中，各部位尺寸及預(yù)埋件的準(zhǔn)確，并在多次反復(fù)使用下不產(chǎn)生影響梁體外形的剛度。模板的支撐必須支承在可靠的基礎(chǔ)上，做好基底的防水和防凍措施，模板及支撐的彈性壓縮和下沉度必須滿足設(shè)計要求。后張梁應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求及制梁的實(shí)際情況設(shè)置反拱。根據(jù)秦沈客運(yùn)專線預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁技術(shù)條件和橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模板安裝允許偏差如下：a、全長：10mm; b、高度：5mm;c、上翼緣(橋面板)內(nèi)外側(cè)偏離設(shè)計位置：+10mm，-5mm;d、底板、頂板厚度：+10mm，0; e、腹板厚度：+10mm，-5mm;f、腹板中心偏離設(shè)計位置：10mm; g、底板平整度(每米)：2mm;h、模板垂直度(每米)：3mm; I、相鄰模板錯臺：2mm;j、模板表面平整度(2米)：3mm; k、模板接縫處縫隙：1mm;l、支座板位置處任意兩點(diǎn)高差：1mm; m、四支座中心相對高差：2mm;n、底板反拱度：2mm; o、端模預(yù)留孔道偏離設(shè)計位置：3mm.(二)、底模箱梁一次灌注混凝土重量達(dá)530多噸，加上梁體模板重達(dá)90多噸和每平方米1.5KN的施工荷載，底模每延米荷載達(dá)27噸以上。為使底模板剛度大且滿足受力均勻的要求，底模面板采用12mm厚的鋼板與槽鋼組成井字型整體焊接結(jié)構(gòu)，利用鋼結(jié)構(gòu)底橫梁將底模受力傳遞到臺座基礎(chǔ)。井字型結(jié)構(gòu)分段制作，便于調(diào)整其平整度和底模的反拱度。底模的反拱設(shè)置根據(jù)底模的分段呈折線布置，同時為了將模板受力均勻地傳遞給基礎(chǔ)，采用了三點(diǎn)支撐的工字型底橫梁，與混凝土地基有效地結(jié)合成整體，既增加了底模的剛度，也增加了混凝土條形地基的橫向剛度，同時節(jié)約了鋼材的用量。橫梁的間距為800mm.底模板斷面見圖1.3.底模與側(cè)模的密封采用燕尾橡膠條進(jìn)行密封， 底模與端模的密封采用海綿橡膠條進(jìn)行密封。(三)、外模箱梁的梁高2m，上翼板懸挑寬度達(dá)3m，側(cè)模板同時承受灌注混凝土的側(cè)向壓力和上翼板混凝土的豎向壓力以及施工荷載。為保證混凝土的密實(shí)，還須在側(cè)模上設(shè)置振動器。為保證梁體混凝土外側(cè)的平整和光滑，采用剛度較大的整體側(cè)模。側(cè)模由面板、面板加勁槽鋼、面板加勁立帶、側(cè)模支腿、調(diào)節(jié)支撐和調(diào)節(jié)拉桿組成。模板加勁立帶的設(shè)置，確保了側(cè)模雙向受力的剛度;面板加勁槽鋼的采用，節(jié)約了鋼材的用量，還增加了側(cè)模的縱向剛度;側(cè)模立腿的使用，改變了側(cè)模上翼的懸挑受力為簡支受力的受力方式?？紤]到側(cè)模剛度大，側(cè)模立腿受力不勻，為保證在上翼板混凝土灌注時側(cè)模不發(fā)生變形，增設(shè)立腿調(diào)節(jié)支撐和調(diào)節(jié)拉桿，通過調(diào)節(jié)支撐來保證側(cè)模立腿的支撐高度，通過調(diào)節(jié)拉桿來對側(cè)模立腿預(yù)施荷載壓力，來保證側(cè)模在混凝土灌注施工時的雙向受力穩(wěn)定。外模結(jié)構(gòu)見圖1.4.外側(cè)模板的分塊和安裝：為減少模板拼裝時間，外側(cè)模兩端變截面4.3m段做成一段，中間16m作一節(jié)，不再拆除。只在梁體起吊前，將外側(cè)模立腿調(diào)節(jié)支撐松掉，模板向外略傾斜，使模板脫離梁體混凝土面。待梁體張拉、吊運(yùn)后外側(cè)模復(fù)位，復(fù)位時不再用吊機(jī)，只需用立腿支撐調(diào)節(jié)，打緊鋼楔， 模板即安裝到位。端部變截面4.3m段因梁體張拉壓縮，變截面模板須脫開混凝土面，以免造成梁體混凝土外觀克損，其方法是將橫梁上支承側(cè)模板的活動刀口鐵的銷軸抽掉，使活動刀口鐵向下轉(zhuǎn)動，即可使模板完全脫離梁體。模板復(fù)位只需用千斤頂將模板頂起，轉(zhuǎn)動活動刀口鐵，插上銷軸后模板落位，然后調(diào)節(jié)支腿高度，打緊鋼楔，模板即安裝到位。側(cè)模面板端部采用刨光，使模板接縫密合。模板接縫外側(cè)用海綿橡膠條加木板條，木楔進(jìn)行密封。外模特點(diǎn)：1、外側(cè)模采用了整體連接的方式(除兩端塊外)，施工方便快捷。減少了側(cè)模之間的連接工作量，縮短了立模、拆模工序作業(yè)時間。避免了連接件易丟失的現(xiàn)象。2、降低了工人的勞動強(qiáng)度，消除了原分塊模板縫易漏漿等質(zhì)量問題，因而改善了梁體外觀。3、外側(cè)模立柱撐桿的使用，使立模、拆模更加方便，模板的垂直度、高度等調(diào)節(jié)更加快速，并精確度高。4、采用了刀口鐵與鋼楔聯(lián)合組件，避免了跑模的問題。5、側(cè)模面兩端刨光，使模板之間的接縫均小于1mm，并且采用燕尾橡膠條和海綿橡膠條密封，使箱梁表面基本上沒有漏漿、接縫及錯臺。箱梁表面質(zhì)量較好。(四)、內(nèi)模24m箱梁的中間段箱室高度為1450mm，箱室凈寬卻達(dá)5500mm，箱頂混凝土高度達(dá)387mm，箱室底寬為4670mm;梁端箱口高度為900mm，梁端箱口凈寬為4070mm，箱室截面尺寸變化大，中間17.4m為等截面段，梁端3.6m段為變截面段，同時秦沈客運(yùn)專線預(yù)制后張法箱形梁技術(shù)條件規(guī)定：模板的最大變形不大于2mm，箱梁底板、頂板厚度的誤差+10，0mm，腹板為+10，-5mm，因此給內(nèi)模制造和安裝帶來很大困難?，F(xiàn)場采用兩種內(nèi)模方案。1、液壓式內(nèi)模液壓式內(nèi)模有二種。一種是液壓整體收縮抽拔式內(nèi)模。其方案是設(shè)立內(nèi)?？v梁，把整個內(nèi)模按頂板和側(cè)模鉸接為三大塊或多塊，利用液壓頂伸縮完成內(nèi)模支模和拆模，利用整體內(nèi)模床來支撐內(nèi)模。它的優(yōu)點(diǎn)是：鋼模整體性好;整體剛度大;表面平整光潔;混凝土表面平整、美觀;容易保證梁體外觀尺寸;支模和拆模時可一次整體完成，減少勞動用工和減輕工人的勞動強(qiáng)度。其缺點(diǎn)是：由于精度高，帶來加工制造困難，用鋼量大，使用維修難度大，模板投資大，其箱體內(nèi)油頂設(shè)置多，難以保持同步運(yùn)動，因而使內(nèi)模易變形，模板變形后難以修復(fù);由于箱梁的兩端帶有隔墻，其整體內(nèi)模脫模時須完全折疊，造成內(nèi)模豎向剛度減小，移動時若支點(diǎn)不勻容易產(chǎn)生變形;因?yàn)橄涫覂艨盏?，加上?nèi)模的油頂和支撐，減小了箱室的空間，給箱底混凝土灌注帶來困難;立模時，只能在臺座上完成，其工序時間較長。一種是分段液壓拼裝式內(nèi)模。其方式是不設(shè)內(nèi)?？v梁，按梁體的長度和箱室的變截面段把內(nèi)模分成數(shù)段，內(nèi)模的橫截面與整體內(nèi)模相同，頂板和側(cè)模鉸接為三大塊或多塊，采用可與內(nèi)模分離的液壓內(nèi)模車來完成內(nèi)模的支模和拆模。其優(yōu)點(diǎn)同液壓整體抽拔式內(nèi)模。因內(nèi)?？v向分段，解決了內(nèi)模折疊的豎向剛度問題，減少了內(nèi)?？v梁，但也產(chǎn)生了模板縱向拼接接縫多， 易錯臺，在灌注時受混凝土擠壓內(nèi)模變形大，容易產(chǎn)生箱梁內(nèi)箱尺寸誤差超標(biāo);還存在用鋼量大，生產(chǎn)人員增加，使用維修難度大，模板投資較大。同時，立模時其工序時間較長。2、拼裝式內(nèi)模工具式拼裝內(nèi)模：其方法是采用工字型斷面的鋼梁及節(jié)點(diǎn)板拼成環(huán)形骨架，以螺旋支撐桿組成穩(wěn)定的三角體系，消除環(huán)形骨架拼裝接點(diǎn)的微量變形;面板采用工具式鋼模板拼裝，在環(huán)形鋼結(jié)構(gòu)骨架上形成整體內(nèi)模。拼裝式內(nèi)模安裝使用方法：先拼裝骨架，后鋪設(shè)面板。骨架的拼裝精度直接影響內(nèi)模的整體精度。拼裝時控制好四個點(diǎn)的位置準(zhǔn)確，上下兩條線互相平行即可保證骨架精度，為此，先特制了四種骨架的拼裝胎具。骨架分段吊運(yùn)，對位好后，用正反絲桿調(diào)節(jié)骨架。這樣做的優(yōu)點(diǎn)：快速、方便、精度高。內(nèi)模拼裝在拼裝臺位上拼裝，拼裝臺位按箱梁底板變截面坡度設(shè)置相同高度的支承臺位，在臺位上首先固定相應(yīng)變截面位置的內(nèi)模骨架，以骨架來控制內(nèi)模橫截面的結(jié)構(gòu)尺寸，在骨架上拼裝工具式內(nèi)模板塊，以工具式內(nèi)模板塊來控制內(nèi)模的縱向尺寸，內(nèi)模采用一次拼裝，整體成形，用整體來保證內(nèi)模的剛度。在側(cè)模、梁體鋼筋、端模安裝完后，將內(nèi)模整體吊裝至制梁臺位安裝。內(nèi)模在臺座上的安裝對位：由兩臺10t門吊抬吊內(nèi)模至制梁臺位上，門吊初步對準(zhǔn)臺位，內(nèi)模緩緩下落，當(dāng)內(nèi)?？煲轿粫r，吊鉤停止下落，檢查縱向及橫向位置，縱向以一端的端模為基準(zhǔn)，調(diào)整另一端內(nèi)模安裝尺寸。橫向以一側(cè)側(cè)模為基準(zhǔn)，對角進(jìn)行調(diào)整，以保證精確對位。內(nèi)模與外側(cè)模的相對位置利用通風(fēng)孔穿M28螺栓拉結(jié)，以確保內(nèi)模與外模的相對位置不變。內(nèi)模在底模上的固定，利用預(yù)制的混凝土墊塊支承內(nèi)模，其墊塊中間預(yù)留孔洞以便穿螺栓，使內(nèi)模與底模連結(jié)防止內(nèi)模上浮。拼裝內(nèi)模的特點(diǎn)：模板在分塊上，考慮箱內(nèi)施工的勞動強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)形式，把轉(zhuǎn)角處模板分塊減小，平、側(cè)面模板分塊的原則是，單塊重量不超過35Kg，分塊尺寸統(tǒng)一，可以互換。由此帶來制造加工快而且方便，鋼結(jié)構(gòu)用料少，造價低，便于梁體換型。拼裝式內(nèi)模制造費(fèi)用低廉，只相當(dāng)于液壓式整體內(nèi)模的1/51/10.施工時可在臺座外拼裝成整體后吊運(yùn)至制梁臺位整體安裝，占用臺座的工序時間短，容易維修。缺點(diǎn)是投入勞動力多，工人的勞動強(qiáng)度大。 與液壓內(nèi)模相比， 箱梁內(nèi)室表面接縫多，混凝土表面不太平整、不 太光滑。(五)、箱梁模板安裝順序箱梁的立模順序?yàn)椋簷z查、維修底模安裝側(cè)模安裝支座板涂脫模劑吊裝梁體鋼筋骨架安裝端模穿制孔膠管吊裝內(nèi)模吊裝橋面板鋼筋吊裝橋面聯(lián)結(jié)系。四、立模注意事項(xiàng)1、模板應(yīng)清理干凈，脫模劑應(yīng)涂刷均勻，不能漏刷或多涂。2、模板的接縫應(yīng)平順，其錯臺不大于1mm，要嚴(yán)密不漏漿。3、安裝底模時應(yīng)在底模上準(zhǔn)確標(biāo)出梁體的中軸線，