箱梁模板設(shè)計(jì)詳解

1、一、工程概況沈客運(yùn)專線是我國(guó)第一條按200Km/h行車速度設(shè)計(jì)的新建鐵路，具客車最大時(shí)速可達(dá)250Km/h以上，是我國(guó)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(guó)首次在鐵路上采用大截面、大體積結(jié)構(gòu)。因此，針對(duì)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(jiǎn)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(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁靜載試驗(yàn)方法及評(píng)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(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)新，科技含量高，吊梁、運(yùn)梁

2、、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(duì)箱梁模板的設(shè)計(jì)，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(jiǎn)支梁，為單箱單室等高度箱梁。梁全長(zhǎng)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(jí)為C48,

3、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(jì)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(tái)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(jì)要求。后張梁應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及制

4、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(jiǎn)支梁技術(shù)條件和橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的模板安裝允許偏差如下：a、全長(zhǎng)：:d0mm;b、高度：£mm;c、上翼緣（橋面板）內(nèi)外側(cè)偏離設(shè)計(jì)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(jì)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(cuò)臺(tái)：2mm;j、模板表面平整度（2米）：3mm;k、模板接縫處縫隙：w1mm;1、支座板位置處任意兩點(diǎn)高差：1mm;m四支座中心相對(duì)高差：2mm;n、底板反拱度：i2mm;o

5、、端模預(yù)留孔道偏離設(shè)計(jì)位置：3mm.（二卜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厚的鋼板與梢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(tái)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(shí)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(shí)節(jié)約了鋼材的用量。橫梁的間距為800mm.底模板斷

6、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。（三卜外模箱梁的梁高2m,上翼板懸挑寬度達(dá)3m,側(cè)模板同時(shí)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(dòng)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、面板加勁梢鋼、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;面板加勁梢鋼的采用，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(jiǎn)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

7、證在上翼板混凝土灌注時(shí)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(duì)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(shí)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(shí)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(shí)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)

8、模板的活動(dòng)刀口鐵的銷軸抽掉，使活動(dòng)刀口鐵向下轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)活動(dòng)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(shí)間。避免了連接件易丟失的現(xiàn)象。2、降低了工人的勞動(dòng)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

9、。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(cuò)臺(tái)。箱梁表面質(zhì)量較好。（四卜內(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(shí)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

10、造和安裝帶來很大困難?，F(xiàn)場(chǎng)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(gè)內(nèi)模按頂板和側(cè)模較接為三大塊或多塊，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(shí)可一次整體完成，減少勞動(dòng)用工和減輕工人的勞動(dòng)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，具箱體內(nèi)油頂設(shè)置多，難以保持同步運(yùn)動(dòng)，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(shí)須完全折疊，造成內(nèi)

11、模豎向剛度減小，移動(dòng)時(shí)若支點(diǎn)不勻容易產(chǎn)生變形；因?yàn)橄涫覂艨盏停由蟽?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(shí)，只能在臺(tái)座上完成，其工序時(shí)間較長(zhǎng)。一種是分段液壓拼裝式內(nèi)模。具方式是不設(shè)內(nèi)?？v梁，按梁體的長(zhǎng)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)模較接為三大塊或多塊，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。具優(yōu)點(diǎn)同液壓整體抽拔式內(nèi)模。因內(nèi)模縱向分段，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(cuò)臺(tái)，在灌注時(shí)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

12、難度大，模板投資較大。同時(shí)，立模時(shí)其工序時(shí)間較長(zhǎng)。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(shí)控制好四個(gè)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(duì)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(tái)位上拼裝，拼裝臺(tái)位按箱梁底板變截面坡度設(shè)置相同高度的支承臺(tái)位，在臺(tái)位

13、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(tái)位安裝。內(nèi)模在臺(tái)座上的安裝對(duì)位：由兩臺(tái)10t門吊抬吊內(nèi)模至制梁臺(tái)位上，門吊初步對(duì)準(zhǔn)臺(tái)位，內(nèi)模緩緩下落，當(dāng)內(nèi)?？煲轿粫r(shí)，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(duì)角進(jìn)行調(diào)整，以保證精確對(duì)位。內(nèi)模與外側(cè)模的相對(duì)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(duì)位置不變。內(nèi)模在底模上的固定，利

14、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(dòng)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(jià)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(shí)可在臺(tái)座外拼裝成整體后吊運(yùn)至制梁臺(tái)位整體安裝，占用臺(tái)座的工序時(shí)間短，容易維修。缺點(diǎn)是投入勞動(dòng)力多，工人的勞動(dòng)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。（五卜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-穿制孔膠管一吊裝內(nèi)模一吊裝橋面板鋼筋一吊裝橋面聯(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(cuò)臺(tái)不大于1mm,要嚴(yán)密不漏漿。3、安裝底模時(shí)應(yīng)在底模上準(zhǔn)確標(biāo)出梁體的中軸線，