城市軌道交通高架區(qū)間圬工結(jié)構(gòu)鋼模板設計

1、 城市軌道交通高架區(qū)間圬工結(jié)構(gòu)鋼模板設計蘇州軌道交通二號線項目部閆鋒摘要：本文著重介紹了蘇州市軌道交通2號線高架區(qū)間墩柱、現(xiàn)澆箱梁鋼模板設計，結(jié)合本工程的特點，詳細對多型號墩柱模板優(yōu)化配置及現(xiàn)澆箱梁模板設計方案優(yōu)化進行了介紹，通過對模板設計方案的優(yōu)化，不僅滿足了施工工藝要求，確保了工程施工質(zhì)量，而且有效降低了工程建造成本。關鍵詞：鋼模板設計方案優(yōu)化質(zhì)量與成本控制引言近年來，隨著我國城市軌道交通工程的發(fā)展，建設業(yè)主對產(chǎn)品外觀質(zhì)量和美觀度的追求不斷提高，特別是對高架區(qū)間圬工結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量要求甚高，砼結(jié)構(gòu)設計中提出“清水混凝土”的理念，要求所有現(xiàn)澆混凝土全部采用鋼模板施工。根據(jù)本工程的特點，高架區(qū)間

2、墩柱及箱梁結(jié)構(gòu)設計尺寸、外觀類型變化不一，相應模板設計型號較多，結(jié)合工期要求，本工程需投入各種鋼模板1400多噸，造成很高的成本壓力。因此，如何優(yōu)化模板配板設計方案，同時滿足施工工藝和工程質(zhì)量要求以及有效降低工程建造成本成為項目施工控制的關鍵工作。工程概況蘇州市軌道交通2線總體呈南北走向，線路起于相城區(qū)京滬高速鐵路蘇州北站，經(jīng)平江新城、石路商業(yè)區(qū)、滄浪新城，終于吳中區(qū)迎春南路，線路全長26.556km，全線設22座車站。本合同段包含相城大道站、富陽路站、蘇州高速站站相城大道站區(qū)間、相城大道站富陽路站區(qū)間、富陽路站安元路站區(qū)間，設計里程為DK1+189.688DK5+380.035,線路全長41

3、90.347米。高架區(qū)間下部結(jié)構(gòu)墩臺共分為簡支梁橋墩、連續(xù)梁橋墩、門式墩、圓形獨柱墩、橋臺。簡支梁橋墩墩身均采用花瓶墩形式，墩身自墩頂向下6.4m結(jié)構(gòu)為變截面，再向下結(jié)構(gòu)為等截面矩形實心墩，墩身底部尺寸根據(jù)墩高不同分為2.5米X1.8米、2.5米X2.2米、2.5米X2.5米、2.0米X3米、3米X2.2米、1.6米X2.4米等幾種；連續(xù)梁橋墩除太陽路節(jié)點中墩處，其余連續(xù)梁中墩均采用花瓶墩形式，連續(xù)梁墩身從墩頂3.7m結(jié)構(gòu)為變截面，再向下結(jié)構(gòu)為等截面矩形實心墩，墩底尺寸分為3.0X2.5米.3.0X2.2米，太陽路節(jié)點中墩為固結(jié)墩，墩身尺寸為3.4米X2.5米的矩形墩。箱梁按結(jié)構(gòu)形式分為簡支箱

4、梁和連續(xù)箱梁兩種，均為單箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁標準斷面梁高1.8m，頂板寬9.30m，底板寬4.176m；跨越城市主干道為連續(xù)箱梁，箱梁高度1.83.0m,底板寬度3.6884.40m。箱梁共計128跨，其中跨徑30m簡支梁70跨，跨徑35m簡支梁5跨，跨徑32m簡支梁21跨，跨徑25m簡支梁3跨，跨徑35+50+35m連續(xù)梁5聯(lián)，跨徑44+44m連續(xù)梁1聯(lián)，跨徑30+30+30m連續(xù)梁1聯(lián)。箱梁按線間距分為4m線間距、4.9m線間距、5.2m線間距三種型式，其中0#號至3#墩箱梁線間距為5.2m，3#至7#墩箱梁線間距為4.9m，其余箱梁均為4m線間距。4m標準線間距與單渡線連接處，橋梁頂板寬度由

5、9.3m漸為9.72m，與車站銜接處橋梁頂板寬度由9.3m漸變?yōu)?1.0m。4.9m線間距箱梁頂板寬10.2m，5.2m線間距箱梁頂板寬度為10.5m。鋼模板設計原則在滿足設計、規(guī)范、施工工藝要求的前提下，盡量降低成本投入；混凝土表面平整度、光潔度好，能保證結(jié)構(gòu)尺寸，倒用次數(shù)多；鋼模板有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，確保在施工過程中各部位尺寸正確；多次反復使用不影響結(jié)構(gòu)外形；3.5盡量減少模板拼縫，且使模板拼縫位于同一平面內(nèi)或水平投影為一條直線，增強結(jié)構(gòu)混凝土整體美觀性，確保結(jié)構(gòu)外觀大方、線型流暢。墩柱鋼模板設計模板配節(jié)設計根據(jù)本工程墩柱類型和數(shù)量，為降低工程建造成本，施工時充分考慮模板周轉(zhuǎn)使用次

6、數(shù)，加工墩柱定型鋼模板12套（其中JZ1-JZ3墩橫截面2.5*1.8m鋼模板4套，其余每種型號1套）。根據(jù)墩身施工方案，確定墩身混凝土分兩次澆筑，第一次澆注到墩身直立部分，第二次澆筑花瓶頸部分。因此墩身鋼模板配板設計時，分節(jié)長度應充分考慮施工工藝要求，除花瓶頸部分模板為一節(jié)整體鋼模板外，墩身直立部分根據(jù)墩身高度進行配板設計。由于橋墩高度尺寸種類較多，模板除標準節(jié)段外，另外增設調(diào)節(jié)段進行模板高度調(diào)節(jié)。模板調(diào)節(jié)段高度分為2種，高度為1m節(jié)段和0.5m節(jié)段，在使用調(diào)節(jié)段以后模板高度還不足時，在最底部用砌筑磚塊和高標號水泥砂漿進行高度調(diào)節(jié)。區(qū)間橋墩鋼模板節(jié)段配置方案見表4.1表4.1區(qū)間橋墩鋼模板節(jié)

7、段配置方案橋型橋墩類型墩身底部截面尺寸m橋墩高度（m）數(shù)量（個）曲線花瓶節(jié)段直線標準節(jié)段高度（m）模板節(jié)段方案高度（m）模板節(jié)段方案簡支箱梁JZ9p2.010.17110.3212/5m+5mJZ1、JZ2、JZ32.5*1.810.38212.520476.4水平面分4塊，豎向高度整體一節(jié)62h45m（4m）+調(diào)節(jié)段8.74010.272196.44h23m（2m）+調(diào)節(jié)段6.6678.18446.42h1調(diào)節(jié)段2.3815.92752.38159272.3815.927/JZ4、JZ5、JZ7、JZ82.5*2.212.73012.98536.4水平面分4塊，豎向高度整體一節(jié)7h45m+調(diào)

8、節(jié)段13.42715.239126.49h77m+調(diào)節(jié)段15.45715.96746.410h95m+4m+調(diào)節(jié)段JZ102.5*2.516.27917.37096.4高度一節(jié)16.27917.3705m+4m+調(diào)節(jié)段MSD門式墩1.6*2.411.46312.9073/11.46312.9075m+4m+調(diào)節(jié)段連續(xù)箱梁LX13.0*2.07.42611.45883.7高度一節(jié)7h35m（3.5m、2m）+調(diào)節(jié)段LX23.0*2.212.8413.2923.7高度一節(jié)10h95m+4m+調(diào)節(jié)段LX33.4*2.515.01/15.0005m+5m+5mLX42.5*2.210.68611.63

9、546.4高度一節(jié)7h45m+調(diào)節(jié)段墩柱模板材料選擇模板采用工廠精加工的整體不變形鋼模板，模板要有足夠的剛度，確保墩臺身模板堅固耐用，由于本工程橋墩對外觀要求高且形式基本相同，模板全部采用定做大面積整體定型鋼模。模板采用全鋼模板，為了減少施工中模板拆裝時間，提高混凝土表面的澆注質(zhì)量，盡可能的減少接縫，上部曲線部分設為1節(jié)（6.4m或3.7mm）,下部設置1節(jié)或2節(jié)。墩柱模板采用冷軋鋼板，板厚JZ2JZ3鋼模板配節(jié)圖箱梁鋼模板設計模板設計總體方案簡支箱梁和連續(xù)箱梁兩側(cè)翼緣板與腹板采用鋼桁架結(jié)構(gòu)。簡支箱梁分節(jié)長度為3m/節(jié)，連續(xù)箱梁分節(jié)長度為2m/節(jié)。箱梁底模鋼模板橫向分為2節(jié)（即箱梁底板模板順橋

10、向有一道縱向拼縫）。箱梁內(nèi)模板采用木膠板，鋼管支架支撐。為保證模板間縱橫向拼接縫在一條直線上，箱梁側(cè)模與底模順橋向分節(jié)長度一致。為便于運輸，支架與側(cè)模到現(xiàn)場后焊接，箱梁端部采用側(cè)包端形式，兩側(cè)各加長1m。每種梁的模板由底模、上側(cè)模、下側(cè)模、桁架、角模、端模及其他配件組成。側(cè)模與底模采用標準件連接。側(cè)模與端模采用標準件連接，方便端模的調(diào)整，端模與底模采用標準件連接，方便拆裝端模,為了便于拆裝，保證施工安全，翼板邊緣設置470mm寬行走平臺，模板四周設置護欄。箱梁鋼模板配置方案除蘇州高速站站至相城大道站高架區(qū)間箱梁含有4.0m線間距、4.9m線間距、5.2m線間距外，其余高架區(qū)間箱梁均為4.0m線

11、間距。4.0m線間距箱梁頂板寬度9.3m，與單渡線連接處頂板寬度由9.3m漸變?yōu)?.72m,車站銜接處頂板寬度由9.3m漸變?yōu)?1.0m；簡支箱梁梁高1.8m，連續(xù)箱梁梁高1.83.0m。根據(jù)現(xiàn)場實際施工進度情況、工程施工流水作業(yè)要求以及箱梁斷面尺寸要求，并結(jié)合工期要求綜合考慮，箱梁鋼模模板設計加工13套，其中35+50+35m連續(xù)箱梁鋼模板1套（包含翼緣板和腹板、底板），44+44m連續(xù)箱梁鋼模板1套，30+30+30m連續(xù)箱梁鋼模板1套，4.0m線間距30m等截面簡支箱梁鋼模板8套，4.9m線間距跨度35m等截面簡支箱梁鋼模板1套，5.2m線間距跨度30m等截面簡支箱梁鋼模板1套。與單渡線

12、連接處以及與車站連接處鋼模板不再單獨加工鋼模板，可考慮采用4.0m線間距30m簡支箱部分梁鋼模板和翼板加寬段配節(jié)，以便適應橋梁外形弧線平滑過渡的要求，從而減少模板加工投入費用。簡支箱梁分成8個作業(yè)面進行施工，每個作業(yè)面配置箱梁鋼模板2-3套。根據(jù)施工工序要求，合理安排各道工序施工作業(yè)時間，保證各跨箱梁鋼筋綁扎安裝、預應力設置、混凝土澆筑等各道工序形成平行流水作業(yè)，從而確保工程按期完成。箱梁鋼模板設計箱梁鋼模板材料選擇箱梁鋼模板底模采用4mm鋼板，腹板及翼緣板采用6mm鋼板，邊框采用10mm鋼板。腹板及翼緣板采用桁架結(jié)構(gòu)，桁架采用112工字鋼（114工字鋼/10槽鋼）及10槽鋼組焊，支架與支架之

13、間采用角鋼連接成一個整體，支架與側(cè)模到現(xiàn)場后焊接。箱梁底模肋采用10槽鋼，筋板采用6mm鋼板。箱梁鋼模板設計簡支箱梁鋼模板設計梁總長為L米，側(cè)模長為L+0.2米，采用側(cè)包端形式，長度方向每節(jié)3米，采用全鋼大模板，鋼面板采用4mm鋼板，焊接在面板上的主肋為10#槽鋼，間距300mm左右；邊框采用10mm鋼板，環(huán)肋采用8mm鋼板；側(cè)模桁架采用14工字鋼及【10#槽鋼組焊；桁架的側(cè)向連接采用10#角鋼。底模板，厚度為104mm，長度方向為每節(jié)3m。底模面板采用-4mm鋼板;主肋為10#槽鋼，間距300mm;次肋為6*100的筋板，間距500mm。30+30+30m連續(xù)箱梁鋼模板設計梁總長為90米，側(cè)

14、模長為90.6米，采用側(cè)包端形式，采用全鋼大模板，鋼面板采用4mm鋼板，焊接在面板上的主肋為10#槽鋼，間距300mm左右；邊框采用10mm鋼板，環(huán)肋采用8mm鋼板；側(cè)模桁架采用14工字鋼及【10#槽鋼組焊；側(cè)向連接桁架采用【8#槽鋼組焊。底模板，厚度為104mm,長度方向為每節(jié)3m。底模面板采用-4mm鋼板；主肋為10#槽鋼，間距300mm;次肋為6*100的筋板，間距500mm。側(cè)模一般為3m節(jié)，底模為3m節(jié)，具有分塊合理，錯臺少，梁體成型后尺寸準確、外形美觀等優(yōu)點。35+50+35m連續(xù)箱梁鋼模板設計此連續(xù)梁是由三跨梁組成，采用側(cè)包端形式，一側(cè)加長200mm，側(cè)模下角圓弧帶在下側(cè)模上為了

15、保證下角圓弧及梁高,長度方向每節(jié)2米及1.5米一節(jié)，采用全鋼大模板，鋼面板采用4mm鋼板，焊接在面板上的主肋為10#槽鋼，間距300鋼板，環(huán)肋采用8mm鋼板；側(cè)模桁架采用雙【10#槽鋼組焊；桁架的側(cè)向連接采用10#角鋼。底模板厚度為104mm,長度方向為每節(jié)3m。底模面板采用-4mm鋼板;主肋為10#槽鋼，間距300mm;次肋為6*100的筋板，邊框采用10mm鋼板，間距500mm。由于梁體腹板是斜腹板,隨著梁高的變化底模寬度也在變化。外模與內(nèi)模采用對拉栓加固，模板與模板之間采用螺栓連接。44+44m連續(xù)箱梁鋼模板設計此連續(xù)梁是由兩跨44米梁組成，采用側(cè)包端形式，一側(cè)加長200mm，側(cè)模下角圓

16、弧帶在下側(cè)模上為了保證下角圓弧及梁高,長度方向每節(jié)2米及1.5米一節(jié)，采用全鋼大模板，鋼面板采用4mm鋼板，焊接在面板上的主肋為10#槽鋼，間距300鋼板，環(huán)肋采用8mm鋼板；側(cè)模桁架采用雙【10#槽鋼組焊；桁架的側(cè)向連接采用10#角鋼。底模板厚度為104mm,長度方向為每節(jié)3m。底模面板采用-4mm鋼板;主肋為10#槽鋼，間距300mm;次肋為6*100的筋板，邊框采用10mm鋼板，間距500mm。外模與內(nèi)模采用對拉栓加固，模板與模板之間采用螺栓連接，支架與支架之間采用角鋼連接成一個整體。鋼模板設計方案優(yōu)化35+50+35m與44+44m連續(xù)梁模板設計優(yōu)化為減小工程建造成本，箱梁鋼模板設計時

17、盡量考慮通用的原則，減少模板投入費用。因施工區(qū)間連續(xù)梁模板簡支梁模板35+50+35m連續(xù)梁共計5聯(lián)，44+44m連續(xù)梁1聯(lián)，兩種連續(xù)梁外觀形式基本接近（變截面梁體高度1.83.0m，35+50+35m連續(xù)梁變截面段曲線半徑R=23070.4,44+44m連續(xù)梁變截面段曲線半徑R=27153.75）模板設計時將兩種連續(xù)梁統(tǒng)一考慮，最大程度通用，不能通用部分增加配節(jié)。連續(xù)梁模板按35+50+35m設計，底板為曲線部分的側(cè)模板由上側(cè)模、中側(cè)模、下角圓弧模板三部分組成，模板間采用螺栓連接。兩種連續(xù)梁模板支架通用，由于44+44m跨箱梁底面寬度比距離支座中心線等距離位置處35+50+35m跨箱梁底面寬

18、度要窄，通用到44+44m跨箱梁時，需通過更換下角圓弧模板來滿足梁體對模板的尺寸需求。為便于更換下角圓弧模板，模板與桁架采用鉤栓聯(lián)結(jié)；235053005000/25+4騒fillf齟30+30+30m連續(xù)梁模板設計優(yōu)化30+30+30m連續(xù)梁外觀形式同簡支梁形式基本相同，模板設計時考慮與普通簡支梁通用。模板按連續(xù)梁設計，因連續(xù)梁與簡支梁翼緣板傾斜角度不同，為便于調(diào)整翼緣板角度，該連續(xù)梁模板設計時面板與桁架間采用鉤栓連接。通用至簡支梁上時，采用桁架與面板間加墊片的方式調(diào)整翼緣板角度。L侃們-m-卜射彳耳嚴4丄如卄”半巾”*1觀30+30+30rritiiE卄“叫卜忙亠丹卜卜“F=23C7C.i2

19、350經(jīng)過對箱梁鋼模板設計方案優(yōu)化后，不僅保證了模板加工質(zhì)量和工程施工質(zhì)量，同時減少了模板投入約240噸，減少模板投入費用約168萬元，有效降低了工程建造成本。鋼模板施工質(zhì)量控制鋼模板加工質(zhì)量控制（1）模板接縫處理：所有模板采用平口對接的方式，為保證平口對接嚴密、不漏漿，邊框與面板處加橡膠海綿條加緊。加工工藝：所有面板采用9M單邊銃床銃邊，縱肋、背楞和角鋼采用G4028金屬帶鋸床段節(jié)加工，所有圓弧邊框仿型火焰切割機或等離子火焰切割機加工；組焊全部為NB-350KR二保焊機焊接。(3)鋼模板質(zhì)量的好壞直接關系到砼工程質(zhì)量，因此必須對模板加工質(zhì)量進行監(jiān)控，保證產(chǎn)品質(zhì)量。模板檢驗無論是在加工廠內(nèi)還是

20、在工地驗收均應設置操作平臺(平臺一定要保證水平)，大模板水平放置在平臺上進行檢測。模板出廠前應進行出廠前檢驗，模板允許偏差詳見表1：表1鋼模板允許偏差序號項目允許偏差檢驗方法1模板高度2mm用鋼卷尺2模板寬度-2mm用鋼卷尺3對角線3mm用鋼卷尺4面板平整度2mm用2m測尺塞尺并把待驗板置于平臺之上放平，板面朝上。5邊框平直度2mm用2m測尺及塞尺6邊框垂直面板0.5mm直角尺塞尺7孔眼中心偏差0.5mm鋼卷尺或卡尺(4)鋼模板質(zhì)量驗收：首套鋼模板加工完成后，應對每節(jié)段鋼模板進行編號標識，以便于模板拼裝。在鋼模板出場前，應組織技術人員和監(jiān)理人員到鋼模板加工廠進行質(zhì)量驗收，驗收合格后方可出場。鋼

21、模板進場后，再次由項目部物資保障人員和技術人員對鋼模板進行質(zhì)量驗。鋼模板打磨光滑后采用彩條布或塑料薄膜進行覆蓋，防止雨淋產(chǎn)生銹斑。7.2鋼模板施工過程質(zhì)量控制(1)場地的安排：根據(jù)施工現(xiàn)場總平面圖，確定模板堆放區(qū)、配件堆放區(qū)、及模板周轉(zhuǎn)用地等。卸車場地的準備：場地應平整堅實、排水流暢，底層模板應墊離地面10cm。模板卸車后重疊水平碼放高度不超過10塊，起吊時，要避免碰撞；模板位置要靠近使用部位，并盡可能縮短搭吊的行程；相鄰碼放區(qū)域間要留出通道，便于模板配件的安裝。堆放場地的準備：配件安裝后，模板吊離碼放區(qū)，對于安裝支撐的模板，可將模板吊至使用部位附近堆放，開始清理板面及刷脫模劑。試驗墩工藝試驗

22、模板試拼平臺：鋼模板應在干凈整潔、平整的硬化地面上進行試拼。(2)人員的安排：現(xiàn)場設專職人員、專業(yè)施工班組負責模板的施工，要求熟悉模板平面圖及模板設計方案，熟悉模板的施工安全規(guī)定等。涂刷脫模劑(食用色拉油)：在模板就位前認真涂刷脫模劑，在首次涂刷脫模劑時，必須對模板進行全面清理，清除模板板面的污垢和銹蝕，然后才能涂刷脫模劑，脫模劑要薄而均勻，不得漏刷；涂刷時，要注意周圍環(huán)境，防止散落在建筑物、機具和人身衣物上，更不得刷在鋼筋上；涂刷脫模劑后的模板，不得長時間放置，以防雨淋或落上灰塵，影響拆模。鋼模板涂刷脫模劑時，濃度不能過濃，防止脫模劑在模板表面流動，混凝土施工后形成明顯涂刷不均勻的現(xiàn)象；且模

23、板涂刷油性脫模劑時，不能晾曬時間過長，造成風干，影響脫模效果。模板刷油后，在施工作業(yè)時應防止發(fā)生二次污染。為防止大模板下口跑漿，安裝大模板前，應清掃、水沖、或用鼓風機清理板上雜物，抹好砂漿找平層，但砂漿不能吃入柱身。由結(jié)構(gòu)引起的地面高差，可用刨平的木方承墊在模板的底部；由施工質(zhì)量引起的地面不平，且高低差較小時，可在模板就位處的地面上用401膠粘海綿條，以減少漏漿；對于底部懸空的模板，繼續(xù)安裝模板前，要設置模板承墊條或帶（如雙排架，木方等），并校正其平直。若采用后堵砂漿的辦法，必須在正常溫度下，澆混凝土前按要求堵好砂漿，杜絕用水泥袋封堵板底，避免造成“爛根”現(xiàn)象。（4）模板固定及豎直度校正模板安裝就位后，在模板四周應采用鋼絲攬繩配花蘭螺栓調(diào)節(jié)固定，并采用全站儀對模板豎直度進行校正。（5）拆除工序：墩柱混凝土，正常溫度下混凝土澆筑后8小時，一般10小時后，可吊走模板，冬季施工時，混凝土達到約5Mpa以上時，才允許拆除模板。箱梁混凝土，待梁體砼強度達到設計強度的75%以上時方可拆除腹翼板模板，待梁體預應力張拉完成方可拆除底模板。模板拆除后，