秦沈高速铁路辽河特大桥32m简支箱梁模板设计

来源:用户上传      作者: 单国东

　　一、工程特点：
　　
　　秦沈高速铁路辽河特大桥位于我局施工建成的京沈高速公路辽河特大桥的上游约600m处，中心里程DK337+633.79，全长2433.59m，位于+0，O％的坡道和半径为5500m、＋∞、6000m的曲线、直线和曲线上。上部结构设计为双线单箱单室简支箱粱：跨度32m，梁长32.60m，粱顶板宽12.40m，厚度30cm，底板宽6m，厚度25cm，腹板厚度45cm，粱高2.60m。每孔重量约754吨，截面类型为等高度变截面箱梁。
　　箱粱分5段预制，依顺序为：l#、2#、3#、4#、5#梁段，分别在5个制梁台座里预制，两端l#、5#粱段长均为5.35m，中间2#、3#、4#、梁段长均为6.50m，粱段之间设60cm长湿接缝：箱粱钢筋笼分5段绑扎，各段分底腹板钢筋、顶板钢筋依次吊装人模。按制梁周期安排，箱粱内、外模从上一个梁段拆完到下一个梁段组装只有4个小时(钢筋笼已提前准备好)，因此要求内、外模必须有较好的操作性，并能快速装拆。而该粱截面变化点较多，变化幅度也比较大，尤其是箱梁内轮廓由踌中至梁端部分变化最大，且l#、5#梁段端部底板、腹板内模处共设置有8处齿块，结构十分复杂。设计时要求模板除能满足梁体轮廓尺寸、强度、刚度及外观质量外，还必须能够在有限的操作空间内进行快速装拆，并在此基础上尽量降低模板造价。
　　
　　二、模扳构造；
　　
　　箱粱模板由底模、整体台车式外模、滑移式内模、端模和其它附属配件组成。附属配件包括千斤顶、卷扬机、手拉葫芦等。
　　1、底模：
　　底模采用固定式整体钢模板，面板采用68mm钢板，下面以槽钢做肋。为使底模与外侧模板面密贴，在底模两侧设置特制的三角形弧体橡胶带，并设置底模、外模拉紧装置。在梁段四角受力点下面设四个顶梁砼支墩，对应底模预留四个活动开口，当粱段达到规定强度并脱模后，在活动开口处用千斤顶将梁段顶起，以便实施横移。
　　2、整体台车式外模；
　　为缩短制梁周期，简化制粱场的布置，降低工人劳动强度，外模采用整体台车式结构形式。它由外模板、支撑架、脱模装置、横移装置、走行台车和轨道5部分组成。
　　脱模装置和横移装置包括旋转丝杠、横移丝杠及其它配件，每侧外模共布置4对丝杠。脱模时首先旋拧旋转丝杠，使外模绕内侧的横
　　移滚轮旋转并在外模板与底模相接触处产生底模对外模的反作用力，使外模产生少量横移。然后旋拧横移丝杠将外模横移至走行位置。
　　
　　走行台车采用电动自行式台车，它由台车架、车轮和驱动装置组成。台车架由纵横梁焊成井字结构，横梁兼作外模横移轨道，并在混凝土灌筑过程中承受外模板和箱梁翼缘板混凝土的重量。驱动装置采用立式“三合一”传动机构，制动电动机立式布置，垂直轴式减速器与车轮直接连接。这种驱动装置具有体积小结构紧凑、组装性好的特点。采用电动自行式台车，操作简单、安全，减少制梁场内卷扬机数量，避免场内复杂的钢丝绳缠绕与其它工序的干扰，有利于文明施工、安全生产。
　　轨道采用2根43kg／m钢轨，由预埋锚栓和压板固定于混凝土地面上。它既是外模的走行轨道，也是外模高程的控制装置。其轨顶高程由外模高度和底模高程推算，在垒长范围内实际轨顶高程与设计高程误差控制在2mm以内。轨道直接控制外模高程，减少了人工调整外模高程的工序，缩短外模安装时间，避免人为因素造成的外模安装误差，使外模的安装简单、准确。
　　
　　3、滑移式内模：
　　该方案采用下敞口式内模。整套内模由顶模板、侧模板、转角模板、底角模板、斜撑杆、水平撑杆和丝杠组成(见图2)。顶模板和转角模板较接，侧模板和底转角模板较接。内模顶板下面设置四个滑轮，可以沿纵向滑移。整套内模通过四个滑轮架设在内模滑道上。
　　
　　脱模时首先旋拧旋转丝杠，使底角模板和下转角模板绕转轴旋转，直至将底角模板和下转角模板提起，然后旋拧对撑丝杠，使对称两侧模板绕转轴旋转，脱模后用手拉葫芦将模板钩挂在内模顶板上。最后降下内模滑道，通过内模滑道由卷扬机牵引滑出箱粱。
　　4、端模：
　　端模采用小块钢模板组拼，螺栓连接，板缝间夹以3mm厚的橡胶带。
　　
　　三、模板安装和拆除：
　　
　　1、模板安装程序：
　　(1)、平整场地，制作砼制梁台座。
　　(2)、安装底模横粱，固定外模~E-YA道。
　　(3)、安装底模板。在底模台座范围以外的轨道上预拼外模。
　　(4)、外模沿轨道自行就位。
　　(5)、吊装箱粱底腹板钢筋笼。
　　(6)、安装内模滑移轨道。在梁端预拼箱梁内模。
　　(7)、将组装好的内模滑入箱梁内，下落就位。
　　(8)、吊装箱梁顶板钢筋。
　　(9)、安装两侧外模间的上下对拉杆以及内外模之间的对拉螺栓。(对于1#、5#粱段需安装端模板)
　　2、模板拆除程序：
　　①内模拆除程序：
　　(1)、卸下内端模螺栓，拆除内端模(1#、5#粱段)。
　　(2)、旋拧内模旋转丝杠，提升底角模板。
　　(3)、旋拧内模对撑丝杠，将两侧内模拉拢，之后用手拉葫芦将其钩挂在内模顶板上。
　　(4)、降下内模滑道。
　　(5)、用卷扬机牵引内模滑出箱梁。
　　②外模拆除程序：
　　(1)、卸下外端模螺栓，拆除外端模。
　　(2)、卸下外模对拉杆螺栓，拆除拉杆。
　　(3)、旋拧旋转丝杠，使外模脱离粱体。
　　(4)、旋拧横移丝杠，使外模移至走行位置。
　　(5)、外模沿轨道自行移开。
　　
　　四、体会：
　　
　　目前该套模板已成功应用于秦沈高速铁路沙河特大桥现场制粱工程，其使用性能完全满足施工要求。通过这次模板的设计，笔者深深体会到：一个好的产品设计，必须自始至终贯穿方便施工操作、确保安全生产并能降低成本的理念。在方案选择之初，争议颇多。为此曾征求了数位桥梁工程师及将要参加现场制梁工人的意见，他们竟无一例外的选择了此方案。理由是：具有可操作性，安全可靠。事实也证明了这一点。

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