李宗來

中鐵一局集團有限公司安全質(zhì)量監(jiān)察部，陜西 西安 710054

自中國鐵路客運專線和高鐵大規(guī)模開工建設(shè)以來，900T（32m跨度）后張拉法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，由于其截面大、體積重、科技含量高，預(yù)制工藝復(fù)雜，檢驗驗收標準嚴格等特點，從而對箱梁模板的設(shè)計、制造與安裝提出了較高的要求，受到了多家施工單位和機械設(shè)計制造單位的高度重視和關(guān)注。2009年底武廣客專建成通車，進一步驗證了900T鐵路箱梁制造的成功技術(shù)，但是箱梁的成功制作離不開模板的優(yōu)化設(shè)計和安全性設(shè)計。

1 概述

900T箱梁的模板分內(nèi)模、外模兩大部分，其中外模又分為底模、側(cè)模和端模3部分，內(nèi)模則由走行機構(gòu)（龍骨）、液壓及支撐系統(tǒng)和模板系統(tǒng)3部分組成。鑒于外模大部分采用固定的鋼砼結(jié)構(gòu)，強度、剛度、穩(wěn)定性及準確的機構(gòu)尺寸基本符合設(shè)計要求，安全性能可靠，下面重點介紹可移動式液壓內(nèi)模的安全性設(shè)計。

1）模板具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性及準確的結(jié)構(gòu)尺寸。板面平整，過度平順，要求平整度控制在1mm/m以內(nèi)，接縫錯臺控制在1mm以內(nèi)且接縫嚴密，避免漏漿。拼裝后模板整體長度±10mm，高度±5mm。

2）外模的底模及側(cè)模要能調(diào)節(jié)，便于根據(jù)設(shè)計要求及制梁的實際情況設(shè)置反拱。端模預(yù)留孔道偏離設(shè)計位置：≤3mm。

3）要求模板整體設(shè)計機械化成度高，降低工人勞動強度，并便于運輸、加工、安裝及拆卸，生產(chǎn)安全性能高。

4）模板的焊接要符合結(jié)構(gòu)件焊縫標準GB/T985-1998，所用材料要符合材料標準GB/T7659-1987。

2 設(shè)計方案

2.1 內(nèi)模

900T箱梁的特點是中間段箱室截面大，梁端部1.5m左右箱室截面小,尺寸變化較大，箱型腔中心軸線呈折線狀，中間有3m左右的過渡段。為了提高施工進度和工程質(zhì)量，減輕作業(yè)人員的勞動強度，確保作業(yè)人員的安全，預(yù)制梁場基本上多采用液壓整體收縮抽拔式內(nèi)模的設(shè)計。該液壓內(nèi)模由走行機構(gòu)（龍骨）、液壓及支撐系統(tǒng)和模板系統(tǒng)3部分組成。走行機構(gòu)也稱內(nèi)?？v梁或龍骨，起到把整個內(nèi)模連接成整體及行走的作用；液壓及支撐系統(tǒng)起到收縮、支撐及升降內(nèi)模的作用，液壓系統(tǒng)采用分流集流閥保證同側(cè)油缸同步；其截面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖 1液壓內(nèi)模

液壓整體收縮抽拔式內(nèi)模特點：

1）操作輕便、結(jié)構(gòu)安全、定位精確，內(nèi)模整體進出，最大限度地減少了出梁后的拆卸、吊裝、安裝等連續(xù)作業(yè)量。

2）采用液壓控制自動縮放。（除撐桿外）無需人工拆卸內(nèi)模，自動化程度高，工程質(zhì)量有保障、生產(chǎn)效率高，大大減少了勞動用工和作業(yè)人員的勞動強度。

3）鋼模整體性好，整體剛度大，容易保證梁體外觀尺寸，表面平整光潔，混凝土表面平整、美觀，有效避免了通常的質(zhì)量通?。ǚ涓C、麻面、露筋等）或質(zhì)量缺陷可能造成的安全事故、經(jīng)濟損失等。

3 設(shè)計計算

3.1 荷載計算

900T箱梁采用的均為高性能混凝土，其特點是塌落度較大，初凝時間長，一般要求整梁在6小時內(nèi)澆筑完成，梁高通常為3.05m，其澆筑速度約為0.6m/h。

新澆混凝土側(cè)壓力按以下兩個公式計算，并取其較小值。

式中F1為混凝土側(cè)壓力（kN/m2）；t0為混凝土初凝時間（h），取8h；γc為混凝土重力密度，取25kN/m3；β1為外加劑影響修正系數(shù)，取1.2；β2為混凝土塌落度影響修正系數(shù)，取1.15；V為混凝土澆筑速度，取0.6m/h；H為計算處至新澆混凝土頂面的高度，取3.05m。

經(jīng)計算，最終?。?）式的結(jié)果F1=47.03kN/m2為計算值。

混泥土振搗荷載F2，取F2=4kN/m2。

混凝土傾倒荷載F3，取F3=6kN/m2。

施工人員及設(shè)備荷載F4，取F4=2.5kN/m2。

則側(cè)模的側(cè)壓力荷載組合為 F=F1+F2+F3+F4=59.53kN/m2。

3.2 計算結(jié)果

采用SAP84有限元結(jié)構(gòu)分析軟件分析計算模型，計算結(jié)果如下：

內(nèi)模：面板：fmax=0.26mm，滿足要求。

橫肋：fmax=0.09mm，滿足要求。

數(shù)據(jù)取值對照：《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GBJ17-86）、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-89）和《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及技術(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（JTJ025）及無砟軌道預(yù)制箱梁設(shè)計圖紙等。

4 加工制造

由于900T箱梁模板要求高，在制作時應(yīng)該注意以下問題：

1）采用國家正規(guī)生產(chǎn)廠家的鋼材，保證材質(zhì)，板面光潔。

2）采用的液壓元件及標準件都應(yīng)為正規(guī)廠家產(chǎn)品，并附合格證書。

3）設(shè)置整體工裝及分件工裝，保證模板整體及分部的結(jié)構(gòu)形狀。

4）面板下料對角誤差控制在1.5mm內(nèi)，保證拼縫錯臺小于1mm。

5）連接框板孔誤差控制在0.5mm內(nèi)。

6）焊接嚴格按規(guī)范施工，確保焊縫的強度。

7）模板組焊成型后要整體試拼裝檢查，對不合適部位要矯形加固，合格后編號。

8）模板結(jié)構(gòu)件打磨清渣后，噴漆入庫。

5 安裝事項

5.1 箱梁模板的立模順序

安裝底?！惭b側(cè)?！惭b滑靴支座→涂脫模劑→吊裝梁體鋼筋骨架→安裝端?！┲瓶啄z管→內(nèi)模就位→吊裝橋面板鋼筋→吊裝橋面聯(lián)結(jié)系。

5.2 立模時的注意事項

1）模板應(yīng)清理干凈，脫模劑應(yīng)涂刷均勻，不能漏涂或多涂。

2）模板的接縫應(yīng)平順，其錯臺不大于1mm，要嚴密不漏漿。

3）安裝底模時應(yīng)在底模上準確標出梁體的中軸線，并調(diào)整底模的反拱度。

4）底模與側(cè)模的密封采用燕尾橡膠條進行密封,底模與端模的密封采用海綿橡膠條進行密封。

6 結(jié)論

經(jīng)過近幾年的發(fā)展，900T箱梁液壓內(nèi)模及整體外模的技術(shù)已經(jīng)基本成熟，其整體強度高，剛性好，操作方便，生產(chǎn)效率高，勞動強度低，安全投入少，使用其生產(chǎn)的梁體外觀光潔平整，幾何尺寸完全符合要求。

[1]侯田海.秦沈客運專線箱梁內(nèi)模設(shè)計與制造[J].筑路機械 與施工現(xiàn)代化，2003，3：5-7.

[2]趙光宇.秦沈客運專線箱梁模板制作、安裝、拆除技術(shù)初 探[J].鐵道標準設(shè)計，2000，20：16-18.