（江西省路橋工程集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000）

布克賽爾特大橋是一座預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋（主跨200m），橋長1132m，橋梁最大跨徑200m，墩高最大為160m。本文以該橋10#墩為例論述步履式液壓提升模板澆筑施工，橋墩高度為45m，橋墩截面長10.5m，寬3m，該橋墩墩柱1#節(jié)段（墩腳部位）采用普通鋼模板施工，橋墩其余部分澆筑施工采用步履式液壓提升模板施工。

一、步履式液壓提升模板設(shè)計

（一）設(shè)計原理

這種步履式液壓的提升模板，是其在橋梁高墩施工中的主要特點，該裝置由“上外層模架＋下外層模架＋內(nèi)部模板＋提升系統(tǒng)（液壓式）＋連接架”，以及上下操作平臺組成。整體設(shè)計圖如圖1所示。采用齒口的形式對接上下外模架，以保障外模架擁有足夠的支撐剛度。

圖1 步履式模板整體設(shè)計圖

采用該套模板設(shè)備施工橋梁墩柱時，當(dāng)上一節(jié)段的混凝土完成澆筑，同時下一節(jié)段的鋼筋綁扎之后，并把內(nèi)襯模板安裝完成之后，開始提升外部模架，該施工的整個過程當(dāng)中，先提升上外層模架，再提升下外層模架的，二者相互交替提升，確保內(nèi)襯模板緊固，防止在模板內(nèi)的混凝土澆筑不好，而對混凝土質(zhì)量造成一定影響。下一節(jié)段混凝土的澆筑需在前一節(jié)混凝土達(dá)到一定強度之前，從而提高施工作業(yè)的速度。

（二）采用的材料

外龍骨架弦桿是槽鋼18a；外龍骨架腹桿是角鋼L25×4；上層工字鋼是工20a；內(nèi)模板面板是5mm鋼板；內(nèi)模板橫肋是8#槽鋼；內(nèi)模板豎肋是槽鋼16a。

（三）施工荷載取值

計算外龍骨架時，針對外模板的重量，寬度方向的取值為186kg，長度方向上取值為645.5kg；平臺的載荷重量為20920N，該荷載在龍骨的上部桿件布置為線荷載方式；千斤頂在其平移的作用力的長度的方向上，每臺的重量為2.22t，每臺重量在寬度作用方向上為0.63t。

計算外龍骨架的下半部分時，外模板的重量同外龍骨架；對于下平臺，其載荷重量為3.6t；千斤頂（用于頂推）反作用力為0.225t；千斤頂（用于平移）每臺重量在作用力的長度方向上為1.85t，在其作用力的寬度方向上，每臺重量為0.525t。

表1 外龍骨架計算結(jié)果

在上層的工字架計算時，其外龍骨架的重量為22.8t，其內(nèi)模板的重量為8t，桁架的負(fù)載荷重量為3t。

計算內(nèi)模板時，澆筑產(chǎn)生的最大側(cè)壓力大小為22.63kPa。

（四）外龍骨架計算

采用Midas有限元軟件建模計算龍骨架，模擬其各種施工工況，采用梁單元對外龍骨架的上部桁架進(jìn)行建模，通過建模并分析其結(jié)果，通過對比分析，外龍骨架的上下兩部分所產(chǎn)生應(yīng)力最大值和位移最大值，與其相對應(yīng)的容許值對比計算結(jié)果，如表1所示。

從表中的數(shù)據(jù)可以看出，外龍骨架應(yīng)力均小于215MPa，滿足設(shè)計計算要求。

外龍骨架的上部分及下部分變形最大值均滿足[L]=11934/500=23.87mm要求，外龍骨架的剛度滿足設(shè)計要求。

（五）內(nèi)模板計算

取內(nèi)模架的1/4建模，并進(jìn)行簡化處理，采用ANSYS有限元軟件進(jìn)行建模計算。

在澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生兩種工況，第一種工況澆筑混凝土位于模板內(nèi)的下半部分，即混凝土的側(cè)向壓力施加范圍是在下部450mm高度內(nèi)；第二種工況在模板內(nèi)的上半部分澆筑混凝土，即澆筑混凝土?xí)r的側(cè)向壓力需要施加在模板上部450mm高度的范圍之內(nèi)。

針對上述兩種工況，分別對1/4內(nèi)模板模型進(jìn)行有限元計算分析，其最大應(yīng)力值和變形值結(jié)果如表2所示。

圖2 為在模板內(nèi)不同高度范圍施加側(cè)向壓力

圖3 在模板內(nèi)不同高度范圍施加側(cè)向壓力

表2 內(nèi)模板最大應(yīng)力和變形

通過計算結(jié)果可以看出，在兩種工況下，最大應(yīng)力安生的位置均在拉桿的銷軸處，兩種工況下的應(yīng)力最大值分別為179MPa和186MPa，均滿足設(shè)計要求。

在兩種工況的作用下，其變形最大值分別為3.44mm和1.6mm，剛度均滿足設(shè)計要求。對內(nèi)模板的設(shè)計比較合理。

二、步履式液壓提升模板使用

作為步履式模板提升連接架的主要爬升軌道，在施工墩柱的第一模混凝土?xí)r，預(yù)先在墩柱的四角位置各埋設(shè)一根直徑為5cm鋼管，鋼管的預(yù)埋位置必須準(zhǔn)確無誤，否則會對整個連接架的安裝造成嚴(yán)重后果。

澆筑完成后混凝土初凝時便可立即提升模板，首先提升上外模架，提升過程中必須將模架外側(cè)液壓收緊，使模板與外模架脫離開，從而順利提升上模架，上外模架頂升到位后立即安排人員安裝內(nèi)襯模板。

待上外模架爬升到相應(yīng)位置后，用液壓裝置將外模架與模板頂合，頂合后要緊密，然后提升下外模架。

三、結(jié)語

該工程高墩采用步履式液壓提升模板施工，本文通過對該新型模板系統(tǒng)的外龍骨架、內(nèi)模板建立模型并進(jìn)行有限元分析，計算結(jié)果表明該模板系統(tǒng)各桿件采用本文中的材料及截面，其應(yīng)力和變形情況滿足要求并具有一定的安全富裕度，表明步履式液壓提升模板設(shè)計合理，未造成材料的浪費。目前，該工程已經(jīng)建成通車，在施工過程采用新型的步履式液壓提升模板，與傳統(tǒng)模板相比無需等待混凝土形成強度便可拆模，提高了施工進(jìn)度，同時該模架的提升方式可得到很好的混凝土質(zhì)量外觀效果。該吊裝系統(tǒng)，降低了高墩建設(shè)的施工成本。