移動模架造橋機內(nèi)模設(shè)計

【摘要】移動模架造橋機內(nèi)模一般采用整體鋼構(gòu)，移動、拆卸較笨重，且成本過高，為節(jié)省施工成本，保證拆卸、移動方便，對內(nèi)模進行重新設(shè)計是十分必要的，本文針對濟南黃河大橋7×30m跨等截面連續(xù)箱梁移動模架造橋機進行了內(nèi)模設(shè)計，經(jīng)施工檢驗，該設(shè)計滿足工程質(zhì)量、施工進度、拆裝速度等要求。提出了一套造橋機內(nèi)模設(shè)計——施工方案，為同類工程提供了參考。

【關(guān)鍵字】移動模架造橋機；內(nèi)模；結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.前言

隨著跨江高速公路的不斷發(fā)展，橋梁逐漸增多。目前國內(nèi)適用于旱地橋梁施工的造橋機多采用整體或分離式鋼模板，內(nèi)部采用液壓支撐系統(tǒng)，屬于一次安裝，多次循環(huán)使用。鋼模板重量較大，拆卸、箱梁內(nèi)運輸困難，且購買成本高，因此整體或分離式鋼模板的應(yīng)用受到一定限制。

本文針對箱梁過人孔較小、橫幅較寬、跨度較大的連續(xù)箱梁內(nèi)模施工進行了設(shè)計——實踐驗證，提出了一套整體方案。

2.工程概述

2.1 工程概況

青銀高速公路濟南黃河大橋位于山東省濟南市北部，是國道主干線青島～銀川公路（也是濟南北繞城高速公路）跨越黃河的一座特大橋，同時也是京滬高速公路復線（山東段）的關(guān)鍵工程之一，橋梁全長4473.04m。本標段主要工程內(nèi)容包括北側(cè)跨大堤橋（75m+140m+75m）和北側(cè)堤外引橋（6×45m+6×45m+7×30m+6×30m）。設(shè)計為雙向八車道。

2.2 上部結(jié)構(gòu)施工工藝

北側(cè)堤外引橋跨徑45m、30m現(xiàn)澆梁主梁均采用單箱單室斷面，梁高3m、1.8m等高度梁；箱梁頂板寬度19.55m，底板寬度9.75m，懸臂長度3.9m，懸臂板根部厚65cm。

2.3 造橋機選定

架橋機通過招標選定鄭州大方橋梁機械廠生產(chǎn)的DZ45m/1900t 、DZ30m/1200t兩套滑移模架，分別用于45m、30m跨連續(xù)箱梁。由于考慮到工程施工成本，加之連續(xù)箱梁墩頂過人孔尺寸過?。?.2×0.8m），廠制內(nèi)模無法通過，因此未采購配套內(nèi)模。

3.內(nèi)模結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 模型選定

依據(jù)箱梁截面尺寸及實際施工要素，取腹板變寬段斷面為計算（研究）對象。內(nèi)模骨架采用工字鋼；支撐系統(tǒng)采用鋼管，支撐系統(tǒng)間的連接采用栓接（鉸接），支撐系統(tǒng)與骨架間采用螺栓——鋼板連接（計算中視為鉸接）；骨架間連接采用焊接，腹板處采用鉸接，以便拆裝和運輸。骨架間距（排距）設(shè)置為0.75m。

3.2 荷載確定

根據(jù)各種荷載基本數(shù)值，結(jié)合施工手冊進行修正：

①砼自重：q1=6.47KN/m

②施工附加重量：q2=2.25KN/m（僅對水平模板施加）

③砼振搗沖擊荷載：q3=1.8KN/m～3.6KN/m（或q3=1.8+1.8sinα，α為模板傾斜角度）

④側(cè)壓力：首段砼500m3，砼的澆注速度V=0.18m/h，計算得：

Pmax=12.12KN，則側(cè)壓力值為

1.2γH H<0.51m（γ：砼比重，H：砼厚度）

14.54KN H≥0.51m

3.3 結(jié)構(gòu)檢算

首先根據(jù)箱梁截面尺寸計算內(nèi)模各構(gòu)件長度（包括骨架各局部長及支撐桿件長度）。經(jīng)檢驗，選定系統(tǒng)為幾何不變體系，可進行結(jié)構(gòu)計算及檢驗。

（1）內(nèi)模骨架進行受力分析

因骨架主要承受彎矩和剪力，分別對骨架各段進行剪力、彎矩計算，最終可得最大剪力發(fā)生在EF構(gòu)件上，該構(gòu)件最大剪力：Qmax=15.63KN（↓），最大剪力作用位置在E端內(nèi)側(cè)。

最大彎矩發(fā)生在AB構(gòu)件上，其最大彎矩為：Mmax==6.14 KN·m位置在AB跨中，AB構(gòu)件上壓下拉。

經(jīng)檢算，若采用高度為12cm的工字鋼其最大剪力及彎矩均滿足強度、剛度要求。

（2）內(nèi)模支撐系統(tǒng)受力分析

考慮到內(nèi)撐系統(tǒng)各桿件的基本受力情況（軸力），以及實際各桿件的長度及位置，選豎直、水平方向的桿件作簡單計算，同時對斜向穩(wěn)定桿（起結(jié)構(gòu)穩(wěn)定作用的連桿）作相應(yīng)的穩(wěn)定檢算。

（3）斜向桿件：因斜向桿件與豎直桿件共同承受豎向荷載，且與其水平連桿共同承受水平作用力，且工作過程中斜向桿件的受力均較水平桿件和豎直桿件小，其協(xié)調(diào)穩(wěn)定的能力不會喪失，故可不予檢算。

4.實際運用

內(nèi)模組裝程序為：為單個骨架地面拼裝、5組骨架地面分節(jié)組裝、安裝支撐系統(tǒng)及面板（面板采用竹膠板）、分節(jié)吊裝至鋼筋骨架內(nèi)、接縫處理。

內(nèi)模組裝后進行了節(jié)段最大承受力預壓試驗及支撐系統(tǒng)檢算，去掉了6根斜向桿件，整個內(nèi)模系統(tǒng)能滿足剛度需要（如下頁圖）。

內(nèi)模采用地面組裝。地面組裝完成后整體運輸至施工現(xiàn)場吊裝，吊裝時應(yīng)按照預先設(shè)置的編號順序進行。

當混凝土強度達到設(shè)計要求時進行內(nèi)模拆卸。首先拆除內(nèi)模支撐系統(tǒng)，其次根據(jù)連接方式分解內(nèi)模骨架，最后拆除竹膠板面板。構(gòu)件運輸至加工場地進行調(diào)整后可重復利用。

該內(nèi)模在施工過程中要嚴格控制構(gòu)件長度、加工工藝、連接強度，確保整體穩(wěn)定性及承載能力。

5.內(nèi)模設(shè)計特點

（1）技術(shù)優(yōu)點。該內(nèi)模設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單、精度易控制、整體自重小、裝、拆簡單、施工周期短等特點，極大的提高了施工效率，保證了施工質(zhì)量。

（2）經(jīng)濟效益。經(jīng)過經(jīng)濟比較，該內(nèi)模循環(huán)使用較購買成套內(nèi)模節(jié)省約70余萬元。

6.結(jié)語

本次針對旱地等截面連續(xù)箱梁內(nèi)模進行了設(shè)計計算，并通過工程實踐驗證了此種設(shè)計的可行性及優(yōu)越性，為同類工程施工提供了參考。同時，提出了一套箱梁模板設(shè)計方法，便于其他類型的工程借鑒使用。

參考文獻

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[5]《型鋼規(guī)格參考手冊》