菩薩崖大橋空心薄壁高墩模板設(shè)計

杜　鵑

（中鐵十八局集團第六工程有限公司　天津　300222）

菩薩崖大橋空心薄壁高墩模板設(shè)計

杜鵑

（中鐵十八局集團第六工程有限公司天津300222）

針對菩薩崖大橋的實際情況，設(shè)計空心薄壁高墩模板，并進行強度、剛度驗算，計算結(jié)果表明設(shè)計方案是可行的。工程實踐表明所采用模板方案是合理的，保證工程的順利進行。

高墩模板翻模施工

1　工程概況

河北省石家莊至冀晉界公路是京昆高速公路在河北省境內(nèi)的石家莊段，是京昆高速公路與青銀高速的重合段，項目主體工程LJ-8標段，起訖里程為K49+153～K52+118，路線全長為2.965 Km，位于山前淺山區(qū)及太行山麓，路線多為沿山谷布設(shè)，橋梁墩高均較高。菩薩崖大橋墩高最大為63.2 m，采用空心薄壁墩，墩身截面為2 400 mm×1 600 mm，墩帽截面為1 140 mm×2 100 mm。該橋為標段重點控制性工程之一，對工期要求非常嚴格，根據(jù)進度計劃墩身施工占了整個施工期的很大一部分，因此墩身施工方法及模板方案極為重要，也直接影響到整個大橋能否按期完成。

2　模板方案設(shè)計

高墩施工模板傳統(tǒng)的方法主要有翻模法、爬模法及滑模法[1,2]。經(jīng)過分析，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備和人員經(jīng)驗決定采用翻模法施工?？招谋”诙辗Ｊ┕は底猿蟹ㄊ┕んw系，利用已澆完的下節(jié)混凝土墩身及模板承受上一節(jié)混凝土的施工荷載，模板循環(huán)施工直至墩頂標高[3]。模板基本參數(shù)如下：

（1）基本信息：內(nèi)楞間距275 mm，外楞間距1 000 mm，外楞四角設(shè)置對拉桿，對拉桿規(guī)格為M25精軋螺紋鋼。

（2）內(nèi)楞信息：內(nèi)楞選用槽鋼，規(guī)格為100mm×48mm×5.3mm，慣性矩為IX=198cm4，截面模量為WX=39.7cm3。

（3）外楞信息：外楞（寬方向）選用槽鋼規(guī)格為 2[120mm×53mm×5.5mm， 慣性矩為IX=2′346cm4，截面模量為WX=2′57.7cm3。外楞（長方向）選用槽鋼規(guī)格為2[160mm×65mm×8.5mm/2，慣性矩為IX=2′935cm4，截面模量為WX=2×117cm3；槽鋼為2[160mm×65mm×8.5mm；慣性矩為IX=2′3530cm4，截面模量為WX=2′282cm3。

（4）面板參數(shù)：面板為Q235鋼，面板厚度為6.00mm；以1 m為計算單元，慣性矩為IX=1.8cm4，截面模量為WX=6cm3；彈性模量E=210 GPa；

（5）對拉螺桿參數(shù)：對拉螺桿采用精軋螺紋鋼M25×1 140 mm。

3　橋墩模板驗算

根據(jù)要求，設(shè)計計算值需小于模板強度設(shè)計值：抗彎強度設(shè)計值[[f]205MPa ，抗剪強度設(shè)計值[[fv]]=125MPa ，撓度設(shè)計值L?250。

3.1模板面板計算

面板看作是兩端固定的受彎構(gòu)件，取單位板寬計算。模板荷載標準值為 q=78.88KN/m，計算簡圖如圖1(a)所示。經(jīng)計算，跨中彎矩為248302N·mm；固定端彎矩為-496604N·mm，跨中撓度為0.5mm，如圖1(b)、1(c)所示。

圖1　模板面板受力計算簡圖

3.1.1抗彎強度驗算

面板截面的最大應力值：

滿足設(shè)計要求。

3.1.2抗剪強度驗算。

面板截面受到的最大剪應力值：

滿足設(shè)計要求。

3.1.3撓度驗算

變形量為0.5mm

3.2模板內(nèi)楞驗算

內(nèi)楞承受來自模板的荷載，可以把內(nèi)楞看成在均布荷載作用下的三跨連續(xù)梁，荷載q=20.85KN/m，通過力矩分配方法進行計算，計算簡圖見圖2(a)。經(jīng)計算，邊跨最大正彎矩為123797N·mm；中跨最大正彎矩為1140238N·mm，支點彎矩為1466011 N·mm。

3.2.1內(nèi)楞抗彎強度驗算

內(nèi)楞的最大應力計算值：

圖2　模板內(nèi)楞受力計算簡圖

3.2.2內(nèi)楞抗剪強度驗算。

內(nèi)楞最大剪力：V =10.4++8.1==18.5KN

內(nèi)楞受到的最大剪應力值：

3.2.3內(nèi)楞撓度需取最不利跨進行檢算：

3.3外楞計算

外楞直接承受來自內(nèi)楞傳遞的荷載，可把外楞看成簡支梁用來檢算，計算簡圖如圖 3所示。經(jīng)計算，跨中最大正彎矩為1 4806 N·mm，最大負彎矩為1 504 N·mm。

3.3.1外楞抗彎強度驗算

外楞的最大應力值：

3.3.2外楞抗剪強度驗算

外楞的最大剪力：

內(nèi)楞截面的受剪應力計算值：

圖3　模板外楞受力計算簡圖

3.3.3撓度驗算

撓度驗算公式與均布荷載作用下?lián)隙扔嬎阆嗨疲?/p>

滿足設(shè)計要求。

3.4穿墻螺栓檢驗

M25螺栓最大容許拉力值：

4　結(jié)語

橋梁工程施工對結(jié)構(gòu)物表面的要求很高，因此模板的設(shè)計和施工就非常重要，既要保證模板的力學要求，又要保證模板的形狀、尺寸、位置、連接等要求。文章給出了菩薩崖1號大橋高墩模板施工方案設(shè)計，通過施工的應用和檢驗得出，模板方案設(shè)計是合理可行的。

[1]蔡新寧,李懷友.滑-翻結(jié)合液壓模板在高墩施工中的應用[J].施工技術(shù),2014,43(16):63-65

[2]張允海,李金成.薄壁空心高墩翻模施工質(zhì)量控制[M].公路,2013,(10):261-263

[3]范立礎(chǔ).橋梁工程[M].北京:人民交通出版社,2012

Design of Formwork for the Thin-walled Tall Hollow Pier of Pusaya Bridge

DU Juan
(No.6 Engineering Corporation Limited of China Railway 18th BureauGroup Co., ltd，Tianjin300222)

Based on the actual condition of Pusaya Bridge, the formwork for the thin-walled tall hollow pier was designed. By checking the strength and stiffness of the formwork, the article verifies the feasibility of the design scheme. The project practice shows that the formwork design is reasonable, and has ensured the smooth construction of the project.

tall pierformworkover-form construction

?

A

1673-1816(2015)04-0031-05

2015-10-14

杜鵑（1981-），女，江蘇泰興人，工程師，研究方向土木工程的施工技術(shù)與管理工作。