談箱梁模板的設(shè)計(jì)

高海榮

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

0 引言

箱形結(jié)構(gòu)由于具有抗扭剛度大、整體性能好、易于維護(hù)、外形流暢美觀等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程中得到廣泛的應(yīng)用。目前我國(guó)無(wú)論是公路、鐵路還是城市立交橋梁，多采用“后張預(yù)應(yīng)力箱梁結(jié)構(gòu)”，在設(shè)計(jì)，施工及驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面，都積累了相當(dāng)寶貴的經(jīng)驗(yàn)。同樣，箱梁模板的設(shè)計(jì)也得到了越來(lái)越多的重視，下面對(duì)箱梁模板的設(shè)計(jì)做簡(jiǎn)要論述。

1 底模設(shè)計(jì)

底模一般用于現(xiàn)澆箱梁的施工中，一般采用膠合板或鋼模板。

1.1 木底模抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算

為方便計(jì)算，縱橋向取1 m板長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算:

其中，qB為1 m寬板長(zhǎng)沿橋橫向的線荷載，kN/m。

其中，δ為膠合板的厚度，m。

當(dāng)σ=M/W≤［σW］時(shí)，符合要求。

否則重新排矩或在膠合板下放組合鋼模板或4 cm厚木板重新計(jì)算。

其中，M為1 m寬度內(nèi)，沿d長(zhǎng)度方向的膠合板彎矩，kN·m;W為1 m寬膠合板的截面抵抗矩;σW為膠合板抗彎強(qiáng)度，MPa，根據(jù)膠合板出廠說(shuō)明書(shū)取用，一般宜使用的膠合板厚度δ≥10 mm。

1.2 鋼模板強(qiáng)度計(jì)算、剛度驗(yàn)算

鋼模板的選材一般面板為4 mm～6 mm厚的冷軋鋼板，面板之后的加強(qiáng)橫、豎肋用不等邊角鋼或槽鋼。

1)設(shè)計(jì)荷載。

模板重(底模、芯模)q1;鋼筋混凝土重q2;施工人員、施工材料等臨時(shí)荷載q3。

2)計(jì)算強(qiáng)度。

在順橋向每隔d(cm)簡(jiǎn)支一道，在橫橋向懸空，模板之間的連接認(rèn)為是剛性連接(螺栓較多)，這樣箱梁的底?？山频淖鳛檫B續(xù)梁(n＞3)，見(jiàn)圖1。

加勁肋最大彎矩:

其中，q為沿順橋方向的均布荷載，q=q1+q2+q3，kN/m;l為每道支撐間距，l=d，m。

截面模量:

其中，I為沿順橋方向的加強(qiáng)肋慣性矩，I=nI1，n為在橫橋向?qū)挾葍?nèi)的加強(qiáng)肋條數(shù)，I1為一根不等邊角鋼或槽鋼的慣性矩，其中，模板面板的慣性矩可忽略不計(jì);rmax為形心到截面邊緣的最大距離。

其中，σ為角鋼或槽鋼的允許應(yīng)力。

3)剛度驗(yàn)算。

其中，fmax為多跨連續(xù)梁撓度，cm;d為支承跨距，m;E為鋼材的彈性模量。

其余符號(hào)意義同前。

其中，［f］為鋼板及加強(qiáng)肋的允許撓度。

當(dāng) fmax≤［f］，同時(shí)面板變形不超過(guò) 1.5 mm，即［f］≤1.5 mm時(shí)，剛度符合要求。

當(dāng)橋梁位于曲線上時(shí)，其底?？勺龀商菪畏派錉钫劬€形。

2 側(cè)模設(shè)計(jì)

側(cè)模板的構(gòu)成材料一般為木模貼膠合板和鋼模板，對(duì)木模來(lái)講周轉(zhuǎn)次數(shù)少，較適用于一次投入或周轉(zhuǎn)2次以?xún)?nèi)的施工;對(duì)于鋼模板適用于多次周轉(zhuǎn)及大型箱梁的施工。對(duì)于側(cè)模板計(jì)算，多數(shù)僅做側(cè)壓力的計(jì)算，對(duì)翼板部分由于重量較輕，可不做計(jì)算。

2.1 側(cè)模板所受側(cè)壓力的計(jì)算

1)振搗混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力，kPa;

2)新澆混凝土對(duì)側(cè)模的最大側(cè)壓力為:

其中，Pmax為新澆混凝土對(duì)側(cè)模板的最大側(cè)壓力，kPa;h為有效壓頭高度，m;v為混凝土的澆筑速度，m/h，v≤6 m/h;γ為混凝土的容重，kN/m3;t0為新澆混凝土的初凝時(shí)間，可按實(shí)測(cè)確定;k1為外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑時(shí)，取1.0;摻緩凝作用的外加劑時(shí)，取1.2;k2為混凝土坍落度影響修正系數(shù)，當(dāng)坍落度小于30 mm時(shí)，取0.85;當(dāng)坍落度為50 mm～90 mm時(shí)，取1.0;當(dāng)坍落度為110 mm ～150 mm 時(shí)，取1.15。

上面兩式的選用一般取兩者計(jì)算結(jié)果中的較小者，若無(wú)具體資料時(shí)，可直接用Pmax=γh計(jì)算，側(cè)模板所受的最大側(cè)壓力:

2.2 側(cè)模板強(qiáng)度計(jì)算

假設(shè)板面后的加強(qiáng)肋為水平肋，水平肋被支在垂直肋上，垂直肋水平間距為l，兩水平肋之間的垂直間距為a，則分布在該水平肋上的均布荷載為:

按簡(jiǎn)支梁考慮，最大彎矩:

其中，n為在混凝土有效壓頭內(nèi)的水平肋的根數(shù);Mmax為最大彎矩，kN·m;W為截面模量;［σ］為水平肋的允許彎應(yīng)力，kPa。

2.3 模板剛度計(jì)算

fmax=(ql2)/(128EI)≤［f］=l/400 或［f］=l/500(對(duì)于鋼模板)。

3 內(nèi)側(cè)模強(qiáng)度及剛度計(jì)算

內(nèi)側(cè)模主梁由一塊翼緣板和兩塊腹板以及面板的鋼板焊接成的封閉箱形截面，由可調(diào)撐桿支撐在內(nèi)模側(cè)。按兩跨連續(xù)梁計(jì)算，將混凝土側(cè)壓力按支撐寬度分配到相應(yīng)的主梁上，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2所示。

1)內(nèi)模強(qiáng)度計(jì)算。

其中，Mmax為最大彎矩，kN·m;W為截面模量。

圖1 箱梁底模受力圖

圖2 內(nèi)側(cè)模計(jì)算圖

2)模板剛度計(jì)算。

在模板設(shè)計(jì)中，由于工地現(xiàn)狀及材料不同，可能使設(shè)計(jì)的框架形式不同，但計(jì)算模式相同。

［1］《組合鋼模板施工手冊(cè)》編寫(xiě)組.組合鋼模板施工手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，1984.

［2］向中富，鄒毅松，楊壽忠.新編橋梁施工工程師手冊(cè)［M］.北京:人民交通出版社，2011.

［3］交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊(cè)(上、下)［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［4］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)［S］.