南京三橋D1標(biāo)移動(dòng)模架不銹鋼箱梁模板的設(shè)計(jì)與施工

1、南京三橋D1標(biāo)移動(dòng)模架箱梁模板的設(shè)計(jì)與施工中港二航局第四分公司 孫立軍移動(dòng)模架是目前較先進(jìn)流行的橋梁施工法。但采用此設(shè)備澆筑的箱梁外觀難以達(dá)到美觀的效果。采用移動(dòng)模架施工法保證混凝土脫模后具有良好的外觀，除使用的材料、混凝土澆筑工藝影響混凝土外觀質(zhì)量以外，模板的質(zhì)量是至關(guān)重要的一項(xiàng)因素。模板的設(shè)計(jì)不合理以及制作的缺陷均會嚴(yán)重地影響混凝土的外觀質(zhì)量。以往的工程在施工當(dāng)中不太注重外觀質(zhì)量，造成了模板的設(shè)計(jì)剛度較弱、拉桿布置很密。在制作時(shí)，廠家對模板的尺寸、平整度控制不嚴(yán)，造成模板拼裝時(shí)有較大的錯(cuò)臺及尺寸偏差較大的諸多問題存在。模板的選材同樣影響著混凝土的外觀質(zhì)量。一、D1標(biāo)箱梁概況D1標(biāo)箱梁共有單

2、幅25跨，雙幅50跨。其跨中標(biāo)準(zhǔn)截面尺寸為頂板寬15.4m、底板寬6.2m、腹板厚50cm、翼緣板寬4.1m、頂?shù)装搴?5cm。箱梁跨中標(biāo)準(zhǔn)截面尺寸圖二、清水混凝土箱梁模板的設(shè)計(jì)、制作方案為了達(dá)到清水混凝土的要求，我部加大了模板的設(shè)計(jì)與制作力度。力爭將以往模板的缺陷在設(shè)計(jì)制作上避免，如不可能避免的話，要將缺陷的不利影響降到最低。在設(shè)計(jì)與制作上我們在以下幾個(gè)方面作了較大的改進(jìn)和加強(qiáng)：. 箱梁模板的剛度。模板的剛度是保證外形尺寸的最基本條件。考慮到采用移動(dòng)模架施工箱梁，模板的拆拼次數(shù)少，以及降低移動(dòng)模架自身的重量，采用了6mm優(yōu)質(zhì)熱軋鋼板做面板，以及利于提高平整度和剛度的槽鋼8作模板次梁。模板主梁

3、采用H25型鋼。. 模板的分塊。橫橋向?qū)挾纫砭壈?、腹板均為無拼接縫，底模從中間分為兩塊?？v橋向長度均不小于7.0m為一段，總共分8段共計(jì)58.7m長。. 模板拼縫的處理。模板的拼縫采用常規(guī)的螺栓連接，螺栓孔采用模數(shù)化開孔。在模板的塊與塊之間，增設(shè)定位凹槽，用于調(diào)整模板的錯(cuò)臺現(xiàn)象。. 模板拉桿。箱梁較高，拉桿孔對外觀的影響較小，故箱梁腹板設(shè)兩層拉桿。這樣可以在保證模板剛度的情況下，降低模板重量。. 材料的選用。模板的材料均選用新軋制無變形的鋼材。面板采用6mm板。. 板面的處理。箱梁模板表面貼焊不銹鋼板。. 邊框的處理。鋼模板的邊框質(zhì)量是決定模板的拼裝質(zhì)量的一個(gè)重要因素。為了使拼裝后的模板尺寸精

4、度高，降低拼縫的寬度，使拼縫順直，模板廠家在制作完畢后，要將模板周邊刨邊處理。（制作模板時(shí)，為了滿足刨邊的工藝需要，模板的制作尺寸要稍大于設(shè)計(jì)尺寸。）. 模板尺寸。制作模板時(shí)嚴(yán)格控制尺寸，滿足南京長江第三大橋清水混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制要點(diǎn)的要求。三、箱梁模板計(jì)算1、設(shè)計(jì)依據(jù)南京長江第三大橋施工圖第三冊第五分冊（北引橋上部結(jié)構(gòu)(一)）南京長江第三大橋清水混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制要點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ17-88）鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50205-95）鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)（GB502221-95）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ9-87）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）公路施

5、工手冊（橋涵）（上冊）路橋施工計(jì)算手冊（人民交通出版社出版）2、施工工況 澆筑方式采用泵送機(jī)振，澆筑速度為1.5m/h，坍落度偏安全考慮為1618cm。初凝時(shí)間綜合考慮為2325小時(shí)。3、設(shè)計(jì)計(jì)算模板最大側(cè)壓力計(jì)算根據(jù)以下兩個(gè)公式計(jì)算取小值。 公式一: 公式二: 式中: 新澆筑的混凝土對模板的最大側(cè)壓力(kN/m2)；混凝土的容重取25kN/m3；新澆混凝土的初凝時(shí)間20h；混凝土外加劑影響修正系數(shù)，取1.2；混凝土的坍落度影響系數(shù)取1.3；混凝土的澆筑速度1.5 m/h；混凝土澆筑的最大高度2.8m。經(jīng)計(jì)算對比，應(yīng)采用公式二的計(jì)算結(jié)果。即=70kN/m2混凝土傾倒荷載=2 kN/m2 荷載分

6、項(xiàng)系數(shù)取1.2則： kN/m2翼緣板、底板壓力計(jì)算略。模板設(shè)計(jì)參數(shù)模板的基本結(jié)構(gòu)：面板采用6毫米Q235熱軋鋼板、面板后面的次梁用的8槽鋼（間距2030cm），背肋主梁采用H25型鋼（最大間距90cm）。腹板設(shè)兩層拉桿。模板分塊原則：橫橋向?qū)挾纫砭壈?、腹板均為無拼接縫，底模從中間分為兩塊?？v橋向長度均不小于7.0m為一段，總共分8段共計(jì)58.7m長。模板計(jì)算為了較精確的計(jì)算出模板實(shí)際的變形情況，采用有限元軟件計(jì)算移動(dòng)模架箱梁模板，結(jié)構(gòu)如下：圖一有限元計(jì)算模型圖二 模板垂向變形云圖圖三 模板橫向變形云圖圖四 底模板垂向變形云圖從計(jì)算各變形云圖來看，模板的剛度滿足要求。四、箱梁模板表面處理貼焊不銹

7、鋼板要使箱梁外觀達(dá)到清水混凝土要求，具有足夠剛度的普通鋼模板還不能滿足要求的。故需要對模板的面層進(jìn)行處理。為達(dá)到理想的效果，我們進(jìn)行多種試驗(yàn)：a、對表面進(jìn)行酸洗拋光處理。試驗(yàn)證明是失敗的。因?yàn)橐苿?dòng)模架施工箱梁周期較長，拋光后的模板很容易生銹，使混凝土外觀顏色變紅。b、在其表層貼高強(qiáng)度環(huán)氧玻璃纖維布層壓板。其效果較好基本可以達(dá)到竹膠板模板的效果。但其外觀還不是非常理想，而且損耗相當(dāng)大，總體施工費(fèi)用較大。C、在其表面貼焊0.8mm厚優(yōu)質(zhì)不銹鋼板。實(shí)際證明是成功的。箱梁的外觀非常理想。貼焊不銹鋼板前期一次性投入較大，但維護(hù)費(fèi)用較低，總體施工費(fèi)用較低。在模板上貼焊不銹鋼板，在國內(nèi)的特大型橋梁中，也有先

8、例，但以失敗而告終。我們分析了以前的粘貼方法，其主要不足之處在于：采用抽心鉚釘方式粘貼，不牢固。而且鉚釘高出模板面板,影響外觀。鉚釘?shù)拿芏忍?，造成不銹鋼板局部有突起的起包現(xiàn)象。施打鉚釘?shù)倪^程中，也容易出現(xiàn)起包現(xiàn)象。不銹鋼板的邊緣容易流入水泥漿，水泥漿干結(jié)，不銹鋼板就不能恢復(fù)到原來的平整狀態(tài)，從而使模板報(bào)廢。綜合分析后，我們還是采用了貼不銹鋼板的方法。但對其工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。采用了貼焊的施工工藝。具體貼焊工藝：.清理普通鋼模板表面。普通鋼模板表面要嚴(yán)格清理。不得有銹跡、油污、砂石等雜物，否則不銹鋼焊點(diǎn)容易脫焊或平整度不好。.不銹鋼板排布不銹鋼板要合理排布，為了節(jié)省不銹鋼板，減少不必要的損耗，不

9、銹鋼板可以由廠家定尺生產(chǎn)。.焊接工藝不銹鋼板采用氬弧焊焊接（見圖一）。焊接時(shí)壓住焊把使不銹鋼板緊貼普通模板，使不銹鋼板完全熔焊在普通鋼模板上（如圖二）。焊點(diǎn)間距按照15CM15CM布置。每一塊不銹鋼板邊緣焊點(diǎn)間距為5CM，或更小。圖五氬弧焊機(jī)圖圖六 不銹鋼板焊接.焊點(diǎn)處理焊點(diǎn)部位，會因受熱而變色，可以用不銹鋼酸洗液進(jìn)行清洗。五、不銹鋼板的日常維護(hù) 不銹鋼板使用過后，表面會發(fā)暗，并且局部會粘有水泥漿。因混凝土的粘接力，局部會有翹起的現(xiàn)象。故此不銹鋼板表面要進(jìn)行清理和維護(hù)。不銹鋼板表面不能采用刮刀等硬質(zhì)工具清理，要采用拖布、不銹鋼酸洗液等進(jìn)行表面處理，以保持表面的光潔度。翹起部位可以在清理不銹鋼及

10、普通鋼板之間的縫隙后，重新采用氬弧焊機(jī)焊接。 另外，在使用時(shí)還要特別注意以下幾個(gè)問題：不能在模板上拖拽鋼筋等物品，以免使不銹鋼板表面受損，而影響混凝土的外觀。在模板上焊接鋼筋時(shí)，一定要在焊接處沖水，這樣可以很好的防止焊渣使不銹鋼表面變色生銹。脫模后立即快速清理模板，不能拖延時(shí)間。小結(jié)： 通過貼焊不銹鋼板，改善了箱梁模板面板的表層狀態(tài)，使面板表層達(dá)到了良好的鏡面效果，避免了鋼板氧化層對混凝土外表面的影響，最大程度的減少了面板對混凝土內(nèi)氣泡的吸附，使?jié)仓南淞和庥^達(dá)到了非常理想的狀態(tài)。箱梁外觀見圖七、八所示。 雖然貼焊不銹鋼板工藝在箱梁上得到了成功的應(yīng)用，但將此方法應(yīng)用于墩身施工，還存在一定的缺陷。因?yàn)椴讳P鋼的焊點(diǎn)在混凝土面留下的痕跡不是很明顯，