連續(xù)梁橋頂推模板設計與施工

連續(xù)梁橋頂推模板設計與施工

1頂推梁設計及結(jié)構(gòu)特點在橋梁施工中，箱梁推墻是一種常見的施工方法之一。而制梁臺模板的設計、制作是影響箱梁砼質(zhì)量好壞、工作效率高低的重要因素之一。佛開高速公路九江大橋為主跨2×160m的預應力混凝土連續(xù)梁橋,南邊孔為11孔(40m+10×50m)一聯(lián)的等截面連續(xù)梁,采用頂推法施工。頂推梁跨為50m,總頂推長度為600m。每跨分三段進行頂推,每段梁重約500t,相應的制梁臺長度設計成16.67m(制梁臺中間設一臨時墩)。其主要結(jié)構(gòu)有:(1)底板。底板由螺旋千斤頂、縱橫梁及鋼板組成。利用千斤頂可使底模整體升降。(2)外模。兩邊外側(cè)模為整體結(jié)構(gòu),可隨底板升降并可外側(cè)旋轉(zhuǎn)10°左右,以利于脫模。模板背面裝有6~8個平板震動器,主要作用是對砼震搗,使其密實。(3)內(nèi)模。內(nèi)模分為側(cè)模、上頂模、車架三部分,整個內(nèi)模連為一體并可作三維運動。以下簡要介紹外模、內(nèi)模的設計及使用。2外模模板的結(jié)構(gòu)為了適應箱梁施工質(zhì)量的要求,在構(gòu)思模板結(jié)構(gòu)時,外模著重考慮模板表面平整度和整體剛度。同時,盡量提高裝模和脫模的速度,以適應工程進度的要求。2.1通過完善的骨架結(jié)構(gòu)來保證模板材料的施工質(zhì)量,提高了土模質(zhì)量整個外側(cè)模通過骨架片作支撐,用型鋼把每片骨架(每側(cè)有11片骨架)連在一起,形成一個大的框架,然后在其表面鋪設鋼板,使表面減少接縫,提高其表面平整度。實測表明,模板的表面平整度均小于0.8mm/m。這樣做的優(yōu)點有:(1)提高了箱梁砼表面的平整度,得到了較高的外觀質(zhì)量,克服了普通模板接縫多、表面粗糙等缺點。(2)由于采用了骨架作為支撐,保證了模板的抗彎強度及剛度,施工期間沒有發(fā)生過因模板強度不足使砼鼓脹或凹陷的事現(xiàn)象。(3)由于模板外掛了多個平板震動器,使砼可以充分得到震搗使其密實、均勻,保證了砼的強度。(4)模板耐用、壽命長。模板從投入使用到施工完畢仍完好無損,與普通模板相比,延長了使用壽命(一般模板重復使用一段時間就報廢了)。2.2通過裝模方法將模板安裝于錨固面,并在使用基礎(chǔ)上實現(xiàn)裝模模具由于采用了整體結(jié)構(gòu),整套模板相對比較重。為了減輕工人的勞動強度,提高工作效率,采用螺旋升降模板。其工作原理是:當要裝模時,旋轉(zhuǎn)螺桿使其升起,模板通過與底模相連的鉸座旋轉(zhuǎn)往右(左)運動。當與底?；ハ啻怪睍r,由于止動塊的作用,模板停止運動。這時即可把螺桿腳固定,利用模板上端的對拉螺栓固定兩側(cè)模板,測量側(cè)模與底板的垂直度,當其在±0.5°范圍內(nèi)即合格,從而完成裝模工作。脫模時,先開動震動器震3~5s,讓箱梁與模板松脫,然后拆除對拉螺栓,再旋轉(zhuǎn)螺桿使模板向相反方向(與裝模時相反),當模板完全脫離箱梁后(上端距箱梁100~200mm)即完成脫模工作。采用這種裝脫模方法,既減輕了工人的勞動強度,又經(jīng)濟實用(自行設計制造螺旋桿)。另一方面,因為螺旋傳動屬于省力裝置,所以使用它可以大大提高工作效率。與普通鋼模相比其效率提高約5~6倍(裝一套普通模板需時約12h,而裝該套模板只需2h),而且還確保裝模的質(zhì)量。2.3垂直尺寸和焊接變形控制在制作骨架片時,提出了如下要求:水平尺寸為±0.8mm,垂直尺寸為±0.5mm。焊接變形控制:平整度±0.8mm/m,旁彎±0.5mm。并且要求不能存在虛焊、夾渣等焊接缺陷,以保證骨架等強(外模的截面見圖1)。3內(nèi)模結(jié)構(gòu)及安裝由于內(nèi)模是在箱梁內(nèi)進行工作的,工作環(huán)境受到空間小、材料轉(zhuǎn)運困難、光線弱、容納人數(shù)少等條件限制。所以,是施工中影響工程進度的一個難題。以往一般做法是用普通模板用人工一塊塊地拼接好,再用方木、水管等作為支撐來固定。這樣做不僅費時、費工(根據(jù)掛籃現(xiàn)澆箱梁裝內(nèi)模的時間,裝一節(jié)3m長的箱梁內(nèi)模需要10~12h),而且,還直接影響砼的質(zhì)量。一方面,用數(shù)量眾多的鋼模拼接會造成模板表面較大誤差,導致模板凹凸不平,從而影響砼質(zhì)量。另一方面,由于采用方木、水管做支撐,會造成模板受力不明確,使力的傳遞變得復雜,在砼和模板自身的壓力下,支撐很容易產(chǎn)生位移。為了克服這些問題,內(nèi)模結(jié)構(gòu)大膽采用了整體移動式結(jié)構(gòu)(見圖2)。它由四大部分組成:側(cè)模、上頂模、車架和驅(qū)動裝置。側(cè)模的功能與外模是一樣的,其結(jié)構(gòu)也基本相同。上頂模除了支承箱梁面板外,還起著升降模板的作用。車架的作用有二:一是支承側(cè)模、上頂模(通過千斤頂及花籃螺桿);二是帶動整套模板的運動。驅(qū)動裝置是使內(nèi)模運動的動力。內(nèi)模的工作原理是這樣的,裝模時接通電源,內(nèi)模即可沿著軌道自行進入箱內(nèi)的預定位置。定好位后,按箱梁的標高升起頂模,再用花籃螺旋頂起側(cè)模。由于有限位裝置,模板到位后就停止。脫模時,先用振動器震動2~3s,以便砼與模板分離,然后先收回側(cè)模,后下降頂模(約下降100mm),開動驅(qū)動裝置,把內(nèi)模退回原來的位置。由于內(nèi)模結(jié)構(gòu)合理,機械化程度較高。所以,大大提高了工作效率,降低了工人的勞動強度,得到了很好的經(jīng)濟效益。根據(jù)施工期間的測算,在裝模時,工人只花2~3h就可以完全裝好內(nèi)模,與人工安裝相比快5~6倍。按照佛開九江大橋施工計劃安排,每頂推一節(jié)箱梁的周期為7d,但后來最快的時候只需3d就可以頂推一節(jié)箱梁了。一個周期節(jié)省了4d,施工進度大大加快,取得了明顯的經(jīng)濟效益。4結(jié)構(gòu)合理、安裝工藝合理這套模板投入使用以來,其生產(chǎn)效率、砼的質(zhì)量和安全可靠受到了好評。實踐表明,它具有如下特點:(1)砼的表面質(zhì)量較高,平整、光滑,不會出現(xiàn)蜂窩、接痕等缺陷。由于內(nèi)、外模都掛了平板式振動器,使砼震搗均勻,保證了砼的強度。(2)由于采用了比較合理的結(jié)構(gòu),提高了裝拆模的機械化水平,使裝脫模能快速、準確,縮短了使用周期。(3)模板與制梁臺、模板與車架均采用鉸接結(jié)構(gòu),簡化了模板的受力狀況,使模板的設計更為簡單、實用。減輕了模板的重量,節(jié)約了材料。(4)安全可靠,經(jīng)久耐用。由于模板的傳力是通過螺桿直接傳遞給底?；蜍嚰艿?而且采用鉸接結(jié)構(gòu),所以,模板不會產(chǎn)生位移或強度下降的現(xiàn)象。消除了安全隱患,保障了工人的安全。此外,采用整體結(jié)構(gòu),模板不用拆來拆去,不易磨損和變形,從而減少了材料損耗,