淺談山區(qū)高速公路連續(xù)剛構橋現澆箱梁內模設計

周剛

摘要：隨著我國高速公路的發(fā)展，山區(qū)高速公路建設非常普遍。由于山區(qū)地勢陡峭，施工難度較大。這就需要建造較大跨徑的橋梁，剛構橋是大跨徑橋梁中較為經濟的一種橋型。本論文主要討論剛構橋中的標準節(jié)段，內模的設計。通常情況下，標準節(jié)段為變截面的連續(xù)箱梁，內模高度由12m至2m之間漸變，屬于高大模板。對于高大模板的設計除了滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的基本要求外，還需具備安裝、拆除方便、結構受力合理、依附于掛籃行走方便并且設計輕巧經濟合理。

依托于在建山區(qū)高速公路黃草坪特大橋內模的設計施工，特此進行如下研究、學習、探討，為今后的剛構橋標準節(jié)段內模設計、施工提供參考意見。

關鍵詞：大跨徑連續(xù)剛構? 內模設計? 標準節(jié)段

1前言

連續(xù)剛構橋施工，現目前主要是采用掛籃施工，每一節(jié)段的澆筑，都需要調整內模的尺寸，如何合理的設計、使內模既能滿足施工需要又能經濟節(jié)約。是我們作為一個工程人員必須考慮的問題。

隨著節(jié)段的變化，梁段高度及腹板厚度逐漸變化。考慮節(jié)段的不斷變化，通常做法定做一套最大尺寸鋼模板，隨著節(jié)段的變小逐斷切割內模。這種設計方法不經濟。因為節(jié)段一般情況是開始時節(jié)段較短，后續(xù)節(jié)段逐漸變長。以黃草坪特大橋為例1至7號段為3m長，7至14段為3.5m長，14至20段為4.5m長。顯然一開始就按照最高斷面以及最長斷面設計，雖然能滿足施工需要，但是不經濟科學。

本項目相關人員在充分研究了黃草坪大橋系梁施工設計圖的有關文件資料，結合我標段施工現場的實際情況，對節(jié)段內模遇見的主要技術問題及施工中存在危險源進行了認真的研究、驗算和分析，在綜合考慮各種自然因素的影響及各項施工工序作業(yè)關系，結合我合同段的施工實力、技術、資源和機具的配套能力及多年從事類似工程施工經驗等因素，對節(jié)段內模進行重新設計并投入施工。

2 工程概況

黃草坪特大橋位于元江至蔓耗高速公路12合同段K113+897處，為跨越馬堵山水電站蓄水庫區(qū)內河而設置，是元蔓高速公路的控制性工程之一。橋位于整體式路基段，單幅橋寬12.5米，孔跨布置為：（3×28）米連續(xù)T 梁+（90+160+90）米連續(xù)鋼構+（2×29）米連續(xù)T 梁，橋長482米。

其中主跨共20號標準段，1至7號段為3m長，7至14段為3.5m長，14至20段為4.5m長，節(jié)段高度按照公式計算。

3 模板設計

3.1、箱梁腹板模板設計

箱梁長度分三種類分別為3m、3.5m、4.5m尺寸，在澆筑3m截斷時設計模板長度為3.5m、澆筑3.5m時設計模板長度3.85m、澆筑4.5m時設計模板長度4.9m。模板采用5mm厚鋼板，背筋采用6角鋼做背筋。背筋間距為不大于30cmX30mm尺寸。

模板設計根據箱梁的截面計算公式，推算出每一節(jié)段內模高程統(tǒng)計如上表：

通過統(tǒng)計發(fā)現，每一節(jié)段的斷面高程相差在33cm至40cm之間。腹板模板設計過程中可以把以上7段模板按照第七號段高程考慮，設計完畢每增加一段，增設一道35cm高度模板，相差部分通過倒角模板進行調整。每澆筑一個節(jié)段拆除一段35cm高度模板。

拆除35cm高度的模板，豎向拼接即可得到3.85及4.9m長度的模板尺寸，這樣不僅節(jié)約了模板，施工過程中也避免對每一節(jié)段模板的切割。

3.2、箱梁內頂板模板設計

箱梁內頂板模板設計長度為4.9m，通過現場加工拱架支撐。其布置如下圖：

箱梁內頂模設計，主要考慮強度、剛度、穩(wěn)定性及體系的安裝拆除方便。內頂模板由廠家定制完成（采用5mm鋼板做面板，背筋采用63角鋼），運至施工現場先進行預拼裝。拼裝完成后與原設計進行對比，觀測外部輪廓尺寸是否與設計相符。若相同進行箱梁節(jié)段的內拼裝。內拱架采用[10雙拼槽鋼焊接而成，其布置如上圖。端頭掛腹板縱肋部分采用[75雙拼槽鋼焊接而成，插入雙拼[10槽鋼內，并設置限位閥。

3.3、箱梁內模板的脫模及行走

考慮到掛籃行走時內模附著于掛籃內滑梁上跟隨滑梁一起行走，因此內模就必須安拆方便，行走互不干擾。這里內拱架設計尤其關鍵，方案初期考慮通過頂模與腹板模板設置為一體，倒角部份通過彎折未設置背筋的模板進行調節(jié)。

通過實踐發(fā)現，這種方法雖然可行但行走過程中模板易與腹板或頂板混凝土摩擦不易行走。

因此箱梁的內模板必須脫離梁體截斷易于行走。箱梁的內頂模板通過調節(jié)剛吊帶的高程進行調節(jié)。箱梁的腹板模板通過預制拱架端頭調節(jié)閥進行調節(jié)。

4 計算書

4.1、模板受力計算

模板受力計算，主要對其強度、剛度、穩(wěn)定性進行計算。其中腹板模板主要受混凝土的側壓力，頂板模板主要受混凝土的自重壓力及施工機械荷載。

本項目內膜設計均采用5mm，Q235鋼材作為面板。橫、縱肋均采用63mm角鋼，其間距控制在300mm內。大橫梁采用10cm雙槽鋼作為大橫梁，其間距控制為800mm。

4.2、腹板模板計算

通過設計圖得知，標準梁段最大高度為9.920m，扣除底板厚度1m。腹板模板實際受到側壓力為澆筑8.92m高。

查路橋施工計算手冊173頁。得到混凝土的計算公式如下：

當V/T≤0.35時 h=0.22+24.9×v/T

當V/T≥0.35時 h=1.53+3.8×v/T

根據現場情況 V=2m/h? 混凝土人模板溫度26℃

2/26=0.076? 取公式一進行計算

h=0.22+24.9×2/26=2.135m

面板所受

面板抵抗矩

滿足規(guī)范要求

由于面板所受應力較小其余部件不進行計算。

4.3、頂板模板及內拱架的計算

一、頂板模板計算

頂板模板所受荷載為頂板砼荷載+機具人員荷載+振搗荷載=72.6KN。

取100mm寬度的計算單元，按支承于小肋的三跨邊續(xù)梁計算。

面板單元100×6mm，其力學數據為： A=600mm2? ?I=1800mm4

計算荷載：強度校核、撓度校核：

1、強度驗算

2、撓度計算：

二、內拱架計算

1、拱架所受荷載有砼荷載、人員施工荷載、機具振搗荷載，其中拱架自重荷載以自動計算到模型自重中去。

2、計算使用MIDAS Civil2017建立模型計算，建立模型圖并施加荷載：

3、計算結果：

最大反力值：52.0KN

最大應力值：30.6MPa < 215MPa（滿足要求）

最大撓度：0.21mm（滿足要求）

綜上所述，內拱架受力明確、結構傳力路徑清晰。并具有足夠的安全系數，符合設計及規(guī)范要求。

三、結論

現澆連續(xù)剛構橋施工方式多種多樣，但是掛籃施工是最為常規(guī)的一種施工工藝。而內模的設計關系到整個體系的結構安全是否科學合理。依托于在建黃草坪特大橋施工。得以對原有設計進行優(yōu)化改進。達到安全、穩(wěn)定、可靠、方便的施工目的。

參考文獻：

[1]《公路工程技術標準》（JTG B01-2014）.

[2]《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTG/T F50-2011）.

[3]《鋼結構設計手冊》2004年中國建筑工業(yè)出版社出版.

[4]《midas Civil橋梁荷載試驗實例精析》（王偉2017-4-1）.

[5]《Midas/Civil橋梁結構分析技巧與實例》 徐達，王定文.

[6]《路橋施工計算手冊》是2001年 周水興.

（作者單位：貴州德恒路橋有限公司）