南京三桥D标移动模架不锈钢箱梁模板的设计与施工

1、南京三桥 D1 标移动模架箱梁模板的设计与施工 中港二航局第四分公司 孙立军 移动模架是目前较先进流行的桥梁施工法。 但采用此设备浇筑的箱梁外观难以达到美观的效 果。采用移动模架施工法保证混凝土脱模后具有良好的外观，除使用的材料、混凝土浇筑工艺影 响混凝土外观质量以外，模板的质量是至关重要的一项因素。模板的设计不合理以及制作的缺陷 均会严重地影响混凝土的外观质量。以往的工程在施工当中不太注重外观质量，造成了模板的设 计刚度较弱、拉杆布置很密。在制作时，厂家对模板的尺寸、平整度控制不严，造成模板拼装时 有较大的错台及尺寸偏差较大的诸多问题存在。模板的选材同样影响着混凝土的外观质量。一、D1 标箱

2、梁概况D1 标箱梁共有单幅 25 跨，双幅 50 跨。其跨中标准截面尺寸为顶板宽 15.4m 、底板宽 6.2m 、 腹板厚 50cm 、翼缘板宽 4.1m 、顶底板厚 25cm 。箱梁跨中标准截面尺寸图二、清水混凝土箱梁模板的设计、制作方案为了达到清水混凝土的要求， 我部加大了模板的设计与制作力度。 力争将以往模板的缺陷在 设计制作上避免，如不可能避免的话，要将缺陷的不利影响降到最低。在设计与制作上我们在以下几个方面作了较大的改进和加强： . 箱梁模板的刚度。模板的刚度是保证外形尺寸的最基本条件。考虑到采用移动模架施工 箱梁，模板的拆拼次数少，以及降低移动模架自身的重量，采用了 6mm 优质

3、热轧钢板做面板， 以及利于提高平整度和刚度的槽钢 8 作模板次梁。模板主梁采用 H25 型钢。 . 模板的分块。横桥向宽度翼缘板、腹板均为无拼接缝，底模从中间分为两块。纵桥向长 度均不小于 7.0m 为一段，总共分 8 段共计 58.7m 长。 . 模板拼缝的处理。模板的拼缝采用常规的螺栓连接，螺栓孔采用模数化开孔。在模板的 块与块之间，增设定位凹槽，用于调整模板的错台现象。 . 模板拉杆。箱梁较高，拉杆孔对外观的影响较小，故箱梁腹板设两层拉杆。这样可以在 保证模板刚度的情况下，降低模板重量。 . 材料的选用。模板的材料均选用新轧制无变形的钢材。面板采用6mm 板。 . 板面的处理。箱梁模板表

4、面贴焊不锈钢板。 . 边框的处理。钢模板的边框质量是决定模板的拼装质量的一个重要因素。为了使拼装后 的模板尺寸精度高，降低拼缝的宽度，使拼缝顺直，模板厂家在制作完毕后，要将模板周边刨边 处理。（制作模板时，为了满足刨边的工艺需要，模板的制作尺寸要稍大于设计尺寸。 ） . 模板尺寸。制作模板时严格控制尺寸，满足南京长江第三大桥清水混凝土质量标准及 质量控制要点的要求。三、箱梁模板计算（一）1 、设计依据 .南京长江第三大桥施工图第三册第五分册（北引桥上部结构 南京长江第三大桥清水混凝土质量标准及质量控制要点 .钢结构设计规范（GBJ17-88） .钢结构工程施工及验收规范（GB50205-95

5、） .钢结构工程质量评定标准（GB502221-95 ） .建筑结构荷载规范（GBJ9-87 ） .公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000 ） .公路施工手册（桥涵）（上册） .路桥施工计算手册（人民交通出版社出版）2 、施工工况。初凝时间浇筑方式采用泵送机振，浇筑速度为 1.5m/h ，坍落度偏安全考虑为 1618cm 综合考虑为 2325 小时。3、设计计算 . 模板最大侧压力计算根据以下两个公式计算取小值。公式一 :公式二 :式中 :新浇筑的混凝土对模板的最大侧压力（kN/m 2）；混凝土的容重取 25kN/m 3； 新浇混凝土的初凝时间 20h ； 混凝土外加剂影响修正系数，取

6、1.2； 混凝土的坍落度影响系数取1.3；混凝土的浇筑速度 1.5 m/h ；混凝土浇筑的最大高度 2.8m 。经计算对比，应采用公式二的计算结果。即=70kN/m2混凝土倾倒荷载 =2 kN/m 2荷载分项系数取 1.2则： kN/m 2翼缘板、底板压力计算略。 模板设计参数模板的基本结构：面板采用 6 毫米 Q235 热轧钢板、面板后面的次梁用的 8 槽钢（间距 2030cm ），背肋主梁采用 H25 型钢（最大间距 90cm ）。腹板设两层拉杆。模板分块原则：横桥向宽度翼缘板、腹板均为无拼接缝，底模从中间分为两块。纵桥向长度 均不小于 7.0m 为一段，总共分 8 段共计 58.7m 长

7、。 模板计算为了较精确的计算出模板实际的变形情况， 采用有限元软件计算移动模架箱梁模板， 结构如下：图一 有限元计算模型图二 模板垂向变形云图图三 模板横向变形云图图四 底模板垂向变形云图从计算各变形云图来看，模板的刚度满足要求。四、箱梁模板表面处理贴焊不锈钢板 要使箱梁外观达到清水混凝土要求，具有足够刚度的普通钢模板还不能满足要求的。故需 要对模板的面层进行处理。为达到理想的效果，我们进行多种试验：a 、对表面进行酸洗抛光处理。试验证明是失败的。因为移动模架施工箱梁周期较长，抛光后的模板很容易生锈，使混凝土 外观颜色变红。 b 、在其表层贴高强度环氧玻璃纤维布层压板。其效果较好基本可以达到竹

8、胶板 模板的效果。但其外观还不是非常理想，而且损耗相当大，总体施工费用较大。C、在其表面贴焊 0.8mm 厚优质不锈钢板。实际证明是成功的。箱梁的外观非常理想。贴焊不锈钢板前期一次 性投入较大，但维护费用较低，总体施工费用较低。在模板上贴焊不锈钢板，在国内的特大型桥梁中，也有先例，但以失败而告终。我们分析了 以前的粘贴方法，其主要不足之处在于：a、 采用抽心铆钉方式粘贴，不牢固。而且铆钉高出模板面板,影响外观。b、铆钉的密度太小，造成不锈钢板局部有突起的起包现象。施打铆钉的过程中，也容易出现 起包现象。c、不锈钢板的边缘容易流入水泥浆，水泥浆干结，不锈钢板就不能恢复到原来的平整状态， 从而使模

9、板报废。综合分析后，我们还是采用了贴不锈钢板的方法。但对其工艺进行优化改进。采用了贴焊的 施工工艺。具体贴焊工艺： 清理普通钢模板表面。普通钢模板表面要严格清理。不得有锈迹、油污、砂石等杂物，否则不锈钢焊点容易脱焊或 平整度不好。 .不锈钢板排布不锈钢板要合理排布，为了节省不锈钢板，减少不必要的损耗，不锈钢板可以由厂家定尺生产。 . 焊接工艺不锈钢板采用氩弧焊焊接（见图一） 。焊接时压住焊把使不锈钢板紧贴普通模板，使不锈钢板完全熔焊在普通钢模板上（如图二）。焊点间距按照 15CM X15CM 布置。每一块不锈钢板边缘焊点间距为 5CM ，或更小。图五 氩弧焊机图图六 不锈钢板焊接 .焊点处理焊

10、点部位，会因受热而变色，可以用不锈钢酸洗液进行清洗。五、不锈钢板的日常维护不锈钢板使用过后，表面会发暗，并且局部会粘有水泥浆。因混凝土的粘接力，局部会有翘 起的现象。故此不锈钢板表面要进行清理和维护。不锈钢板表面不能采用刮刀等硬质工具清理， 要采用拖布、不锈钢酸洗液等进行表面处理，以保持表面的光洁度。翘起部位可以在清理不锈钢 及普通钢板之间的缝隙后，重新采用氩弧焊机焊接。另外，在使用时还要特别注意以下几个问题：a 、 不能在模板上拖拽钢筋等物品，以免使不锈钢板表面受损，而影响混凝土的外观。b、 在模板上焊接钢筋时，一定要在焊接处冲水，这样可以很好的防止焊渣使不锈钢表面变色生锈。c、脱模后立即快速清理模板，不能拖延时间。小结:通过贴焊不锈钢板，改善了箱梁模板面板的表层状态，使面板表层达到了良好的镜面效果， 避免了钢板氧化层对混凝土外表面的影响，最大程度的减少了面板对混凝土内气泡的吸附，使浇 筑的箱梁外观达到了非常理想的状态。箱梁外观见图七、八所示。虽然贴焊不锈钢板工艺在箱梁上得到了成功的应用，但将此方法应用于墩身施工，还存在一 定的缺陷。因为不锈钢的焊点在混凝土面留下的痕