南京三桥D1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标箱梁概况D1标箱梁共有单

2、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

3、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

4、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(一)） 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） 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（JTJ041-200

5、0）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 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。初凝时间综合考虑为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/m2)； 混凝土的容重取25kN/m3； 新浇混凝土的初凝时间20h；混凝土外加剂影响修正系数，取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

6、/m2 荷载分项系数取1.2则： kN/m2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。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

7、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

8、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，

9、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×15CM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

10、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迹不是很明显