m跨预制节段简支箱梁液压模板的设计及应用

PAGE32.5m跨预制节段简支箱梁液压模板的设计及应用一、工程概况广州市轨道交通四号线xxxx工程全部为xx桥，全桥总长2010m，共有67孔，以30m跨为基准跨，每跨由12个节段拼装而成，节段的标准尺寸2.5m×9.3m（桥面变宽段达10.56m），端节段每段重43t，其余标准节段重33～35t。节段总量为804块，预制计划工期2005年3月15日～2005年12月15日，共274天。按照工期要求及匹配法预制的工艺特点和要求,本工程需设计四套节段模板,一套为端模板,三套为标准节段模板,为全钢液压模板。二、预制节段简支箱梁液压模板工作原理1、段预制过程中的测量原理及测量方法根据桥每跨长度的不同，预拱度以及桥的不同转弯曲线，由设计单位提供每节段的尺寸数据，再由三维坐标计算软件计算出节段的测量数据（6点坐标）。在节段预制过程中，以端模板顶部为参考高度，用水平仪测量配合节段控制点1、2、3和4的高度，用钢卷尺测量预制节段的中心线长度L，以预制中心线为参考线，用经纬仪测量配合节段控制点5和6的水平偏转距离，从而确定节段的偏转角度。测量原理如图2-1所示：图2-1测量原理图2、模板工作原理及设计原则根据预制节段生产过程中测量要求，依据本工程预制节段实际情况，对预制节段模具总布置图进行精心设计，使其满足本工程施工生产的需要。模具总布置图详见图2-2，下面就设计时所依据的设计原则阐述如下：(1)端模固定在端模支架上，浇筑、移梁全过程均不移动。(2)侧模作转动开合模，根据节段长度不同可进行适量的纵向移动。(3)底模、侧模在立模时永远垂直于端模设置。(4)底模在调整到位后支撑点应转换到底模支腿上。(5)(6)侧模设翼缘挡板支架及底部对拉杆来平衡混凝土浇筑时的水平推力。(7)配合节段在一定范围内可以做空间六自由度调节。 图2-2模具总布置图三、预制节段简支箱梁模板总体说明桥节段预制件模板由Q235优质钢板及型材制造而成，整套模板主要由侧模及其支架、端模及其支架、内模及其支架系统、底模及小车系统、工作台及楼梯5大部分组成。1、侧模及其支架侧模由端模及配合节段定位，侧模绕固定支点旋转进行开合模。为配合不同的节段长度，侧模可以前后移动。侧模面板由8mm优质钢板构成，从而减少焊接对模面的影响，面板接缝处进行抛光处理，再配合高级脱模剂，从而保证节段外观要求。2、端模及其支架预制节段的截面形状由端模控制，另外端模的顶面是测量的基准，所以在设计中需保证端模及其支架有相当的强度和刚度，在模板制造过程中，端模板面板采用数控切割下料，然后采用1：1放样组装。在安装过程中，采用全站仪测量，从而保证安装精度。3、内模及其支架系统由于节段内孔较小以及结构复杂，相应内模结构较复杂，所以内模装拆采用全液压系统，降低工人的劳动强度，从而提高工作效率，保证节段的生产周期。4、底模及小车系统由于底模承受整个节段的重量，所以在设计中需保证底模及其支架有相当的强度及刚度。为配合不同的节段长度，底模可以前后移动。小车系统采用液压系统控制，小车共有8支液压油缸控制底模。4支液压油缸托住底模，底模托住配合节段，这4支液压油缸可以单独调节高度，每只液压油缸采用液压锁和机械锁双重锁机构，从而保证配合节段在预制过程中高度坐标不变。2支液压油缸控制底模绕底模中心旋转。2支液压油缸控制底模左右平动。另外由卷扬机托动小车连同底模前后平动。这样在一定范围内配合节段空间6自由度可以调节。配合节段调节精度可以达到：中线0.5mm，高度1mm。5、工作台及楼梯工作台主要承载工作人员以及振动棒等操作工具。一、侧模板设计方案1、侧模总体布置侧模总体布置图见“图2-3预制箱梁侧模结构图”。2、侧模设计总体原则：(1)侧模包住底模。(2)侧模转点设在底模板下方，以便模板旋转脱模。(3)侧模板肋间变形控制1/500，翼缘挡板处变形控制在3mm内。(4)模板与端模垂直。(5)侧模向匹配梁段方向延长15cm，以包住配合节段，防止漏浆。3、侧模计算侧模板承受的荷载主要有如下几项：(1)砼浇筑时的混凝土自重。(2)浇筑时的施工荷载。图2-3预制箱梁侧模结构图图2-4侧模计算模式图(3)混凝土侧压力。(4)混凝土振捣力。侧模计算的受力图形及计算简图见“图2-4侧模计算模式图”，计算结果：应力σmax=105MPa，变形fmax=0.5mm，安全系数为=2。侧模面板为8mm厚优质钢板，主骨架为HM150X100工字钢。二、内模板设计方案1、内模总体布置图2-5预制箱梁内模结构总图内模总体布置图见“图2-5预制箱梁内模结构总图”。2、内模设计总体原则：(1)内模设计分块要合理可行，要有利于安装及拆除模板。(2)内模板共分为5块，顶模板一块，角模板两块，侧模板两块。(3)内模板肋间变形控制1/500，内模滑移梁的浇筑时变形控制在2mm内。(4)所有的内模均采用液压推手进行装拆，液压推手全部固定在滑移梁上。(5)内模向匹配梁段方向延长15cm，以包住匹配梁段，防止漏浆。(6)两侧内模旋转脱离砼面。(7)两侧内模向内收缩。(8)将支撑在匹配梁上的顶杆放松。(9)内模台车携带内模向外滑移。3、内模计算内模的计算与外侧模相类似，但要增加台车携带模板走行时的稳定计算。内模计算结果：应力σmax=120MPa，变形fmax=1.0mm，安全系数=1.8，台车携带模板走行稳定。内模面板为6mm厚优质钢板，主骨架为14号槽钢。三、底模板设计方案1、底模总体布置底模总体布置图见“图2-6预制箱梁底模结构总图”。2、底模设计总体原则：(1)底模板要要求刚度大大，平整光光滑。(2)为方便与与匹配梁相相咬合，将将底模板分分为两块，一一大一小，小小块模板控控制在0..5m长度度之内。(3)底模板肋肋间变形控控制1/8000。(4)底模纵横横向均要设设置大分配配梁，以保保证底模在在制梁及台台车运输时时受力安全全。3、底模计算底模计算时考虑虑两种工况况，两种工工况在底模模上的支点点位置不同同，荷载大大致相等。(1)运梁时工况况，节段梁梁重量通过过底模传给给台车。(2)制梁时工况况，节段梁梁重量通过过底模传给给底模支撑撑架，最终终传给制梁梁台座。经计算，底模制制梁工况下下受力较大大，应力σmax==80MPPa，变形fmaxx=0.22mm，安安全系数=3。底模面面板为8mm厚优质质钢板，主主骨架为HM1550X1000工字钢，大大分配梁为为HW3550X3550工字钢。图2-6预制箱箱梁底模结结构总图四、模板设计方方案1、端模总体布置置图2-7端模结构构总图端模总体布置图图见“图2-7端模结构构总图”。2、端模设计总体体原则：(1)端模板要求求刚度大，平平整光滑，安装时要保证其其与大地垂垂直。(2)端模上剪力力键应固定定在端模上上。(3)端模上预应应力孔道开开孔应准确确，并要作好堵缝工工作。(4)端模支架变变形应控制制在0.55mm以内内。(5)模板肋间变变形控制11/8000。图2-8端模计算简图图2-8端模计算简图3、端模的计算端模计算主要是是其刚度控控制，要控控制模板固固定支架变变形较小，端端模主要承承受砼侧压压力。其计计算模式见见图2-8，经计算算，应力σmax==50MPPa，变形fmaxx=0.22mm，安安全系数=4。段模面面板为8mm厚优质质钢板，主主骨架为28号槽钢。五、维调整运梁梁台车设计计方案运梁台车总布置置图见图2-9，台车设设计主要由由走行系统统、支撑系系统、调整整系统组成成。1、走行系统图2-9运梁台车立面图图2-9运梁台车立面图走行系统包含走走行箱、限限位轮组成成。走行轮轮每侧各两两个，为了了保证走行行轮在轨道道上走行不不偏位，在在走行轮两两侧设置一一组限位轮轮，以确保保走行时位位置准确，从从而保证匹匹配梁线型型调整准确确。2、支撑系统分为上下两层分分配梁，每每层分配梁梁均由型钢钢组成一个个框架，顶顶层分配梁梁浮搁在底底层分配梁梁上，两层层支点之间间设置四氟氟板，以便便顶层分配配梁在底层层分配梁上上转动。图图2-10台车三维维变位示意意3.调整系统调整系统指使分分配梁进行行三维变位位的装置，它它由8支液压油油缸组成，详详见“图2-10台车三维维变位示意意”。(1)四个竖向油油缸搁置在在顶层分配配梁上，通通过调整四四个油缸的的高低来调调整配合节节段的高度度。(2)通过调整平平移油缸，可可使配合节节段产生横横向位移。(3)旋转油缸按按照对角布布置，同时时推拉能使使配合节段段旋转。(4)通过移动台台车走行轮轮可使整个个台车沿轨轨道方向前前进后退，从从而使配合合节段前后后移动。(5)所有的液压压油缸一端端固定在底底层分配梁梁上，另一一端固定在在顶层分配配梁上，液液压油缸全全部配置双双向自锁装装置，能保保证施工期期间不移动动。四、模板加工精精度要求节段梁模板的加加工要求较较普通模板板要高，应应按照如下下表2-1要求进行行控制加工工质量：模板加工工精度表表2-1序号项目允许偏差(mmm)检查频率检查方法范围点数1节段两端表面高低差整体钢模板1每个节段8塞尺2表面平整度钢模板142m直尺量测3垂直度箱梁(端面)0.1%H≯334垂线或经纬仪4轴线尺寸箱梁外形±33用尺量，长宽高高各一处5轴线位移箱梁节段11经纬仪测量6预埋件剪力键位置2每个预埋件1用尺量平面高差21用尺量支座板、锚垫板板联结板等等位置31用尺量平面高差21用水准仪测量螺栓、锚筋等位置101用尺量外露长度±101用尺量7预留孔洞吊孔±5每个预留孔洞1用尺量预应力筋孔道位位置节段端±21用尺量其它位置151用尺量五、简支箱梁液液压模板的的特殊之处处1、简支箱梁模板板大量使用用液压系统统，大大减减低工人工工作强度，提提高生产效效率。2、通过三维测量量控制