连续梁桥顶推模板设计与施工

连续梁桥顶推模板设计与施工

1顶推梁设计及结构特点在桥梁施工中，箱梁推墙是一种常见的施工方法之一。而制梁台模板的设计、制作是影响箱梁砼质量好坏、工作效率高低的重要因素之一。佛开高速公路九江大桥为主跨2×160m的预应力混凝土连续梁桥,南边孔为11孔(40m+10×50m)一联的等截面连续梁,采用顶推法施工。顶推梁跨为50m,总顶推长度为600m。每跨分三段进行顶推,每段梁重约500t,相应的制梁台长度设计成16.67m(制梁台中间设一临时墩)。其主要结构有:(1)底板。底板由螺旋千斤顶、纵横梁及钢板组成。利用千斤顶可使底模整体升降。(2)外模。两边外侧模为整体结构,可随底板升降并可外侧旋转10°左右,以利于脱模。模板背面装有6~8个平板震动器,主要作用是对砼震捣,使其密实。(3)内模。内模分为侧模、上顶模、车架三部分,整个内模连为一体并可作三维运动。以下简要介绍外模、内模的设计及使用。2外模模板的结构为了适应箱梁施工质量的要求,在构思模板结构时,外模着重考虑模板表面平整度和整体刚度。同时,尽量提高装模和脱模的速度,以适应工程进度的要求。2.1通过完善的骨架结构来保证模板材料的施工质量,提高了土模质量整个外侧模通过骨架片作支撑,用型钢把每片骨架(每侧有11片骨架)连在一起,形成一个大的框架,然后在其表面铺设钢板,使表面减少接缝,提高其表面平整度。实测表明,模板的表面平整度均小于0.8mm/m。这样做的优点有:(1)提高了箱梁砼表面的平整度,得到了较高的外观质量,克服了普通模板接缝多、表面粗糙等缺点。(2)由于采用了骨架作为支撑,保证了模板的抗弯强度及刚度,施工期间没有发生过因模板强度不足使砼鼓胀或凹陷的事现象。(3)由于模板外挂了多个平板震动器,使砼可以充分得到震捣使其密实、均匀,保证了砼的强度。(4)模板耐用、寿命长。模板从投入使用到施工完毕仍完好无损,与普通模板相比,延长了使用寿命(一般模板重复使用一段时间就报废了)。2.2通过装模方法将模板安装于锚固面,并在使用基础上实现装模模具由于采用了整体结构,整套模板相对比较重。为了减轻工人的劳动强度,提高工作效率,采用螺旋升降模板。其工作原理是:当要装模时,旋转螺杆使其升起,模板通过与底模相连的铰座旋转往右(左)运动。当与底模互相垂直时,由于止动块的作用,模板停止运动。这时即可把螺杆脚固定,利用模板上端的对拉螺栓固定两侧模板,测量侧模与底板的垂直度,当其在±0.5°范围内即合格,从而完成装模工作。脱模时,先开动震动器震3~5s,让箱梁与模板松脱,然后拆除对拉螺栓,再旋转螺杆使模板向相反方向(与装模时相反),当模板完全脱离箱梁后(上端距箱梁100~200mm)即完成脱模工作。采用这种装脱模方法,既减轻了工人的劳动强度,又经济实用(自行设计制造螺旋杆)。另一方面,因为螺旋传动属于省力装置,所以使用它可以大大提高工作效率。与普通钢模相比其效率提高约5~6倍(装一套普通模板需时约12h,而装该套模板只需2h),而且还确保装模的质量。2.3垂直尺寸和焊接变形控制在制作骨架片时,提出了如下要求:水平尺寸为±0.8mm,垂直尺寸为±0.5mm。焊接变形控制:平整度±0.8mm/m,旁弯±0.5mm。并且要求不能存在虚焊、夹渣等焊接缺陷,以保证骨架等强(外模的截面见图1)。3内模结构及安装由于内模是在箱梁内进行工作的,工作环境受到空间小、材料转运困难、光线弱、容纳人数少等条件限制。所以,是施工中影响工程进度的一个难题。以往一般做法是用普通模板用人工一块块地拼接好,再用方木、水管等作为支撑来固定。这样做不仅费时、费工(根据挂篮现浇箱梁装内模的时间,装一节3m长的箱梁内模需要10~12h),而且,还直接影响砼的质量。一方面,用数量众多的钢模拼接会造成模板表面较大误差,导致模板凹凸不平,从而影响砼质量。另一方面,由于采用方木、水管做支撑,会造成模板受力不明确,使力的传递变得复杂,在砼和模板自身的压力下,支撑很容易产生位移。为了克服这些问题,内模结构大胆采用了整体移动式结构(见图2)。它由四大部分组成:侧模、上顶模、车架和驱动装置。侧模的功能与外模是一样的,其结构也基本相同。上顶模除了支承箱梁面板外,还起着升降模板的作用。车架的作用有二:一是支承侧模、上顶模(通过千斤顶及花篮螺杆);二是带动整套模板的运动。驱动装置是使内模运动的动力。内模的工作原理是这样的,装模时接通电源,内模即可沿着轨道自行进入箱内的预定位置。定好位后,按箱梁的标高升起顶模,再用花篮螺旋顶起侧模。由于有限位装置,模板到位后就停止。脱模时,先用振动器震动2~3s,以便砼与模板分离,然后先收回侧模,后下降顶模(约下降100mm),开动驱动装置,把内模退回原来的位置。由于内模结构合理,机械化程度较高。所以,大大提高了工作效率,降低了工人的劳动强度,得到了很好的经济效益。根据施工期间的测算,在装模时,工人只花2~3h就可以完全装好内模,与人工安装相比快5~6倍。按照佛开九江大桥施工计划安排,每顶推一节箱梁的周期为7d,但后来最快的时候只需3d就可以顶推一节箱梁了。一个周期节省了4d,施工进度大大加快,取得了明显的经济效益。4结构合理、安装工艺合理这套模板投入使用以来,其生产效率、砼的质量和安全可靠受到了好评。实践表明,它具有如下特点:(1)砼的表面质量较高,平整、光滑,不会出现蜂窝、接痕等缺陷。由于内、外模都挂了平板式振动器,使砼震捣均匀,保证了砼的强度。(2)由于采用了比较合理的结构,提高了装拆模的机械化水平,使装脱模能快速、准确,缩短了使用周期。(3)模板与制梁台、模板与车架均采用铰接结构,简化了模板的受力状况,使模板的设计更为简单、实用。减轻了模板的重量,节约了材料。(4)安全可靠,经久耐用。由于模板的传力是通过螺杆直接传递给底模或车架的,而且采用铰接结构,所以,模板不会产生位移或强度下降的现象。消除了安全隐患,保障了工人的安全。此外,采用整体结构,模板不用拆来拆去,不易磨损和变形,从而减少了材料损耗,