青岛海湾大桥m预制箱梁模板设计及安装施工技术.doc
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1、青岛海湾大桥60m预制箱梁模板设计及安装施工技术黎棠兴(中交四航局第二工程公司)摘 要:本文重要介绍青岛海湾大桥60m预制箱梁模板设计及安装施工技术。关键词:箱梁 模板设计 安装施工1.概述目前国内混凝土箱梁的制梁模板多为拼装式,采用拼装式模板的优点是设计、制造较方便,成本较低。但也存在许多缺陷,如费工费时,拆模板时,由于箱形梁内空间的限制,人工拆除模板比较困难,并且由于端隔墙内腔较小,内模搬运较困难。在生产实践中,为提高制梁速度、减小劳动强度及提高机械化限度,整体钢模板在制梁施工中正在逐步的普及。2.箱梁一般构造青岛海湾大桥60m非通航孔桥预制箱梁采用单箱单室截面,箱梁顶宽17.0m,底宽6
2、.6m,梁高3.5m,具体尺寸见工程简介,不再赘述,箱梁横断面、立面见图1、2。图1箱梁横断面图(跨中)图2箱梁立面图3.箱梁模板设计箱梁模板均采用钢模板,具有提高梁体表面光洁度、保证梁体尺寸以及增长倒用次数等优点。模板接缝平顺,板面平整,转角光滑,连接孔准确。模板具有足够的强度、刚度和稳定性,保证整体在施工过程中各部位尺寸对的,并具有多次反复使用不产生影响梁体外形的刚度。3.1 重要构造60m箱梁整体钢模板由底模、外模、端模、内模系统、液压系统等组成,箱梁模板构造图如图3。图3 箱梁模板构造图3.2 箱梁结构计算计算说明:材料允许应力:材质Q235-B,允许正应力()160MPa,允许剪应力
3、()100Mpa。模板刚度:模板悬臂段挠度1/400,模板纵、横肋、背带及外侧骨架最大位移3mm。3.2.1 侧模、底模及骨架计算模型说明60米预制箱梁模板采用大型空间有限元软件进行分析,其中面板、模板加劲板简化为四节点板单元,模板纵横肋、骨架各杆件简化为梁单元,地基梁简化为实体单元。模板撑杆为梁单元上、下端为铰接,约束条件:骨架螺旋千斤顶支撑处为竖向约束,地基梁底部为固定约束,图4为底模、侧模及骨架整体计算模型断面图。以下为计算结果,应力云图略。图4 底模、侧模及骨架整体计算模型断面图3.2.2 侧模、底模及骨架强度计算结果经计算,骨架及模板肋最大应力为115.5MPa160Mpa,最大拉应
4、力108.7MPa160Mpa,模板纵、横肋及骨架满足规定。3.2.3 底模及侧模面板强度计算结果(1) 最大主拉应力理论(第一强度理论)计算经计算,底模板、侧模板的面板最主拉应力:1max47.96MPa160MPa,满足规定。(2)最大剪应力理论(第三强度理论)计算经计算,底模板、侧模板的面板最大剪应力:max47.96MPa100MPa,满足规定。3.2.4 侧模、底模及骨架 刚度计算整体刚度计算结果如下:(1)底模横肋最大竖向位移: 1.15mm3mm,满足规定.(2)侧模背带及骨架最大竖向位移: 2.37mm3mm,满足规定。(3)侧模背带及骨架最大侧向位移: 2.88mm3mm,满
5、足规定。3.2.5 内模计算模型说明60m预制箱梁内模采用大型空间有限元软件进行分析,其中面板、模板加劲板简化为四节点板单元,模板纵、横肋简化为梁单元,模板撑杆为梁单元上、下端为铰接,模型中释放局部2轴解决。内模对拉杆为(只拉无间隙单元),内模顶板与侧板、侧板与侧板之间为铰接,模型中在面板接缝处断开,运用加劲板设立成铰。约束条件:千斤顶支撑处为竖向约束,支撑纵梁固定处为固定约束。本计算取内模部分标准段及箱梁渐变段和箱梁端部进行分析,内模模型见下图。图5 内模模型三维视图 图6 内模模型断面图内模撑杆为83无缝钢管,间距2023mm。3.2.6 内模强度计算(1)内模各撑杆应力结果内模纵肋最大应
6、力为42.12MPa160Mpa,满足规定。内模撑杆最大压应力58.04MPa160Mpa,满足规定。箱梁变厚段撑杆压应力最大。(2) 内模面板及加劲板应力结果 最大主拉应力理论(第一强度理论)计算结果:经计算,底模板、侧模板的面板最主拉应力:1max80.3MPa160MPa,满足规定。 最大剪应力理论(第三强度理论)计算结果经计算,底模板、侧模板的面板最大剪应力:max80.3MPa100MPa,满足规定。3.2.7 内模刚度计算内模肋撑杆作用下整体刚度计算内模整体最大竖向位移: 2.11mm3mm,满足规定内模整体最大侧向位移: 1.398mm3mm,满足规定。3.2.8 结论经对60m
7、箱梁底模、侧模、骨架及内模整体计算,箱梁底模、侧模、骨架及内模强度、刚度满足规范规定且有一定安全储备。4.箱梁模板结构4.1 底模 底模布设在预制台座上,由面板钢板与型钢骨架两部分组成,底模分为5段,中间段长49.0m;在靠近两端处设有便于运梁台车进出的活动底模块,长1.5m,底模安装时按设计规定设立预拱度,底模总体布置如图7。图7 箱梁底模板总体布置示意图4.2 外侧模 外侧模由侧模、翼模、外模桁架、侧模行走台车等组成。外模桁架下部的每个节点处均设有螺旋千斤顶,用于调整外模的安装高度和脱模。在两侧外模桁架的底部各设有二个移模台车,能在外模轨道上纵移,以便于一套外模合用于两个制梁台座。侧模:侧
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