谈箱梁模板的设计

2013-08-23高海荣

山西建筑 2013年14期

高海荣

(山西路桥第二工程有限公司，山西临汾 041000)

0 引言

箱形结构由于具有抗扭刚度大、整体性能好、易于维护、外形流畅美观等优点，在桥梁工程中得到广泛的应用。目前我国无论是公路、铁路还是城市立交桥梁，多采用“后张预应力箱梁结构”，在设计，施工及验收质量标准方面，都积累了相当宝贵的经验。同样，箱梁模板的设计也得到了越来越多的重视，下面对箱梁模板的设计做简要论述。

1 底模设计

底模一般用于现浇箱梁的施工中，一般采用胶合板或钢模板。

1.1 木底模抗弯强度验算

为方便计算，纵桥向取1 m板长进行计算:

其中，qB为1 m宽板长沿桥横向的线荷载，kN/m。

其中，δ为胶合板的厚度，m。

当σ=M/W≤［σW］时，符合要求。

否则重新排矩或在胶合板下放组合钢模板或4 cm厚木板重新计算。

其中，M为1 m宽度内，沿d长度方向的胶合板弯矩，kN·m;W为1 m宽胶合板的截面抵抗矩;σW为胶合板抗弯强度，MPa，根据胶合板出厂说明书取用，一般宜使用的胶合板厚度δ≥10 mm。

1.2 钢模板强度计算、刚度验算

钢模板的选材一般面板为4 mm～6 mm厚的冷轧钢板，面板之后的加强横、竖肋用不等边角钢或槽钢。

1)设计荷载。

模板重(底模、芯模)q1;钢筋混凝土重q2;施工人员、施工材料等临时荷载q3。

2)计算强度。

在顺桥向每隔d(cm)简支一道，在横桥向悬空，模板之间的连接认为是刚性连接(螺栓较多)，这样箱梁的底模可近似的作为连续梁(n＞3)，见图1。

加劲肋最大弯矩:

其中，q为沿顺桥方向的均布荷载，q=q1+q2+q3，kN/m;l为每道支撑间距，l=d，m。

截面模量:

其中，I为沿顺桥方向的加强肋惯性矩，I=nI1，n为在横桥向宽度内的加强肋条数，I1为一根不等边角钢或槽钢的惯性矩，其中，模板面板的惯性矩可忽略不计;rmax为形心到截面边缘的最大距离。

其中，σ为角钢或槽钢的允许应力。

3)刚度验算。

其中，fmax为多跨连续梁挠度，cm;d为支承跨距，m;E为钢材的弹性模量。

其余符号意义同前。

其中，［f］为钢板及加强肋的允许挠度。

当 fmax≤［f］，同时面板变形不超过 1.5 mm，即［f］≤1.5 mm时，刚度符合要求。

当桥梁位于曲线上时，其底模可做成梯形放射状折线形。

2 侧模设计

侧模板的构成材料一般为木模贴胶合板和钢模板，对木模来讲周转次数少，较适用于一次投入或周转2次以内的施工;对于钢模板适用于多次周转及大型箱梁的施工。对于侧模板计算，多数仅做侧压力的计算，对翼板部分由于重量较轻，可不做计算。

2.1 侧模板所受侧压力的计算

1)振捣混凝土对模板的最大侧压力，kPa;

2)新浇混凝土对侧模的最大侧压力为:

其中，Pmax为新浇混凝土对侧模板的最大侧压力，kPa;h为有效压头高度，m;v为混凝土的浇筑速度，m/h，v≤6 m/h;γ为混凝土的容重，kN/m3;t0为新浇混凝土的初凝时间，可按实测确定;k1为外加剂影响修正系数，不掺外加剂时，取1.0;掺缓凝作用的外加剂时，取1.2;k2为混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30 mm时，取0.85;当坍落度为50 mm～90 mm时，取1.0;当坍落度为110 mm ～150 mm 时，取1.15。

上面两式的选用一般取两者计算结果中的较小者，若无具体资料时，可直接用Pmax=γh计算，侧模板所受的最大侧压力: