太极溪特大桥翻模模板受力验算

高友长 （湖南有色地质勘查局工程地质总队，湖南 长沙 410007）

1 工程概况

太极溪特大桥上部结构为（10×40+66+120+66+14×40）m连续刚构+T梁结构，全长1278.32m。主墩12#、13#墩为双肢矩形薄壁空心墩，每个单肢空心墩的纵横向尺寸为变截面，单肢薄壁厚为0.65m，单肢宽为22m以下为宽3.5m，长8m；22～26m为变截面；26m以上单肢宽为3.2m，长为7m，双肢中心间距为7m。其它墩11#、14#～25#墩每幅为70∶1收坡薄壁空心墩，薄壁厚0.55m，双面收坡。墩高50.6m～103.2m。本桥薄壁高墩经过技术经济比较后采用大块模板翻模施工方案，翻模施工速度快，质量能得到有效保证，是建设部推广的十项新技术之一。

2 模板系统

墩柱采用翻模施工工艺，混凝土每次浇筑4.5m3，每套模板分为3节整体钢模,模板高度为3×2.25m，总高度为6.75m。正面由2块2.25m×4.0m加2块变尺寸角模，侧面由1块2.25m×1.5m加2块变尺寸角模。外模面板釆用6mm厚钢板，竖向背肋用［8槽钢，间距300mm,横肋用双［16槽钢，间距750mm；法兰用厚度12mm、宽度8mm钢板；相邻模板连接用螺栓釆用M20，间距150mm；对拉螺栓用M18，上下间距750mm，左右间距离1000mm。

为方便高空装模作业，在外侧模外壁设置一个固定的操作平台。翻模的提升及材料的垂直运输，均采用TC5610型塔吊。

3 模板验算

3.1 侧模板的受力计算

墩身施工时，混凝土浇筑速度控制在1.0/h,混凝土入模温度t=30℃,坍落度110mm～150mm，侧压力按下列公式中的较小值取值。

其中：f—新浇注混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）

γc—混凝土的重力密度（kN/m3），取26kN/m3

t0—新浇注混凝土的初凝时间（h）,按t0=200/（T+15）计算（T 为混凝土的温度），或按试验室试验数据得

v—混凝土的浇筑速度（m/h）

H—侧压力计算位置至新浇混凝土顶面的总高度（m）

β1—外加剂影响修正系数，添加外加剂时取1.2

β2—混凝土坍落度影响修正系数，110mm～150mm时，取1.15

取fmin=f1=35.1kN/m2

验算承载力时，荷载设计值既应考虑永久荷载（即新浇筑混凝土侧压力，其荷载分项系数=1.2），还应考虑可变荷载（倾倒混凝土时产生的荷载，其荷载分项系数=1.4）。又因面板为钢板，背楞为槽钢等，其模板荷载设计值可乘以0.85予以折减。

则：f3=35.1×1.2×0.85=35.802kN/m2

有效压头高度由式h=f3/γc得：h=35.802/26＝1.377m

倾倒混凝土时产生的荷载为2 kN/m2

则：f4=2×1.4×0.85=2.38 kN/m2

3.2 面板验算

新浇筑混凝土侧压力均匀作用在钢模面板上，单位宽度的面板可以视为“梁”，竖肋即为梁的支点。按三跨连续梁考虑，梁宽取300mm。因仅作用在有效压头高度1.37m范围内可略去不计，作用在连续梁上的线荷载为：

q=35.8×0.3=10.74 kN/m(验算抗弯承载力)

q'=35.1×0.3=10.53 kN/m(验算挠度)

σ=M/W=6M/bh2=6×0.1×10.74×3002/300×62=53.7 N/mm2

W挠度=0.667×q'l4/100EI=0.667×10.53×3004×12（/100×2.1×105×300×63）=0.51mm

满足条件

3.3 竖肋验算（［8槽钢)

仍按三跨连续梁考虑，横肋即为竖肋梁的支点，梁上作均布侧压力荷载的受荷宽度即为竖肋间距300mm。作用在连续梁上的线荷载为：

满足条件

3.4 横肋验算（2［16槽钢)

作用在连续梁上的线荷载为：

满足条件

3.5 对拉螺栓验算（φ18）

每个对拉螺栓承受混凝土侧压力的等效面积为0.75×1.0m2

N=0.75×1.0×35.1×1.2×0.85=26.85kN

σ=N/A=26.85×103/254=105.7N/mm2<145N/mm2

满足条件

3.6 连接螺栓验算（φ20）

M18普通螺栓的抗剪设计的承载力为：

Nb=3.14×202/4×130×10-3=24.15kN

横背楞上承受线荷载为：q=26.85kN/m

因此总荷载为N=26.85×8.000=214.8kN

连接螺栓共有8000/150=54个

每个连接螺栓承受剪力为214.8/54=3.98kN

满足条件。