弧形变底宽箱梁悬臂施工整体外模板的制作及应用

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

上海市浦东新区建设（集团）有限公司上海200136 2.上海市浦东新区建设（集团）有限公司上海 2001362.上海星宇建设集团有限公司 上海 310108

摘要：以申江路（华夏中路北～规划三路）新建工程跨川杨河高架主桥为例，介绍弧形变底宽箱梁悬臂施工整体外模板的制作及应用。

一、前言：

随着城市建设发展的需要，为达到桥梁线形美观的要求，桥梁的断面设计由先前矩形箱型断面，逐渐演化为外底面弧形、底板宽度渐变的形式，施工时，外模支设通常采用Ф48×3.5钢管按照箱梁横断面弧线事先弯曲后用扣件固定，在其上绑扎固定纵向方木楞，木楞上钉胶合板作为底模，增加了施工繁琐度，且施工完成后的箱型断面尺寸容易产生较大偏差，影响桥梁的线形美观。而该种断面桥梁在跨河或道路的悬臂施工时，难度加大，施工作业更加不便，本文就该种箱梁施工采用整体外模板，免去外模支设的繁琐工序并较好的满足设计线型展开介绍。

关键词：底板变宽、中间底模、梯形底模，挂篮、箱梁、悬臂浇筑、侧翼模板、吊挂系统

二、工程结构概况

申江路（华夏中路北～规划三路）新建工程跨川杨河高架主桥结构为48m+75m+48m三跨预应力砼变高度连续箱梁，单幅截面形式为斜腹板单箱三室，采用悬臂浇筑法施工。主桥中墩处梁高4.5m，跨中梁高2.8m，单箱顶宽18.6m，底板横断面为：中间平直两侧圆角，平直段宽度从中横梁处由6.046m逐渐变化至跨中9.494m，其中悬浇段为2号块~9好块，梁高由4.008变化至2.8m，底板平直宽由6.57m变化为8.986m，结构断面尺寸详见下图：

根据左图可知从悬臂浇注2#块9#块两侧翼缘板直线段、R=3m圆弧以及R=0.5m圆弧数据保持不变，变化的是斜腹板及底板尺寸，因此，整体定型模板采取分块制作，在施工时根据截面尺寸做简单的分拆来满足结构外形。桥梁侧面见下图：

三、模板制作及应用

3.1模板制作

模板制作应同时满足结构尺寸及各种荷载叠加后的受力要求，首先，按照设计悬臂浇注最长节段4m确定模板所需长度，考虑模板后端与已浇注结构叠合10cm，前端模板立模所需10cm（操作平台可另外增设）,底、斜腹板模板面长度为4.2m,而根据悬臂浇注所采用的挂篮的吊挂系统，底板纵梁搁置于下横梁上，上横梁再通过吊带吊挂于上横梁，因此需考虑前后端搁置所增加的底模跨度，并同时考虑底模构建与吊挂系统的相对位置，防止冲突；斜腹板、翼缘板外模通过内穿纵梁吊挂于上横梁。模板采取最常规的型钢、钢板制作。

3.1.1.底模板

底模板主要结构从上到下分别为面板、面板下加劲背档，纵梁、纵梁系带，纵梁与吊挂横梁限位条。为满足箱梁悬臂浇注块底板逐渐变宽、以及按拆装方便，底模分四块制作，按照悬臂浇注段最小底宽尺寸，以单幅箱梁轴线为中心，两边各两块，中间底模为平面矩形，外侧底模做成梯形，面板一侧根据箱梁底部圆角完成同半径弧形。底模面板为5mm厚钢板，中间底模平铺点焊与纵梁连接固定。背档采用L50×50×角钢，背档与纵梁联接固定，并使背档面与纵梁上口面平齐，使面板为双向板形式受力，可减少面板的挠度；为增加背档与纵梁的连接面，背档下料长度应根据纵梁腹板净距，并割口与纵梁焊接，见右图：

纵梁采用32a槽钢制作，长度满足挂篮前后下横梁的跨度，并按照箱梁断面布置纵梁间距；纵梁为简支受力结构，因此选材时主要考虑满足强度和刚度要求，按照箱梁悬臂浇筑最重节段为计算依据核算强度及最大挠度，其中最大挠度和设计梁底曲线每节段的内矢距之和不应超过跨度的1/400，以满足梁底外观线形要求。同时为保证纵梁的稳定性，防止受力后梁体横向侧翻，下口用8#槽钢横向与各纵梁焊接。底模限位条主要起到在底模搁置于横梁上后防止前后滑移的作用，限位条采用Ф25圆钢制作焊接于纵梁下方，嵌于横梁定位线内固定，底模详见下图：

3.1.2.侧板模制作

箱梁的斜腹板及翼缘板的模板做成整体侧翼模，由面板、背档和片状桁架及桁架联结组成，面板及背档与底模板相同，片状桁架采用10#槽钢制作，焊接前根据斜腹板、翼缘板断面尺寸，把10#槽钢弯制成需要的线形，侧翼模板共7片桁架，各片间采用L75×75×7mm角钢焊接固定形成整体骨架。桁架的间距为700mm，因此侧翼模板沿箱梁纵向长度为（7-1）×700=4200mm，与底模相同。选材时，侧翼模板的受力计算根据最重节段的斜腹板及翼缘板的混凝土重量，通过力的分解，计算出对模板的作用力，平均分布到各片桁架梁，结合支点位置，核算桁架梁的强度和刚度。模板吊点的设置在考虑强度及刚度的同时，还应充分考虑到最小节段由于底模下横梁提升后的最终位置，防止吊点位置过低阻挡下横梁提升而致使下横梁无法提升到位，因此侧翼模板最低点至吊梁下口的垂直距离，应大于悬臂浇注段最大与最小节段的高度差，详见后：模板拼装图。

3.2模板的应用

模板安装在挂篮吊挂系统安装完成后进行，按照先中间后两边的顺序，因此先安装中间底模，再两边梯形底模，最后整体侧翼模板。

底模安装时，应注意两侧对称进行，使吊挂系统受力平衡，底模逐块安装，第一块底模安装时应以横梁中心（理论与单幅箱梁中心重合）为基准，安装定位准确，便于后几块模板就位参照。底模安装后应检查每块模板与横梁的相对位置，确保限位条镶嵌于下横梁定位槽内。

侧翼模安装前，应事先在模板桁架内穿吊挂粱，由于侧翼模外包体积较大，采用吊车等设备吊装时，可用手拉葫芦配合安装，便于局部位置的小幅升降，有利准确就位。模板吊装到位后吊挂梁与吊带及时销接。

所有模板安装后需进行调试，预压，最后定位。底模定位时前后端应同时提升，前端提升至设计高程后，后端提升至梁底处应留有一定间隙,待前端投测中心线准确定位后，再提升底模后端，使模板后端紧贴已浇段梁底并固定牢固。

此外，由于斜腹板混凝土重力对侧翼模的作用力影响，在斜腹板混凝土浇捣时，侧翼模容易涨模外扩，使各节段交界处漏浆、错位影响箱梁外观，为避免这种现象发生，在前一节段混凝土浇筑时，预留Ф50孔，侧翼模后端模板定位后，采用Ф25竖向预应力精轧螺纹钢做对拉螺杆，一端事先拧好螺母，穿好钢扁担梁，并使扁担梁压住侧翼模后端，然后螺杆从另一端穿过预留孔，安装垫板，拧紧螺母，侧翼模及固定完成，见下图：

根据各悬臂浇筑节段的断面尺寸，通过提升底模的同时再行拼宽，来满足结构尺寸。底模拼宽时，采取两侧梯形底模外移，使两侧梯形底模与中间底模分离并各留出1/2的底板增加宽度（相对于悬臂浇筑的最窄节段），在中间底板和梯形底板拼接处打孔栓接牛腿，在牛腿上安装木模横梁，纵向铺模板背档，最后铺钉竹夹板拼缝模板，见下图：

中间底模与两边梯形底模间的拼接模板应事先计算，便于在各节段施工时现场量测、复核，避免出错，每节段拼宽数据如下表：

箱梁悬臂浇筑节段尺寸及中间底模与梯形底模间拼宽统计表

5、结束语

挂篮施工在现阶段已是比较成熟且较多应用于工程的工艺，整体原理大同小异，主要区别在于结构断面差异而造成模板差异，在今后随着桥梁外观要求的进一步提高，各类不同断面形式箱梁的出现，如何根据桥梁结构特点，研究选用既满足结构外观，制作、施工又相对方便且经济的整体模板，是发展的趋势。在申江路（华夏中路北～规划三路）新建工程1标 跨川杨河高架主桥悬臂浇筑的应用中，至2010年3月合拢，桥梁结构尺寸均符合设计值，且外观较好。因此，该整体模板的制作、应用是成功的，有一定的参考价值。