浅谈预制箱梁模板的选配

摘 要：该文从预制箱梁的平移方式、生产周期、荷载要求等角度出发，探讨了模板设计、制造与安装的要点，提出了内外模的合理配比、模板的预压、预设反拱方面的注意事项，对制梁场的建设有较强的指导意义。

关键词：预制箱梁 模板选配 模板预压 预设反拱

Abstract: This article from the perspective of precast box beam translational mode, the production cycle, load requirements as the starting point, discusses the template design, manufacture and installation of the main points, and puts forward some matters needing attention in reasonable proportion, and modular template preloading, the preset camber of the beam field, build a strong guiding significance.

Key words: precast box beam; template matching; template preloading; preset camber

中图分类号：TU755.2+3文献标识码：A 文章编号：

选配原则概述

预制箱梁采用后张法生产，由于其截面大、体积重，预制工艺复杂、验收标准高等特点，对模板的设计、制造和安装方面都有较高的要求。根据《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》相关规定，结合现场施工经验，模板选配需遵守的原则有：

⑴ 具有足够的强度、刚度和稳定性；

⑵ 保证结构的设计形状、尺寸及各部分相互之间位置的准确性；

⑶ 模板的接缝必须密合，保证混凝土浇筑过程不漏浆；

⑷ 构造简单，拆装方便，便于周转使用，应尽量做成装配式组件或块件；

⑸ 模板内外模比、制存梁台座数量设置要合理满足生产需求。

箱梁的平移方式要求

2.1 平移方式的分析比较

箱梁在制梁台座上浇筑完成达到一定强度和预应力阶段后，要平移至存梁台座继续完成终张拉、压浆、封锚等工序。出于制梁场投资规模、整体规划、施工工艺、施工质量和生产周期的要求，各制梁场的平移方式各不相同，通用的平移方式见表1。

表1 预制箱梁的平移方式

2.2 模板的设计、制造要点

箱梁整体钢模板由底模、侧模、端模、液压内模系统等组成。

底模安装在制梁台座上，台座两端采用加强基底，台座上预留1.4m净空的槽形开口以便安装底模振动器。底模需预设反拱，并在生产过程中根据检验数据进行调整。

侧模与台座的连接可采用铰接固定或纵移轨道支撑固定，一般由面板、横肋、侧模支架、调节支撑和调节拉杆组成。如设纵移系统，可由走行台车、牵引系统和纵移轨道组成。

端模设计为内嵌式，分为上端模和下端模。不同梁型（三列排水、两列排水或加高平台）端部模板固定在上端模上。锚穴的尺寸位置准确，以有效减小喇叭口的摩阻。

液压内模系统由走行机构、液压及支撑系统、模板系统组成。内模整出整进，采用液压控制自动收缩。脱模先收缩端部及变截面模板，最后收缩中间标准段模板，在模板整体下降后采取5t卷扬机沿滑轨牵引或用龙门吊移至整备台台位。

箱梁的生产周期要求

3.1 单孔箱梁的生产周期

根据使用提梁机移梁方式的735孔箱梁的数理统计，单孔箱梁的生产周期见表2。

表2 单孔箱梁预制周期表（t）

3.2 内外模的合理配比

内外模的配比取决于制存梁能力，根据预制箱梁的生产周期有两种计算方法。

⑴制架均衡法，适用于没有存梁场地或工期特别紧张的工地。

根据每天架梁需要确定制梁能力、计算台座数量。每天架梁1孔，就需制梁1孔；每个制梁台座占用5天后可移梁，在存梁台座上完成后续工作。各个配套设施的配比如下：

对可拆式侧模，制梁台座：底模：端模：内模：外模＝5:5:1:1:1；

对固定式侧模，制梁台座：底模：端模：内模：外模＝5:5:1:1:5。

⑵最大存梁法，适用于有场地存梁、工期不太紧张的工地。

根据制架梁数量M1、最大存梁数量M2、制梁时间T1、架梁时间T2来计算制梁台座数量N1、存梁台座数量N2。理想状态为前期制梁时间充裕，存梁区已满存，剩余梁制架均衡。

N1＝(M1－M2)×t／T2，N2＝M2或0.5 M2（双层存梁）。

实际情况介于两种方法之间，除了要考虑梁体强度28d、压浆强度28d的要求外，还有架梁时间提前、上层梁张拉压浆需要倒梁等问题，制梁能力必须要有1.2~1.4的充裕系数。对可拆式侧模，内外模的配比仍是1:1；对固定式侧模，内模与外模的配比在0.5~0.67。

模板的荷载要求

4.1 模板承受的荷载分析

预制箱梁多采用C50高性能混凝土，采用泵送混凝土浇筑。根据文献[1]模板工程的有关公式，模板荷载有竖向和水平荷载。水平荷载包括新浇筑混凝土对侧模的侧向压力、倾倒混凝土对模板产生的侧压力；竖向荷载包括模板及支架自重、顶板混凝土自重、施工人员设备、钢筋自重、新浇筑混凝土重量、振捣混凝土产生的荷载等。其中新浇混凝土对侧模的侧压力是主要的控制性荷载，其计算公式如下：

[1]

式中 —新浇混凝土对侧模的侧向压力，kN/m2；

—混凝土的密度，取26 kN/m3；

—混凝土的初凝时间，取6h~8h；

—外加剂修正影响系数，取1.0；

—混凝土坍落度影响修正系数，对于泵送混凝土，取值1.15；

—混凝土的浇筑速度，取0.6m/h~1.5m/h；

—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶的总高度，0~3.05m。

文献[2]推断模板的适应范围为：侧模高≤3.3m，内模高≤2.6m，顶板厚度≤0.45m。

因此，在侧模上增设调节支撑利用可拆式侧模的脱模和立模，可以方便地调节侧模的垂直度、高度；上部设调节拉杆，可以有效恢复侧模受压时形成的变形，以保持箱梁腹板的坡度比、顶板的宽度。

4.2 模板的预压

模板在使用前必须经过预压，沉降稳定后才能投入使用。预压历时4天，第1－2天为均匀堆载，第3－4天为两端堆载。均匀堆载为在条基长度上均匀分布，两端堆载为在距离两端6m范围内分布。分三级加载，400吨一级，总重1200吨，每级间隔0.5小时。堆载及卸载期间的测量时间及次数见表3。

表3 预压测量时间及次数

4.3 模板的预设反拱

底模与侧模根据计算设置反拱、预留压缩量，参考京沪、京津、京石高铁的经验，底模预设反拱按二次曲线y=ax2-c布置，跨中呈凹形。生产过程中每套模板每生产5孔梁即分析、调整。以31.5m梁为例，底模各点预设反拱值见表4。

表431.5m梁底模预设反拱值

根据已预制箱梁的实测数据，所选配的模板能有效保证生产进度，其反拱、预留压缩量和梁长、上拱度均在可拱范围之内。模板在每生产100孔须经过一次大修，以保证足够的刚度、强度、稳定性。但如何结合具体的工程实例，对模板的选配进行优化，对底模、侧模的支撑系统进行强化，既合理又方便实用，尚需要更多工程技术人员的探讨。

参考文献

TB10002.2—99，铁路桥梁钢结构设计规范[S]

伍军，李学民．整孔单线简支箱梁模板设计．铁道标准设计，2005(10)

王建军．客运专线预制箱梁梁场平移方式的分析比较．铁道标准设计，2007(7)

程学明．客运专线箱梁模板的设计与制造．黑龙江科技信息，2008(2)

作者简介：张佩玲，中铁电气化局集团西安铁路建设公司，工程师。