菩萨崖大桥空心薄壁高墩模板设计

杜　鹃

（中铁十八局集团第六工程有限公司　天津　300222）

菩萨崖大桥空心薄壁高墩模板设计

杜鹃

（中铁十八局集团第六工程有限公司天津300222）

针对菩萨崖大桥的实际情况，设计空心薄壁高墩模板，并进行强度、刚度验算，计算结果表明设计方案是可行的。工程实践表明所采用模板方案是合理的，保证工程的顺利进行。

高墩模板翻模施工

1　工程概况

河北省石家庄至冀晋界公路是京昆高速公路在河北省境内的石家庄段，是京昆高速公路与青银高速的重合段，项目主体工程LJ-8标段，起讫里程为K49+153～K52+118，路线全长为2.965 Km，位于山前浅山区及太行山麓，路线多为沿山谷布设，桥梁墩高均较高。菩萨崖大桥墩高最大为63.2 m，采用空心薄壁墩，墩身截面为2 400 mm×1 600 mm，墩帽截面为1 140 mm×2 100 mm。该桥为标段重点控制性工程之一，对工期要求非常严格，根据进度计划墩身施工占了整个施工期的很大一部分，因此墩身施工方法及模板方案极为重要，也直接影响到整个大桥能否按期完成。

2　模板方案设计

高墩施工模板传统的方法主要有翻模法、爬模法及滑模法[1,2]。经过分析，根据现场设备和人员经验决定采用翻模法施工。空心薄壁墩翻模施工系自承法施工体系，利用已浇完的下节混凝土墩身及模板承受上一节混凝土的施工荷载，模板循环施工直至墩顶标高[3]。模板基本参数如下：

（1）基本信息：内楞间距275 mm，外楞间距1 000 mm，外楞四角设置对拉杆，对拉杆规格为M25精轧螺纹钢。

（2）内楞信息：内楞选用槽钢，规格为100mm×48mm×5.3mm，惯性矩为IX=198cm4，截面模量为WX=39.7cm3。

（3）外楞信息：外楞（宽方向）选用槽钢规格为 2[120mm×53mm×5.5mm， 惯性矩为IX=2´346cm4，截面模量为WX=2´57.7cm3。外楞（长方向）选用槽钢规格为2[160mm×65mm×8.5mm/2，惯性矩为IX=2´935cm4，截面模量为WX=2×117cm3；槽钢为2[160mm×65mm×8.5mm；惯性矩为IX=2´3530cm4，截面模量为WX=2´282cm3。

（4）面板参数：面板为Q235钢，面板厚度为6.00mm；以1 m为计算单元，惯性矩为IX=1.8cm4，截面模量为WX=6cm3；弹性模量E=210 GPa；

（5）对拉螺杆参数：对拉螺杆采用精轧螺纹钢M25×1 140 mm。

3　桥墩模板验算

根据要求，设计计算值需小于模板强度设计值：抗弯强度设计值[[f]205MPa ，抗剪强度设计值[[fv]]=125MPa ，挠度设计值L?250。

3.1模板面板计算

面板看作是两端固定的受弯构件，取单位板宽计算。模板荷载标准值为 q=78.88KN/m，计算简图如图1(a)所示。经计算，跨中弯矩为248302N·mm；固定端弯矩为-496604N·mm，跨中挠度为0.5mm，如图1(b)、1(c)所示。

图1　模板面板受力计算简图

3.1.1抗弯强度验算

面板截面的最大应力值：

满足设计要求。

3.1.2抗剪强度验算。

面板截面受到的最大剪应力值：

满足设计要求。

3.1.3挠度验算

变形量为0.5mm

3.2模板内楞验算

内楞承受来自模板的荷载，可以把内楞看成在均布荷载作用下的三跨连续梁，荷载q=20.85KN/m，通过力矩分配方法进行计算，计算简图见图2(a)。经计算，边跨最大正弯矩为123797N·mm；中跨最大正弯矩为1140238N·mm，支点弯矩为1466011 N·mm。

3.2.1内楞抗弯强度验算

内楞的最大应力计算值：

图2　模板内楞受力计算简图

3.2.2内楞抗剪强度验算。

内楞最大剪力：V =10.4++8.1==18.5KN

内楞受到的最大剪应力值：

3.2.3内楞挠度需取最不利跨进行检算：

3.3外楞计算

外楞直接承受来自内楞传递的荷载，可把外楞看成简支梁用来检算，计算简图如图 3所示。经计算，跨中最大正弯矩为1 4806 N·mm，最大负弯矩为1 504 N·mm。

3.3.1外楞抗弯强度验算

外楞的最大应力值：

3.3.2外楞抗剪强度验算

外楞的最大剪力：

内楞截面的受剪应力计算值：

图3　模板外楞受力计算简图

3.3.3挠度验算

挠度验算公式与均布荷载作用下挠度计算相似：

满足设计要求。

3.4穿墙螺栓检验

M25螺栓最大容许拉力值：

4　结语

桥梁工程施工对结构物表面的要求很高，因此模板的设计和施工就非常重要，既要保证模板的力学要求，又要保证模板的形状、尺寸、位置、连接等要求。文章给出了菩萨崖1号大桥高墩模板施工方案设计，通过施工的应用和检验得出，模板方案设计是合理可行的。

[1]蔡新宁,李怀友.滑-翻结合液压模板在高墩施工中的应用[J].施工技术,2014,43(16):63-65

[2]张允海,李金成.薄壁空心高墩翻模施工质量控制[M].公路,2013,(10):261-263

[3]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2012

Design of Formwork for the Thin-walled Tall Hollow Pier of Pusaya Bridge

DU Juan
(No.6 Engineering Corporation Limited of China Railway 18th BureauGroup Co., ltd，Tianjin300222)

Based on the actual condition of Pusaya Bridge, the formwork for the thin-walled tall hollow pier was designed. By checking the strength and stiffness of the formwork, the article verifies the feasibility of the design scheme. The project practice shows that the formwork design is reasonable, and has ensured the smooth construction of the project.

tall pierformworkover-form construction

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1673-1816(2015)04-0031-05

2015-10-14

杜鹃（1981-），女，江苏泰兴人，工程师，研究方向土木工程的施工技术与管理工作。