談箱梁模板的設計

高海榮

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

0 引言

箱形結構由于具有抗扭剛度大、整體性能好、易于維護、外形流暢美觀等優點，在橋梁工程中得到廣泛的應用。目前我國無論是公路、鐵路還是城市立交橋梁，多采用“后張預應力箱梁結構”，在設計，施工及驗收質量標準方面，都積累了相當寶貴的經驗。同樣，箱梁模板的設計也得到了越來越多的重視，下面對箱梁模板的設計做簡要論述。

1 底模設計

底模一般用于現澆箱梁的施工中，一般采用膠合板或鋼模板。

1.1 木底模抗彎強度驗算

為方便計算，縱橋向取1 m板長進行計算:

其中，qB為1 m寬板長沿橋橫向的線荷載，kN/m。

其中，δ為膠合板的厚度，m。

當σ=M/W≤［σW］時，符合要求。

否則重新排矩或在膠合板下放組合鋼模板或4 cm厚木板重新計算。

其中，M為1 m寬度內，沿d長度方向的膠合板彎矩，kN·m;W為1 m寬膠合板的截面抵抗矩;σW為膠合板抗彎強度，MPa，根據膠合板出廠說明書取用，一般宜使用的膠合板厚度δ≥10 mm。

1.2 鋼模板強度計算、剛度驗算

鋼模板的選材一般面板為4 mm～6 mm厚的冷軋鋼板，面板之后的加強橫、豎肋用不等邊角鋼或槽鋼。

1)設計荷載。

模板重(底模、芯模)q1;鋼筋混凝土重q2;施工人員、施工材料等臨時荷載q3。

2)計算強度。

在順橋向每隔d(cm)簡支一道，在橫橋向懸空，模板之間的連接認為是剛性連接(螺栓較多)，這樣箱梁的底模可近似的作為連續梁(n＞3)，見圖1。

加勁肋最大彎矩:

其中，q為沿順橋方向的均布荷載，q=q1+q2+q3，kN/m;l為每道支撐間距，l=d，m。

截面模量:

其中，I為沿順橋方向的加強肋慣性矩，I=nI1，n為在橫橋向寬度內的加強肋條數，I1為一根不等邊角鋼或槽鋼的慣性矩，其中，模板面板的慣性矩可忽略不計;rmax為形心到截面邊緣的最大距離。

其中，σ為角鋼或槽鋼的允許應力。

3)剛度驗算。

其中，fmax為多跨連續梁撓度，cm;d為支承跨距，m;E為鋼材的彈性模量。

其余符號意義同前。

其中，［f］為鋼板及加強肋的允許撓度。

當 fmax≤［f］，同時面板變形不超過 1.5 mm，即［f］≤1.5 mm時，剛度符合要求。

當橋梁位于曲線上時，其底模可做成梯形放射狀折線形。

2 側模設計

側模板的構成材料一般為木模貼膠合板和鋼模板，對木模來講周轉次數少，較適用于一次投入或周轉2次以內的施工;對于鋼模板適用于多次周轉及大型箱梁的施工。對于側模板計算，多數僅做側壓力的計算，對翼板部分由于重量較輕，可不做計算。

2.1 側模板所受側壓力的計算

1)振搗混凝土對模板的最大側壓力，kPa;

2)新澆混凝土對側模的最大側壓力為:

其中，Pmax為新澆混凝土對側模板的最大側壓力，kPa;h為有效壓頭高度，m;v為混凝土的澆筑速度，m/h，v≤6 m/h;γ為混凝土的容重，kN/m3;t0為新澆混凝土的初凝時間，可按實測確定;k1為外加劑影響修正系數，不摻外加劑時，取1.0;摻緩凝作用的外加劑時，取1.2;k2為混凝土坍落度影響修正系數，當坍落度小于30 mm時，取0.85;當坍落度為50 mm～90 mm時，取1.0;當坍落度為110 mm ～150 mm 時，取1.15。

上面兩式的選用一般取兩者計算結果中的較小者，若無具體資料時，可直接用Pmax=γh計算，側模板所受的最大側壓力:

2.2 側模板強度計算

假設板面后的加強肋為水平肋，水平肋被支在垂直肋上，垂直肋水平間距為l，兩水平肋之間的垂直間距為a，則分布在該水平肋上的均布荷載為:

按簡支梁考慮，最大彎矩:

其中，n為在混凝土有效壓頭內的水平肋的根數;Mmax為最大彎矩，kN·m;W為截面模量;［σ］為水平肋的允許彎應力，kPa。

2.3 模板剛度計算

fmax=(ql2)/(128EI)≤［f］=l/400 或［f］=l/500(對于鋼模板)。

3 內側模強度及剛度計算

內側模主梁由一塊翼緣板和兩塊腹板以及面板的鋼板焊接成的封閉箱形截面，由可調撐桿支撐在內模側。按兩跨連續梁計算，將混凝土側壓力按支撐寬度分配到相應的主梁上，計算簡圖如圖2所示。

1)內模強度計算。

其中，Mmax為最大彎矩，kN·m;W為截面模量。

圖1 箱梁底模受力圖

圖2 內側模計算圖

2)模板剛度計算。

在模板設計中，由于工地現狀及材料不同，可能使設計的框架形式不同，但計算模式相同。

［1］《組合鋼模板施工手冊》編寫組.組合鋼模板施工手冊［M］.北京:中國鐵道出版社，1984.

［2］向中富，鄒毅松，楊壽忠.新編橋梁施工工程師手冊［M］.北京:人民交通出版社，2011.

［3］交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊(上、下)［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［4］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規范實施手冊［S］.