太極溪特大橋翻模模板受力驗算

高友長 （湖南有色地質勘查局工程地質總隊，湖南 長沙 410007）

1 工程概況

太極溪特大橋上部結構為（10×40+66+120+66+14×40）m連續剛構+T梁結構，全長1278.32m。主墩12#、13#墩為雙肢矩形薄壁空心墩，每個單肢空心墩的縱橫向尺寸為變截面，單肢薄壁厚為0.65m，單肢寬為22m以下為寬3.5m，長8m；22～26m為變截面；26m以上單肢寬為3.2m，長為7m，雙肢中心間距為7m。其它墩11#、14#～25#墩每幅為70∶1收坡薄壁空心墩，薄壁厚0.55m，雙面收坡。墩高50.6m～103.2m。本橋薄壁高墩經過技術經濟比較后采用大塊模板翻模施工方案，翻模施工速度快，質量能得到有效保證，是建設部推廣的十項新技術之一。

2 模板系統

墩柱采用翻模施工工藝，混凝土每次澆筑4.5m3，每套模板分為3節整體鋼模,模板高度為3×2.25m，總高度為6.75m。正面由2塊2.25m×4.0m加2塊變尺寸角模，側面由1塊2.25m×1.5m加2塊變尺寸角模。外模面板釆用6mm厚鋼板，豎向背肋用［8槽鋼，間距300mm,橫肋用雙［16槽鋼，間距750mm；法蘭用厚度12mm、寬度8mm鋼板；相鄰模板連接用螺栓釆用M20，間距150mm；對拉螺栓用M18，上下間距750mm，左右間距離1000mm。

為方便高空裝模作業，在外側模外壁設置一個固定的操作平臺。翻模的提升及材料的垂直運輸，均采用TC5610型塔吊。

3 模板驗算

3.1 側模板的受力計算

墩身施工時，混凝土澆筑速度控制在1.0/h,混凝土入模溫度t=30℃,坍落度110mm～150mm，側壓力按下列公式中的較小值取值。

其中：f—新澆注混凝土對模板的最大側壓力（kN/m2）

γc—混凝土的重力密度（kN/m3），取26kN/m3

t0—新澆注混凝土的初凝時間（h）,按t0=200/（T+15）計算（T 為混凝土的溫度），或按試驗室試驗數據得

v—混凝土的澆筑速度（m/h）

H—側壓力計算位置至新澆混凝土頂面的總高度（m）

β1—外加劑影響修正系數，添加外加劑時取1.2

β2—混凝土坍落度影響修正系數，110mm～150mm時，取1.15

取fmin=f1=35.1kN/m2

驗算承載力時，荷載設計值既應考慮永久荷載（即新澆筑混凝土側壓力，其荷載分項系數=1.2），還應考慮可變荷載（傾倒混凝土時產生的荷載，其荷載分項系數=1.4）。又因面板為鋼板，背楞為槽鋼等，其模板荷載設計值可乘以0.85予以折減。

則：f3=35.1×1.2×0.85=35.802kN/m2

有效壓頭高度由式h=f3/γc得：h=35.802/26＝1.377m

傾倒混凝土時產生的荷載為2 kN/m2

則：f4=2×1.4×0.85=2.38 kN/m2

3.2 面板驗算

新澆筑混凝土側壓力均勻作用在鋼模面板上，單位寬度的面板可以視為“梁”，豎肋即為梁的支點。按三跨連續梁考慮，梁寬取300mm。因僅作用在有效壓頭高度1.37m范圍內可略去不計，作用在連續梁上的線荷載為：

q=35.8×0.3=10.74 kN/m(驗算抗彎承載力)

q'=35.1×0.3=10.53 kN/m(驗算撓度)

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

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

滿足條件

3.3 豎肋驗算（［8槽鋼)

仍按三跨連續梁考慮，橫肋即為豎肋梁的支點，梁上作均布側壓力荷載的受荷寬度即為豎肋間距300mm。作用在連續梁上的線荷載為：

滿足條件

3.4 橫肋驗算（2［16槽鋼)

作用在連續梁上的線荷載為：

滿足條件

3.5 對拉螺栓驗算（φ18）

每個對拉螺栓承受混凝土側壓力的等效面積為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

滿足條件

3.6 連接螺栓驗算（φ20）

M18普通螺栓的抗剪設計的承載力為：

Nb=3.14×202/4×130×10-3=24.15kN

橫背楞上承受線荷載為：q=26.85kN/m

因此總荷載為N=26.85×8.000=214.8kN

連接螺栓共有8000/150=54個

每個連接螺栓承受剪力為214.8/54=3.98kN

滿足條件。