斜交箱梁堵头模板的设计

刘旭阳 张乐英

一、箱梁简介

1.箱形梁

在桥梁建设中梁体横截面呈一个或几个封闭箱形的梁称为箱形梁。箱形梁桥具有两个显著的特点：一是这种结构除了梁肋和上部翼缘板外，在底部尚有扩展的底板，因此它能提供承受正、负弯矩的混凝土受压区；另一重要特点是在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别大，在偏心活载作用下各梁肋的受力比较均匀。因此，箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用于全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。

2.斜交梁

斜交箱梁是由于桥梁的平面布置必须满足线路设计的需要而产生的。桥梁的平面布置除了受到桥址处地形地物的制约外，还与线路和河道（或其他线路）两者相交的情况有关通常布置方式有正交、斜交、单向曲线和反向曲线等几种。正交桥最为常见，桥梁构造也相对简单，绝大多数桥梁 （尤其是大桥）的平面布置均采用正交。

当桥梁纵轴线方向与河道主流流向不能正交时，需采用斜交方式布置，其斜度 （指桥梁纵轴线与表示桥梁正向布置的轴线之间的夹角）一般不大于45°，在通航河流上不宜大于5°。

3.斜交箱梁

由于跨越铁路线路的需要由某省交通设计研究院有限责任公司设计的XX城际间快速通道线路中的XX公铁立交桥采用的是45°斜交35米跨度的后张箱形梁。其建筑结构图分别参见图1、2、3。

图1 45°斜交35米跨度的后张箱形梁连续端预制结构

二、斜交箱梁建筑图的视图

图2 45°斜交35米跨度的后张箱形梁非连续端预制结构

图3 45°斜交35米跨度的后张箱形梁架设后连续端现浇中横梁结构

斜交箱梁建筑视图和模板制造业使用的机械视图之间存在的最大差异是：为了使建筑结构能清晰又简洁的表述清楚，构件的主视图没有采用机械制图所使用的正投影图——即投影射线与投影面相垂直的平行投影法所得到的图形；而是采用了和斜交角度相一致的斜投影图——即投影射线与投影面相倾斜的平行投影法所得到的图形。这是模板设计人员和现场施工人员最容易忽视而造成错误的原因之一。

在图1和图2的两张图纸中它们的主视图采用的都是相对于俯视图的中心剖视的45°斜投影视图，而图3的图纸中主视图采用的是相对于俯视图的中心剖视的 （-45°）斜投影视图。

三、堵头模板的设计

1.堵头模板设计的准确性对梁长和应力张拉造成不良影响，进而影响梁的铺架和中横梁的钢筋绑扎与浇筑。因此斜交箱梁堵头模板设计的好坏就成为了决定整套箱梁模板成败的关键因素。

2.由于斜交箱梁建筑视图和模板制造业使用的机械视图之间存在着很大的差异，所以端头的建筑大样图不能直接用于模板的设计制造，必须通过作图求解得到符合机械制图规范的端头大样图，此是设计斜交箱梁端头堵头模板关键步骤。

（1）箱形梁连续端堵头大样求解

作图求解箱形梁连续端堵头大样需使用到“一般构造图之中的侧视图”、 “梁端封锚钢筋构造图”、 “梁端锚下加强钢筋构造图”和 “连续端大样图”等箱梁建筑图。

首先，将端头侧视图和连续端大样图置于图纸上半部分的左右两侧并满足视图关系 （高平齐）且在中间流出适当的距离，将端头侧视图旋转90°置于图纸下半部分的左侧并且适当向右延长中心线。参见图4。

图4 45°斜交35米跨度后张箱形梁连续端堵头大样求解图

第二，在左侧端头侧视图样中标识各张拉锚具中心点 （如P1、P2），而后向右绘制水平线求出其在右侧大样图上对应的投影点 （如P），标注出投影点 （如P）与桥墩中心线O-O轴的间距 （如P到O-O轴为345+160=505mm）。桥墩中心线O-O轴是梁端堵头垂直正投影大样图求解的唯一基准。

第三，在图纸下半部分的右侧按斜交角度与方向绘制桥墩中心线O-O轴的水平投影，根据各投影点 （如P）与桥墩中心线O-O轴的间距 （如505mm）依次绘制O-O轴的平行线（如p-p）。由左侧的各锚具中心点 （如P1和P2）分别向右绘制水平线与其相对应的斜线 （如p-p）相交，再以此交点为起点向上绘制竖直线与上部相对应的水平线相交。此交点即为所求锚具中心点的垂直正投影。

第四，为了满足钢绞线张拉的要求，张拉面应垂直于钢绞线且不小于200mm，为了保证端头堵板的脱模需要各张拉面直接的过渡连接应为钝角形式。最终完成的45°斜交后张箱形梁连续端堵头正投影大样图详见图5。根据此大样图就可设计出适合施工需要的堵头模板生产加工图。

通过图6我们可以更加直观的看到45°斜交箱形梁与正交箱梁连续端头存在着明显的差异。

图5 求解得到的45°斜交35米跨度的后张箱形梁连续端堵头大样图

图6 45°斜交箱形梁与正交箱梁连续端头3D图

（2）箱形梁非连续端堵头大样求解

由于非连续端上的各张拉锚具中心点与桥墩中心线 （或背墙线）O-O轴的间距都相同，因此梁端堵头垂直正投影大样图的求解就相应简单。详见图7，8，9所示。

四、结束语

近几年由于政府对基础建设投入的进一步加强，高速公路建设空前繁荣。各种箱梁模板的需求迅速增加，按上述方法设计制造的各种斜交角度的箱梁与堵头模板满足了各施工单位的需要。发挥了良好的社会效益和经济效益。

图7 45°斜交35米跨度后张箱形梁非连续端堵头大样求解图

图8 求解得到的45°斜交35米跨度的后张箱形梁非连续端堵头大样图

图9 45°斜交箱形梁与正交箱梁非连续端头3D图

[1]李亚东.桥梁工程概论.第二版.西南交通大学出版社，2006.2.

[2]王其昌，翁民玲.福建科学技术出版社，2004.7.