铁路T梁模板的设计与生产中的质量控制

余晓琳

（中铁二局集团新运工程有限公司　四川　成都　610031）

铁路T梁模板的设计与生产中的质量控制

余晓琳

（中铁二局集团新运工程有限公司四川成都610031）

随着我国公路、铁路等交通的高速发展，T梁在交通建设中被广泛应用，T梁预制质量的好坏影响着道路的交通安全。做好铁路T梁钢模板设计，有效控制其生产质量，是T梁预制质量的首要保证。本文主要对铁路T梁钢模板的具体设计过程以及生产制造中质量控制手段，进行分析，并提出笔者的思考和建议，仅供参考。

铁路T梁；T梁模板；设计；质量控制

前言

随着我国交通基础建设的高速发展，T梁与箱梁等其他类型梁形相比，由于制作便捷，体积小，运输、吊装方便，经济性高等优势而被广泛用于公路和铁路建设中。T梁钢模板的设计和质量直接影响着T梁的预制生产，是T梁预制的保证。本文以铁路2101-32mT梁为例，研究铁路T梁模板具体设计以及生产质量控制方式。

1　T梁概述

T梁结构简单，结构尺寸易于设计成系列化和标准化，有利于采用工业化制造，组织大规模预制生产，利用起重设备或架桥机进行架设。同时T梁系列化和标准化的设计也大大提高了模板的周转使用率。T梁分为边梁和中梁，每片边梁和中梁的两侧有横隔板，内置连接板预埋筋。铁路梁桥中使用最多的为32m和24m两种标准长度的T梁。

2　铁路T钢模板设计原则

2.1实用性

铁路T梁钢模首先应满足T梁预制质量要求，保证T梁各部分形状尺寸和相互位置的准确性，构造要简单、拆装要方便，便于钢筋绑扎、安装以和混凝土灌注。模板的接缝应严实、紧密，以保证混凝土在强烈的震动下不漏浆。模板要依据具体设计要求以及实际张拉应力、上拱度数据设置了预留压缩量和反拱，并依据二次抛物线来对反拱轨迹进行设置。

2.2安全性

T梁钢模板结构必须具有足够的承载能力、刚度和稳定性，在混凝土自身重量、侧压力和施工各种荷载载荷作用下不破坏，不倒塌，结构牢固稳定，同时要确保工人操作的安全。

2.3经济性

要能满足T梁规模化、工厂化生产，模板重复、频繁周转使用，提高模板的周转使用率，以节约模板使用成本。

3　铁路T梁钢模板的具体设计

3.12101-32m铁路T梁钢模的总装设计

依据2101-32m铁路T梁施工图纸和施工要求，遵循T梁钢模设计原则，32mT梁边梁钢模设计为由侧模、底模、端模组装而成。并在侧模底部和底模预留反拱值45mm，预留弹性压缩值40mm。侧模底部总长32.64m，顶部总长32.6m，以隔墙中心线分节（扇），内外侧模分别又各分成了八节（扇），各节（扇）之间通过螺栓连接。底模总长32.96m，底模的分节同侧模。该T梁钢模总装图见图1。

图1　

3.2钢模板的设计计算

底模设计时，考虑的荷载主要为新浇筑混凝土自重、钢筋等其他预埋件自重、振捣和倾倒混凝土时对底模产生的荷载。

侧压力的计算公式见式（1）：

式中：F——新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/m2）；

H——混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m）。

3.3钢模板的结构形式和材料选型

3.3.1底模的结构形式和材料

该T梁底模由面板、筋、和扁担梁组成。底模总长32.96m，包括中间六节标准节，每节长4.005m，两节端节，每节长4.465m，1.4m长的支座安装段、0.56m提梁段和2.505m的标准节，底模除端节1.4m的支座安装段面板用δ20mm钢板，背筋采用10#槽钢外，其余面板均用δ8mm钢板，背筋用12#槽钢，扁担梁用14#槽钢，节与节之间通过螺栓连接，底模与侧模间通过槽形橡胶条密封。

3.3.2侧模的结构形式和材料

该T梁侧模由面板、背筋、模架、下连接筋组成，分为内外侧模，每侧对称的分为八节（扇），两节端扇和六节标准扇。端扇顶部长4.3m，底部长4.305m；标准扇顶部长4m，底部长4.05m。面板用δ8mm钢板，背筋用12#槽钢，模架16#工字钢，下连接筋用16#槽钢。侧模标准节结构见图2。

图2　

3.3.3端模的结构形式和材料

2101-32mT梁端模面板用δ20mm钢板，锚穴用δ5mm钢板卷制，锚穴的封板用δ8mm钢板。其结构见图3。

图3　端模

3.4模板设计关键

3.4.1底模设计的关键

底模和侧模连接处采用橡胶压条密封，橡胶压条安装时宽出底模面板2mm，底模面板的设计宽度比梁体底部宽度小2mm，梁体底部宽度是880，底模面板宽度设计为878mm，面板小2mm的宽度刚好又橡胶压条弥补。

3.4.2侧模设计的关键

侧模设计时考虑到脱模和梁体表面的光洁，梁体各截面交接处，模板应用圆弧方式过渡，且保证圆弧处钢筋保护层厚度不得大于50mm，如图2中侧模翼缘板与腹板交接处、腹板与隔墙交接处设计为R50mm圆弧过渡。

4　T梁模板的质量控制

4.1T梁钢模的质量要求

模板的尺寸与长度（分扇长度和组拼后总长度）要求准确；模面要平直，转角要光滑，焊缝要平顺；每扇连接螺栓孔的配合要准确；端模要平正，预应力孔道预留孔的位置要准确；活动底板与两侧底模配合紧密，两侧止浆胶条应顺直、完好。32m T梁加工精度要求见表1。

表1　

4.2T梁侧模、底模反拱度控制

T梁侧模反拱度控制，制作33m的侧模组装焊接平台，依据预设的反拱度值和抛物线方程式算出各模架所在位置的具体反拱度数值，放出反拱，固定好模架后，背筋、下连接筋与模架组装焊接，铺设、焊接面板。

T梁底模反拱度控制，在制梁台座上放出底模扁担梁的位置，算出各扁担梁所在位置的反拱度数值，用薄钢板垫出反拱度。

4.3板面平整度控制

4.3.1材料控制

面板的采购尽量选用平板，少用开平板。面板的切割采用等离子切割，最好不要用火焰切割和剪板机；火焰切割热量大，切割后板面易翘曲变形，难以保证平整度；剪板机切割有毛边和踏边，需要二次加工。

4.3.2制定合理的组装焊接工艺顺序

采用合理的组装焊接工艺，底模的组装焊接工艺顺序如下：先将面板压实固定在工装平台上→装背筋→背筋压实与面板点焊→装扁担梁→背筋与面板加强焊。

侧模的组装焊接工艺顺序与底模相反，顺序如下：固定好模架→下连接筋、背筋与模架焊接→铺面板→面板压实与背筋点焊→面板与背筋加强焊。

4.3.3正确选择焊接设备和器材

为减少焊接变形，模板系统的焊接一般采用CO2气体自动保护焊，板面与板面的对接焊需要打磨，通常采用手工电弧焊。焊条直径及焊接电流的选择取决于面板和筋的厚度，电弧焊一般采用φ3.2～4mm焊条，焊接电流的调整范围通常是100～240A。

4.3.4打磨、校正

为了保证钢模的平整度，板面与板面的对接焊缝必须打磨，鉴于工地现场施工条件常采用砂轮磨光机进行打磨、磨光，磨光后的焊缝表面粗糙度Ra要求达到1.6μm，焊缝平面和钢板平面的凸凹度为0.5mm。

T梁模板变形的校正通常采用火焰加热矫正法。在选择火焰点的时候，采用的方法通常是：见图4板面往上拱的竖面图，图5板面往下凹的竖面图。

图4　板面往上拱的竖面图

图5　板面往下凹的竖面图

5　结束语

在我国交通日益发达的今天，铁路和公路建设高速发展，随着T梁这种简支梁桥被广泛应用，其种类和类型也变得多样化，如从以前的2101、2201发展到现在的2109、2209、8030等种类越来越多。虽然不同类型T梁结构和外形尺寸存在一定的差异，以及不同工程施工单位对模板的要求各有不同，但是不同类型T梁模板设计过程中的总体要求以及关键加工质量相关要求是不会变的。目前我们的设计主要追求的令施工方满意、经济、高效、高质量的模板。

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TU755.2+1

A

1673-0038（2015）43-0229-02

2015-9-10

；余晓琳（1975-），女，工程师，本科，主要从事铁路和公路桥梁的钢模板设计与制作加工工作。