箱梁现浇翼缘板模型支架设计研究

白军平

中铁八局集团桥梁工程有限责任公司

【摘 要】在丘陵较多的铁路线路上使用箱梁，就存在箱梁通过隧道运架的情况。根据箱梁自身情况及隧道尺寸选择现场浇注翼缘板，可以减小隧道截面尺寸。在现场翼缘板施工过程中，现浇翼缘板的模板的支架为其中的技术难点，本文详细阐述了箱梁翼缘板模型的一种简单经济的支架做法。

【关键词】箱梁；现浇翼缘板；模型支架

1.前言

我国属于山多丘陵多的国家，随着国家铁路《中长期铁路网规划》“四纵四横”的设计，西北地区、西南地区、东南地区等区域铁路都在加速修建。在丘陵众多区域，在铁路修建中由于选线等原因，存在桥梁位于隧道中间。箱梁一般都为预制场集中预制，现浇箱梁成本过高，因此预制箱梁怎么过隧道为一个重要课题。箱梁过隧道可以考虑加宽隧道、现浇翼缘板等方式，在这个课题中比较经济的就是箱梁切割翼缘板，在箱梁架设以后现浇翼缘板，可以避免隧道尺寸过大、运梁车转弯及运梁车高度限制等弊端。

2.工程概况及要求

现场浇注翼缘板包括钢筋工程、模板工程、混凝土工程、预应力工程等分项工程，由于其现浇位于箱梁架设后，属于高空作业，施工风险较高，既要保证施工安全，又要保证施工质量，同时满足箱梁外形外观要求；既要保证架设后现浇翼缘板施工的工期安排，又要保证运梁车顺利通过。通过多种现浇翼缘板浇筑方式和模板方式的研究，在综合经济、安全、质量和工期的基础上，设计出现有“悬臂支架法”，易于操作又保证质量安全。

3.现浇翼缘板模板设计

为了保证现浇翼缘板施工，达到质量、安全各项指标完成，经过反复对比，最终选定“悬臂支架法”进行现浇翼缘板施工，具体施工工艺为：在桥面上安装模型支架，用吊车把模型安装到位，固定模型于支架上，在模型上焊接绑扎钢筋，利用梁场现有搅拌站及混凝土罐车进行混凝土浇筑，养护，脱模等施工工作。

3.1模型设计

模型设计要满足现浇翼缘板在工人工作面在桥上，安装方便，利于工人操作，并且在混凝土浇筑期间保证翼缘板的成型以及如何防止露浆和翼缘板的外形外观质量

3.1.1模型设计

考虑翼缘板施工都在桥面上，减小高空作业风险，将翼缘板模型设计成悬臂式，所有操作面都在桥面上。

图1：现浇模型支架示意图

3.1.2模型设计受力分析：

图2：ansys建模 图3：ansys位移图

通过受力分析及ANSYS建模发现点4及点5有竖向位移，在模型制作完毕以后，梁场模拟实际情况进行了堆载试验，发现下沉量为5mm，因此确定预留模型下沉量为5mm。

模型结构：模型由端模、侧模、底模、以及模型支撑横梁和拉杆。

3.2模型制作要求

翼缘板模型制作分支架制作及模板制作.

3.2.1支架制作，因支架为主要的承力系统，因此支架的选材最为重要，全部选用国标45号钢材。支架焊接质量一定要满焊，以保证有足够的刚度及稳定性。

3.2.2模板制作，模板用钢板焊接而成，为保证翼缘板的外形外观尺寸，模型的角度要严格控制，底部用角钢进行加固，保证其刚度，不因使用次数而变形。模型及模型的焊缝必须打磨光滑，保证外观质量。

3.3模型组装与拆卸：

3.3.1安装模型支架：首先板凳支撑，板凳支撑安装好安装支撑横梁，支撑横梁与板凳支撑及拉杆1连接。其中拉杆1与梁体预埋钢筋相连。

3.3.2安装模型：用吊车将底模平吊起，挂起正反拉杆及斜拉杆，粗调后放松吊车；测量以后进行精调，保证模型的外形尺寸。

3.3.3模型拆卸：整个拆卸过程与安装过程相反，先用吊车挂住模板，松掉斜拉杆及正反拉杆，缓缓放下模板。拆除模板以后再拆除模型支架。

3.3.4拆除后的模板应及时清理，并涂刷脱模剂，转运至下一榀现浇翼缘板处进行安装，达到流水化作业。

4.设计优势

现浇翼缘板施工的应用，可以使高速铁路预制梁场的设置更合理，减少梁场的数量，从而减少建场投入。目前国内有两种现浇翼缘板模板支架施工方法，第一种为“满堂支架法”，满堂支架使用条件有限制，主要为矮墩，且数量少的箱梁现浇翼缘板施工，对于大规模的翼缘板施工及高位桥墩，此方法推广有限制。第二种是“三角桁架支撑体系”主要为翼缘板底部，主要利用桥梁通风孔和排水口进行调节螺杆和限位固定支架，此种工法施工作业面在箱梁桥面翼缘板以下施工，安全风险较大，操作困难。采用本文“悬臂支架法”现浇翼缘板施工，比“满堂支架法”和“三角桁架支撑体系”操作简单，模板安装到混凝土浇筑只需要3天时间，大大加快了施工进度，减少人员投入，节约成本。

4.1现浇翼缘板模型悬臂支撑支架：采用在桥面上悬臂支撑支架，安装固定现浇翼缘板模型，施工方便、安全，保证工人操作面全部在桥面上，安全风险小，解决了翼缘板高空作业难。

4.2此方式进行现浇翼缘板施工，提高了现浇翼缘板的施工工效，保证了工期及成本。

4.3此方式施工时候，不影响桥面车辆及运梁车通过。

5.安全注意事项

5.1 现浇翼缘板处于高空作业，施工前做好“现浇翼缘板安全技术交底”，保证施工人员都熟悉翼缘板施工的安全注意事项。

5.2 按照安全技术规程，把安全工作细化到每一个施工过程，对重点部位、重要工序、关键环节指定专人负责，进行施工安全跟踪控制。安全员须监控各个施工环节的施工安全。

5.3 现浇翼缘板施工时，在桥梁两侧支架周围安装防护栏杆，以确保施工人员安全。所有施工人员操作都必须佩系安全带。

5.4 在跨公路或乡村道路时，安排专人在桥下对道路进行半封闭施工，保证施工安全。

6.结束语

“悬臂支架法”翼缘板现浇施工在保證质量、安全、工期的基础上，圆满的完成箱梁翼缘板的现浇任务，外形尺寸与整体预制箱梁完全一致，新老混凝土接缝紧密，完全达到设计要求。采用“悬臂支架法”进行现浇翼缘板的施工为箱梁在多山多丘陵地区的使用奠定了坚实的基础。此施工工艺可为今后高铁过隧道桥梁尺寸设计与控制提供有力的技术保障。为箱梁的推广，乃至客运专线在多山多丘陵地区的发展起了很大的推动作用。

参考文献：

[1] 铁科技[2004]120号客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件

[2] 中铁工程设计咨询集团有限公司. 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 TB10002.3-2005

[3]中华人民共和国建设部 钢结构设计规范 GB 50017-2003.