高速鐵路箱梁內模設計探析

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［摘要］隨著高速鐵路的快速發(fā)展，高鐵箱梁內模的設計成為此工程項目主要研究問題，依托濟萊高鐵雙線客運專線，通橋（6）22A-Ⅱ-1箱梁，闡述自行式液壓箱梁內模的結構設計技術，為其他預制箱梁使用自行式液壓箱梁內模工程建設提供參考。

［關鍵詞］高鐵箱梁；內模；結構設計

1項目概述

濟萊高鐵是山東高鐵網的重要組成部分，線路長117.km，共設車站6個，分別為濟南東站、港溝站、章丘南站、雪野站、萊蕪北站、鋼城站，設計行車速度為3km/h。通橋（6）22A-Ⅱ-1箱梁截面類型為單箱室等高簡支箱梁，梁端頂板、底板及腹板局部向內側加厚。橋面寬度：防護墻內側凈寬9.0m，橋梁寬12.6m，橋梁建筑總寬12.9m。梁長為.6m，計算跨度31.5m，橫橋向支座中心距為4.5m，箱梁截面高度為3.035m。梁體自重800t左右，均采用整孔預制后架設施工方案，為提高預制箱梁的機械化程度，內模采用自行式液壓箱梁內模。箱梁樣式如圖1,圖2所示。

2技術要求

（1）保證箱梁組拼完后各截面尺寸符合設計圖紙尺寸，模板的平整度、直線度、垂直度符合圖紙要求，并保證在澆筑混凝土過程中以及澆筑完成后符合圖紙的設計尺寸。（2）模板組拼完成后及澆筑過程中，保證模板接縫處不得出現錯臺、漏漿。（3）模板的設計結構盡量簡單，拆裝方便。（4）模板要有足夠強度、剛度、穩(wěn)定性，滿足施工單位所需要的周轉次數。（5）液壓系統、電氣系統要穩(wěn)定，杜絕出現泄壓閥卡閥現象。（6）行走系統要穩(wěn)定，滿足施工單位的速度要求。

3內模結構設計

根據箱梁的施工情況，內模拼裝方式大致分為3種。（1）人工拼裝式（目前已經基本淘汰），其優(yōu)點是設計簡單，成本較低。但同時存在許多缺點，如每次安裝、拆卸只能靠人工拼裝，費工費時，質量要求難以保證。（2）液壓式箱梁內模，可降低勞動強度，改善操作環(huán)境，內模可以在公司內部組拼完成，現場安裝簡單，但需借助起重設備完成內模的行走。（3）自行式液壓箱梁內模，是在箱梁內模的基礎上加上行走系統，實現內模的自由進出，解放了起重設備。本設計采用自行式液壓箱梁內模，各部分包括：內模頂板（標準段內模頂板，變截面內模頂板），內模側上板（標準段內模側上板，變截面內模側上板），內模側下板（標準段內模側下板，變截面內模側下板），上主梁系統，下主梁系統，主梁支撐系統，內模自行系統，如圖3、圖4所示。模板梁長方向分節(jié)，標準段部分為11.8m，模板采用8m+8m+3.8m+3.8m，變徑段部分為3m，模板直接做3m變徑段，端頭節(jié)部分為1.5m，模板為1.m，內模包端模，模板總長.94m，各分段直接使用螺栓連接固定，內模頂板、內模側上板、內模側下板之間使用銷軸連接，油缸帶動模板繞銷軸旋轉。上、下主梁系統模板分節(jié)為8.75m+8m+8m+8.75m，主梁系統總長33.5m，主梁各分節(jié)直接使用高強螺栓固定。內模模板用料：內模面板用8mmQ的鋼板，背肋用14號槽鋼、14號工字鋼，連接邊用12mm×140mm的帶鋼。主梁系統模板用料使用號槽鋼、號角鋼組合，桁架式結構。國內還有鋼箱式結構，因施工單位要求控制模板重量，在這個項目上未采用鋼箱式結構。液壓控制系統為一個獨立的系統，安裝在下主梁系統的端頭，由電動機、油泵、油缸、控制閥、油箱等元件組成。標準節(jié)上節(jié)有16支80油缸，標準節(jié)下節(jié)有16支80的油缸，變徑節(jié)上節(jié)有8支80油缸，變徑節(jié)下節(jié)有4支80油缸，端節(jié)有4支80油缸，主梁支125的油缸。動作由手動操縱閥或遙控器集中控制。行走系統由中部固定托架、端部移動托架、電機減速機、齒輪齒條、電控系統等組成。

4自行式液壓箱梁內模的安裝過程

（1）先預制內模存放臺座（也可以使用鋼臺座），安裝內模行走架，安裝底模上的內模支撐系統。（2）因內模尺寸太長，需到現場把2片內模用螺栓連接起來，并放在內模存放臺座上，用油缸把模板撐開，打磨拋光，噴涂脫模機。（3）內模收起，用內模自行系統使內模在外模鋼筋籠內滑行，然后用油缸撐開模板，調整到圖紙設計尺寸，擰上撐桿，防止內模在使用過程中變形。

5自行式液壓箱梁內模的拆除過程

待梁體澆筑完成后，混凝土強度達到強度設計值的75%，混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差不大于15℃，箱梁內部試塊檢驗合格方可拆模。（1）卸掉標準節(jié)與變徑節(jié)、端節(jié)處的螺栓，卸掉上、下節(jié)撐桿，使標準節(jié)、變徑節(jié)、端節(jié)能獨立收合互不影響。（2）使用油缸先收起變徑節(jié)，然后再收起標準節(jié)，最后收起端節(jié)模板。（3）使用主梁油缸下落主梁。（4）使用內模自行系統，按行走系統按鈕，使內模從梁體里面自行到存放內模臺座上面。（5）然后撐開內模打磨、拋光，繼續(xù)準備預制下一片箱梁。

6內模結構Madis力學建模分析

（1）根據Madis力學建模計算，模板最大變形為5.72mm，滿足要求。（2）內模支撐系統建模計算，最大變形0.39mm，滿足要求。7結束語以上自行式液壓箱梁內模已經應用于濟萊高鐵鋼城制梁場項目，其使用性能完全符合設計規(guī)范，現有部分箱梁已經架設完成，但也存在諸多技術難題，如內外模系統的定位，目前國內暫時沒有很好的定位裝置；內模底部空間太小，內模底部混凝土翻漿，內模底部人工磨平麻煩，如能使用機械磨平，將大幅提高工作效率。另外進行預制箱梁內模設計時，適當考慮適用性、經濟性、通用性，將大幅提高預制箱梁的工作效率，降低勞動成本，縮短預制工期。

參考文獻

[1]陳永華，王貴東，王雄.客運專線全液壓箱梁模板介紹[J].鐵道標準設計，7（7）：85–87.

作者:崔建峰 單位:山東淄博環(huán)宇橋梁模板有限公司