桥梁墩柱清水混凝土工具式模板的设计与应用.pdf

桥梁墩柱清水混凝土工具式 模板的设计与应用 De s i g n a n d Ap p l i c a t i o n o f To o l T y p e F o r mwo r k t o F a i r F a c e d Co n c r e t e f o r Br i d g e Pi e r s 方刚 上海建工七建集团有限公司上海2 0 0 0 5 0 摘 要： 为增强市政工程钢大模板体系多次使用能力 ，设计 了一套中、大型工具式墩柱模板体系，应用在桥梁墩柱清水 混凝土施工中，可组合成不同截面尺寸钢大模板，既具有大模整体性好及平整度好的特点，同时又具有通用性、低成 本 、操作简单 、保证质量的优点。 关键词 ： 市政工程 清水混凝土 桥梁墩柱 通用模板 工具式 中图分类号 ： T U 7 5 5 2 ， 文献标识码 B 【 文章编号】1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 9 4 2 0 3 1 概述 在市政 工程中， 清水混凝土外饰面 以其简洁、 美观 的 造型已成为这类工程的特色，它要求施 工完成后须减少模 板拼缝 ， 保证 混凝土平整度和垂直度， 减少表面气泡 ， 无色 差等现象。 其中现浇墩柱多以圆形和方形为典型截面尺寸 ， 圆形柱主要是设计不同半径钢模板 ，方形墩柱截面尺寸组 合变化多。为此 ， 借助于工程实际研究 ， 墩柱模板采用工具 式组合钢模设计 ， 可组合成不同截面尺寸的钢大模板 ， 在市 政桥梁工程 中重复利用 ，形成通 用化的清水混凝土模板体 系。 2 应用工程简介 在上海市轨道交通三号线北延伸工程设计 中， 轨道线 路为高架形式 ， 其墩柱均为方形 ， 分双柱墩和单柱墩 ， 双柱 墩 由横 梁连接 ，单柱墩柱顶 为盖梁 。双柱墩主要尺寸为 l 5 0 0 mm X 1 0 0 0 mm、 2 0 0 0 mm X 1 0 0 0 mm、 2 5 0 0 mm X 2 0 0 0 m m，单柱 墩 主 要 尺寸 为 2 5 0 0 m m X 2 0 0 0 m m 、 2 5 0 0 m m1 5 0 0 m m，墩柱高度 6 6 7 m1 5 8 m，最小为 4 9 m， 柱墩 阳角为 1 4圆， 半径 1 5 0 m m， 混凝土外表需达到 清水标准。 3设计与应用要求 ( a ) 墩柱模板设计为中、 大型工具式钢模 ， 拆卸组装方 作者 简介 ： 方刚 ( 1 9 7 1 一 ) ， 男 ， 本科 ， 高级工程师 。 通讯地址 ：上海市武夷路 1 5 0号( 2 0 0 0 5 0) 。 收稿 日期 ：2 0 1 2 0 8 2 0 9 4 2 l 2 o l 2 9 B ,a ,u n g 便 ， 经久耐用。具有制作、 运输、 安装操作简便特点。 ( b )模板能在不 同的墩柱截面中反复 周转使 用， 可多 次组装成不同截面尺寸的模板。 模板本身尺寸易控制 ， 改装 后可以运用到其他工程。 ( C ) 采用常规材料制作 ， 成本相对低廉 ， 能成为一套高 效的模板使 用体系。 4 工具式大模 板设计 4 1 材料选择 模板构件选 用 Q 2 3 5 B 钢材 ， 骨架采用角钢、 扁钢 ， 面板 采用钢板 ， 螺栓为 Q 2 3 5 B F 普通型 ， 围檩采用槽钢双拼。 4 2 标准散拼骨架规格 模板为多规格组合拼装大模板。规格分为 4 0 0 m m 3 0 0 0 mm、 4 0 0 mm X 5 0 0 0 m m、 5 0 0 mm X 3 0 0 0 mm、 5 0 0 mm X 5 0 0 0 mm、 6 0 0 mm X 3 0 0 0 mm、 6 0 0 mm x 5 0 0 0 m m 、 7 0 0 m il l X 3 0 0 0 m m 、 7 0 0 m mx 5 0 0 0 m m 8个。四 周边框为 5 0 m m7 5 m m x 8 m m不等边角铁 ，与框 内竖筋 5 0 m m x 7 5 m m x 8 m m不等边角铁 、横筋 8 m m扁钢加筋 电焊组成单块骨架。骨架上进行有规则 的开孔 ， 用于面板 、 骨架间、 模板间及围檩与模板 间的整体连接。 4 3面板 面板采用 4 m m8 m m钢板 ，大小为若干骨架拼接后 的整体尺寸， 可使其达到大模板的使用效果 ， 在一定高度范 围内墩柱的每个侧面模板都是一整体面板。 4 4围檩 根据墩柱截面尺寸的大小 ， 经计算设计围檩大小。本 工程在模板横 向设置统长双拼 1 2 6 槽钢围檩 ， 转角处 围檩 可用 M 1 8螺栓八字形固定。 为确保其通用性 ， 槽钢的加工长 度 以满足常用墩柱中的较大截面使用为标准 ，在遇较小墩 柱截面时， 可在加工围檩时预先留制 1 排调节斜拉孔， 使其 在使用过程中不受长短限制。拼装平面见图 1 。 M ( a ) 拼装平面分块 ) 模板拼接平面 图 1拼装平面 4 。 5角模 阳角部位 为特 制的圆弧形( 1 4圆 ) 钢模板 ， 高度 同大 模。考虑到平模 的平面变化及多次拆模对角模受损较大等 因素 ， 角模基本以定型加工为主。 4 6紧固螺栓 在大模 内对拉螺栓 的设置可根据墩 柱大小 的实际需 要来确定数量及安放位置 ， 螺栓选用可脱卸式 ， 如 H 形螺帽 类的对拉螺栓。 4 7设计中关键问题 ： 4 7 1 混凝土浇捣 高度控制 设计混凝土浇捣高度一般为 1 O m以内 ，根据浇筑混 凝土速度计算侧压力。混凝土浇灌速度不宜过快 ，墩柱断 面 2 m时中间设十字形对 拉螺栓。 4 7 2 模板精度控制 为确保墩柱表面达 到清水混凝土标准 ， 模板 的制作精 度需满足 以下要求 ： 单块模板骨架高度 4 - 5 m m ， 宽 4 - 1 m m ， 板面平整 4 - 1 5 m m ， 整体对角 1 m m 。 整体拼接模板骨架高 度 1 m m，宽 4 - 1 m m，板 面平 整 4 - 1 5 m m，面 板 高 度 4 - O 5 m m ， 宽度 4 - 1 m m ， 面板平整 4 - 2 m m 。 4 7 3 模 板 与横 围檩 的连 接 在围檩 的位置 下端放 置 1 个 “ Z ” 形钢板搁置点 ， 以防 止围檩滑落而发生危险。 在围檩的两端 间隔一定距离开孔 ， 用特制的钩头螺栓将围檩与模板连接成整体 ，使其在同一 截面的模板 周转过程中不用拆卸。 但模板若再次使用时， 由 于受到外力的影响， 钩头螺栓在 2 次 制模 时需重新紧固。 图 2 为围檩与模板连接。 4 7 4拆 模位 置 设置 钢大模无拆模支点 ， 在骨架的边框上 留设一定数量的 拆模撬棒孔， 避免拆模而导致模板边框发生弯 曲的现象。 4 7 5 面板与骨架的连接和脱卸 为保证模板在不 同截面墩柱 的使用过程中不受骨架 任意拼接的影响 ， 使面板始终为一整体 的要求， 面板与骨架 = 靼 蚀 图 2围檩 与模板连接 的连接必须以螺栓为主， 以方便拆卸又不破坏骨架结构。 面 板与骨架连接处面板开孔位置必须准确。 4 7 6 模 板 的施 工定位 模板拼装后 由于体型庞大且沉重 ， 需设计 1 个调节支 撑节点 ， 对于小的偏位可以起到校正作 用。 每个模板面的调 节支撑数量可根据实际需要来确定 ， 每边不少于 2 个。 4 7 7 阳角模 的合 理运 用 角模的制作高度与拼制后的大模高度相同，在拆模时 可将单块角模与单面平模连带拆除 ，使角模和平模形成 1 个整体 ， 避免单块角模在拆除时可能会产生扭 曲现象 ， 以稳 定拼接处的密实要求。 5模板施工应 用 5 1 模板配置 本工程墩柱高度较高 ，且各墩柱高度不一等因素 ， 墩 柱模板标准节高度考虑定为 5 m和 3 m的两种 ，根据工程 墩柱高度、 数量等特点进行配置， 另加少量的非标节组合使 用。宽度按设计模数配置。图 3为通用模板面板实样。 5 2 模板加工 模板宜 由机械加工厂定型制作 ， 以保证制造精度和工 艺质量。 5 3 模板运输、 堆放 ( 8 ) 运输过程中 ， 上 、 下大模之间应放置垫木 ， 堆放高 度不应超过 6 块，以保证大模 的平整度和防止运输过程中 相互间的滑动、 碰撞。 ( b )大模在搬运过程中应配有专业操作人员， 且严禁 站在大模上进行施工 ， 避免造成安全隐患。 ( c )模板临时堆放 场地为拥有排水功能的硬地坪 ， 且 地坪须平整 ； 做好 靠模斜支架( 斜坡 6 0 。 ) 堆放模板 ， 以免 面板积水而遭到锈蚀。 5 4模板使用 ( a ) 进入现场的墩柱大模 ， 先将散榀单块大模在平地 ( 下转第 9 4 6页) I H -T - 第 3 4 卷第 9 期 l 9 4 3