渝怀铁路龙桥河大桥薄壁空心墩翻模设计中铁十三局 王海泉张利军王忠江内容提要 结合渝怀铁路龙桥河大桥桥墩施工的特点，阐述薄壁空心墩翻模设计的优越 性。叙述翻模的设计过程和结构原理、结构形式，内容详实、具体，对今后薄壁空心墩施工 有一定的参考和借鉴作用。关键词薄壁空心墩翻模设计1工程概况渝怀铁路龙桥河大桥由中铁十三局集团公司承建，全长328.64米，桥跨形式为 9-32m+1-24m，该桥3#、4#、5#、6#、7#设计为空心墩，参数如下:3#墩高31米，墩底外径5.15米，内径3.45米，墩顶外径3.8米，内径3.6米。4#墩高35米，墩底外径5.32米，内径3.62米，墩顶外径3.8米，内径3.6米。5#墩高44米，墩底外径5.71米，内径3.89米，墩顶外径3.8米，内径3.6米。6#墩高48米，墩底外径5.89米，内径4.02米，墩顶外径3.8米，内径3.6米。7#墩高35米，墩底外径5.32米，内径3.62米，墩顶外径3.8米，内径3.6米。2方案选择桥墩采用滑模、爬模施工存在砼表面不光滑、预埋件多、模板定位困难等诸多缺点。而翻 模既克服了上述缺点，而又兼有滑模、爬模、整体模板的优点，在施工中操作简便、节省时 间、效果好。3模板组合由于墩顶直径较大，为使模板拼装板缝排列有序，采用对称分割板块。同时考虑模板组 装提升方便，不使单块模板重量过大，我们设计的翻模采用八等分模板法，外模采用固定模 板与抽条模板相组合，内模采用固定模板、抽条模板和错动模板组合。如图所示：二i 二；模板拉筋8. 9. 10 4. 5. 61、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、外固定模板A 外固定模板B 外固定模板C 外大抽动模板 外中抽动模板 外小抽动模板 外围带内固定模板A 内固定模板B内固定模板C 内大抽动模板 内中抽动模板 内小抽动模板 错动模板 内围带模板组合示意图4结构原理通常情况下，翻模由固定模板，抽动模板，收坡模板，错动模板等组成。我们设计的翻 模由固定模板、抽动模板和错动模板三种类型组成，每节模板高1.5米，共三节。固定模板 有三种，抽动模板有三种型号，错动模板只有一种型号。通过固定模板的上口弧长与下口弧 长不等来实现墩身坡率的，关系如下：由于模板八等分，即每节固定模板8块，抽动模板8块，有此得：每块模板L下一L上=M * 2n/16得：则外模L下一L上=26 mm内模 L L = 18 mm其中：L上一一模板上口弧长 L下一一模板下口弧长 M 墩身坡率，外壁为46： 1，内壁为65： 1。模板每翻升一个循环，增高3*1.5m = 4.5m，弧长增加为：L 外抽=26 X 3 = 78 mmL 内抽=18X3 = 54 mm从而得出抽动模板最小尺寸为L外抽min = 78 mm； L内抽min = 54 mm。模板翻升N个循环，增高4.5N，,弧长增加为N L抽mi%。为了减小每个翻升循环抽动模板 的块数，所以设计了为小抽动模板弧长整数倍的中抽动模板和大抽动模板。由于每个翻升循 环桥墩的周长是固定的，抽动模板的尺寸是固定的，从而可以计算出固定模板的尺寸。在桥 墩模板拼装过程中，固定模板数量不变，只需抽换抽动模板的种类和块数便可以满足设计要 求。5结构设计在模板结构设计时进行了荷载组合计算，考虑其在最不利荷载组合下的应力、应变，进行强度验算，过程如下：5.1设计荷载组成5.1.1竖向荷载模板及连接件自身重量：取73.22 kg/m2。新浇筑砼的容重：取2.5X103 kg/m2。施工人员行走和施工料具运输或堆放荷载：取250 kg。倾倒砼时产生的冲击荷载：取0.02Mpa。振捣砼时产生的荷载：取0.02Mpa。由于模板为侧模，并向内收坡。所以只有荷载对模板有影响，其他荷载未作用在模板上，而是作用在墩身上，所以竖向荷载为73.22 kg/m2。5.1.2水平荷载：新浇筑的砼的侧压力。我国钢筋混凝土工程施工及验收规范中对砼侧压力的计算作如下规定：当采用内部振捣器且砼浇筑速度在6m/h以下时，作用于侧模板的最大压力可按两式计算， 取两式结果较小值。Pm=0.4+kskwv1/3150/(0 +30)Pm=2.5HPm新浇筑砼的最大侧压力（Mpa）；0 一砼入模温度（C）；ks一砼坍落度影响修正系数，坍落度小于30mm时ks =0.85； 50mm90mm时，ks=1.0。110mm150mm 时 ks =1.15；kw一夕卜加剂影响修正系数。不加外加剂时，kw =1；掺缓凝外加剂时，kw =1.2；v砼的浇筑速度（m/h）；H一砼侧压力计算位置处至新浇筑砼顶面的总高度（m）；计算如下：Pm=0.4+kskwv1/3150/（0 +30）=0.4+1.0X1.2X0.51/3X 150/ （5+30）=0.448MpaPm=2.5H=2.5X1.5=0.375MpaPm一新浇筑砼的最大侧压力（Map）；0 一砼入模温度（C）：取5C；ks砼坍落度影响修正系数，坍落度小于30mm时ks =0.85； 50mm90mm时，ks=1.0。110mm150mm 时 ks =1.15 ；取 ks =1.0。kw一外加剂影响修正系数。不加外加剂时，kw=1；掺缓凝外加剂时，kw =1.2；取kw=1.2。v砼的浇筑速度（m/h）；取v=0.5 m/h。H一侧压力计算位置处至新浇筑砼顶面的总高度（m）。取一节模板高度1.5 m。倾倒砼时对垂直模板的水平荷载；取0.02Mpa。振捣砼时产生的荷载：对侧模取0.04Mpa。风荷载：一般在无风天进行高空施工，可不计。由、计算模板所受的水平荷载为0.435Mpa，求得每平方米模板的受力总和，把模板简化为简支梁，计算出模板构件的断面及间距。5.2结构方案经计算该模板设计应力满足铁路桥涵施工规范（TBJ203-96）对钢模板及配件的容许 应力的要求。面板采用4mm钢板，横连角钢、竖连角钢采用Z63X63X6角钢。竖肋和横肋采 用63X6钢板，间距255mm布置，具体尺寸见附图1外固定模板示意图、附图2内固定模板示意图、附图3错动模板示意图、附图4抽条模板示意图。固定模板按尺寸划分为三种，即固定模板A,固定固定模板B,固定模板C。面板的弧度 按最高墩中间弧度弯制的。为调节墩身弧度的微小变化，本固定模板设计了调节件。为了防 止在浇筑砼时模板有附加荷载产生致使模板强度不足，以及模板拼圆，该套翻模设计了外 围带和内围带。考虑便于内模板容易拆卸，把其中一块内抽动模板用错动模板代替，这样就 很容易地把内模拆卸下来了。附图238-牛 14 塞焊孔:示意图意图1、面板2、横连角钢13、横连角钢24、竖连角钢5、竖带16、竖带27、调节件8、横肋19、横肋210、模板挡块11、围带挡块1、面板2、横连角钢3、竖连角钢4、竖筋板5、横筋板6、内围带7、缀板错动模板示意图错动模板示意图抽动模板示意图面板横连角钢 竖连角钢 竖带 横肋附图4抽条模板示意图6结束语通过渝怀铁路龙桥河大桥桥墩施工表明该翻模施工效果好。首先，桥墩砼表面光滑、模 板接缝不明显，墩身几何尺寸能够满足铁路桥梁施工规范(TBJ203-96)及铁路桥涵工 程质量检验评定标准(TB10415-98)的有关要求。其次，该翻模成本低，一套模板加工费用 在8万元左右，且可以多次周转使用。第三，施工进度快，平均每天可浇注1米高墩身砼。 实践证明，我们在墩身砼施工中采用的翻模设计是可取的、行之有效的，有一定的推广价值。 但由于我们的水平有限，在实施中还有许多不足之处需要改进，请各位予以指正，以便我们 进一步优化该设计。参阅文献：杨理准武吉中 余军主编 基本作业手册（第一版） 人民交通出版社1998李文山 周起敬 胡齐洲 主编 机械设计手册 中国机械工业出版社1999