5、“梁模合一”式移动模架预拱度设置 贺 涛

“梁模合一”式移动模架预拱度设置

第三工程有限公司 贺 涛

摘 要：预拱度设置是移动模架制梁过程中控制现浇箱梁线形的一个重要环节。根据预拱度设置的原理

和方法，结合郑黄桥移动模架现浇箱梁的施工，本文阐述在“梁模合一”异型模架施工现浇铁路箱梁的过程中预拱度设置的方法，对移动模架从设计、预压、浇筑及张拉等几个关键环节进行控制，确保了铁路箱梁线型符合设计和规范要求，为以后类似移动模架施工提供借鉴。

关键字：梁模合一 移动模架 预拱度 设置

1 工程概况

郑州黄河公铁两用桥为石武客运专线跨越黄河的公铁两用桥梁，我项目部承建北岸滩地引桥N021－N095段，共75孔。每孔桥形式基本相同，均分为上下两层，下层为铁路部分，上层为公路部分，其中铁路箱梁跨径40.7米，单孔重量1300吨。由于本桥为公铁两用桥，为兼顾上层公路墩身设计，铁路墩身结构较为特殊，采取M型墩身，宽为22米，较以往铁路墩身宽度大大增加。因此，无法采用常规在铁路墩上安装牛腿支架形式的移动模架，根据工程特点采用“梁模合一”式移动模架，即移动模架中用于承重结构物混凝土的钢箱主梁与外模板系统“合二为一”，这样大大增加了施工难度。根据工程数量项目部配置了2套DXZ40/1400型下承式移动模架用于铁路简支箱梁施工。

2 开工前对铁路箱梁预拱度的二次复核

《公铁合建段铁路引桥40.7米铁路箱梁》图纸规定预拱度设置，理论计算跨中反拱值：顶宽13.4m为17.5mm，其中恒载产生的上拱值为20.81mm，净活载挠度为6.62mm；顶宽14.4m为21.6mm，其中恒载产生的上拱值为24.95mm，净活载挠度为6.53mm；顶宽15.4m为25.24mm，其中恒载产生的上拱值为28.46mm，净活载挠度为6.44mm。其他位置

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应按二次抛物线过渡。

项目在施工准备阶段制作了10组铁路箱梁C50高性能混凝土试件，对影响箱梁变形的弹性模量进行了测定，试验室测定的C50混凝土弹性模量介于4.2-4.5之间（见表1），比设计院提供的3.5略大。由于弹性模量是反映混凝土抵抗弹性变形能力的指标，其值越大，使混凝土发生一定弹性变形的应力也越大，考虑到弹性模量是张拉后箱梁起拱的重要影响因素，项目部上报工作联系单到中铁大桥设计院，说明了混凝土弹性模量较设计高出约0.8×10MPa的情况。设计单位采用计算软件对箱梁起拱进行了二次计算复核，高出部分弹性模量对箱梁预拱度影响较小，可按原设计进行铁路箱梁预拱度设置。

铁路箱梁混凝土配合比及弹性模量 表1

C50高性能混凝土配合比（kg/m） 水泥 350 砂 722 石 1083 矿粉 粉煤灰 100 50 水 145 外加剂 4.25 34

10组试件弹性模量（10MPa） 4.21 4.38 4.51 4.46 4.20 4.40 4.35 4.46 4.44 4.28 4

3 移动模架预拱度设计

3.1预拱度设计的三个步骤

移动模架预拱度设计是决定铁路箱梁线性顺畅的主要因素，模架预拱度的设计应兼顾模架自身重量等因素。本套移动模架采用“梁模合一”，即主梁与模板互为一体，施工过程中分三步骤进行变形。

第一步，模架拼装就位后，跨中处最大上拱4cm，其他位置按二次抛物线过渡 4cm 第二步，浇筑混凝土时，受荷载作业作用模架主梁以抛物线形式跨中下挠6cm，形成以水平线下2cm挠度，与铁路箱梁设计的2cm预拱度相吻合

2cm 第三步，混凝土强度达到设计要求好经过预应力张拉，梁体上拱2cm，即实现了梁顶

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水平的技术要求，确保无碴轨道铺设评估顺利通过。

在整个过程中，首先通过计算确定模架在荷载时的整体变形，然后在分节段制作时，设置预拱度。同时在出场组装时，用对模架预拱度的线形进行复合，否则不予出厂，进入现场施工需认真监控整个变形过程。在设计模架时，应注意要求模架的刚度能够实现6cm以内的弹性变形，则能够实现预拱度的设置。 3.2 主钢箱梁结构设计

3.2.1主梁钢箱梁结构

DXZ40/1400下行自行式移动模架针对郑州黄河桥公铁合建段现浇铁路双线整孔桥梁施工而设计，为下行式结构，主要由主框架总成、外模系统、内模系统等部分组成。主框架部分由并列的2组纵梁组成，每组纵梁由2节导梁+5节承重钢箱梁+4节导梁组成，钢箱梁长10m+3×8m+10m，高3米，翼缘板宽2.3米，腹板中心距2.1米。钢箱梁接头采用螺栓节点板联结。承重钢箱梁受铁路墩身限制，形状与铁路箱梁外形相似。

图1 主梁钢箱梁断面图

图2 主钢箱梁吊装 图3 主钢箱梁拼装完成 3

3.2.2主梁截面性质

图4 主钢箱梁截面图

毛截面面积：A=242602mm

截面绕X轴抗弯惯性矩：IX=3.938×10mm 截面绕Y轴抗弯惯性矩：IY=2.005×10mm

截面绕X轴抗弯模量： WX上=2.382×10mm WX下=2.498×10mm 截面绕Y轴抗弯模量： WY左=1.641×10mm WY右=1.374×10mm 盖板及腹板材料为Q345。 3.2.3主梁强度刚度校核（单箱） 主梁挠跨比为：f=58/40700=1/702<1/700 （1）主梁强度校核

浇筑混凝土梁时，主梁跨中承受最大弯矩：Mmax =3975.7×10 N.m。 主梁上盖板厚30mm，下盖板厚20mm，则：

σ上= Mmax/WX上=3975.7×10N.m/2.382×10m×10=166.9Mpa＜236Mpa σ下= Mmax/WX下=3975.7×10N.m/2.498×10m×10=159.2MPa＜244MPa （2）主梁刚度校核，浇筑混凝土前后，主梁跨中变形差值为：

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