第３９卷第ｌ４期 ・１３６・ ２ ０ １ ３年５月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３９ Ｎｏ．１４ Ｍａｙ． ２０１３ ・桥梁・隧道・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１３）１４－０１３６—０２ 谈箱梁模板的设计 高海荣 （山西路桥第－－ＳＥ程有限公司，山西临汾０４１０００） 摘要：结合多年来箱梁施工的经验，从底模设计、侧模设计、内侧模强度及刚度计算等方面介绍了箱梁底模及侧模的设计计算 提出在模板设计中，由于工地现状及材料不同，可能使设计的框架形式不同，但计算模式相同。 关键词：箱梁，模板，设计 中图分类号：Ｕ４４２．５ ０ 引言 箱形结构由于具有抗扭刚度大、整体性能好、易于维护、外形 流畅美观等优点，在桥梁工程中得到广泛的应用。目前我国无论 是公路、铁路还是城市立交桥梁，多采用“后张预应力箱梁结构”， 在设计，施工及验收质量标准方面，都积累了相当宝贵的经验。 同样，箱梁模板的设计也得到了越来越多的重视，下面对箱梁模 板的设计做简要论述。 １ 底模设计 底模一般用于现浇箱梁的施工中，一般采用胶合板或钢模板。 １．１木底模抗弯强度验算 为方便计算，纵桥向取１ ｒｔｌ板长进行计算： ｑＢ＝ｑ，Ｂ。 其中，ｑ 为１ ｍ宽板长沿桥横向的线荷载，ｋＮ／ｍ。 Ｍ＝（１／８）ｑｌ ＝（１／８）ｑ８ｄ２Ｗ＝ｂｈ２／６＝（１／６）ｂａ。 其中，６为胶合板的厚度，ｍ。 ｒｏ＝Ｍ／Ｗ。 当ｏｒ＝Ｍ／Ｗ＜．［ｏｒ ］时，符合要求。 否则重新排矩或在胶合板下放组合钢模板或４ ｃｍ厚木板重 新计算。 其中，肘为１ ｍ宽度内，沿ｄ长度方向的胶合板弯矩，ｋＮ・ｍ； 为１ Ｉｌｌ宽胶合板的截面抵抗矩；ｒｏ 为胶合板抗弯强度，ＭＰａ，根 据胶合板出厂说明书取用，一般宜使用的胶合板厚度艿≥１０ ｒｎｍ。 １．２钢模板强度计算、刚度验算 钢模板的选材一般面板为４ ｍｍ～６ ｍｍ厚的冷轧钢板，面板 之后的加强横、竖肋用不等边角钢或槽钢。 １）设计荷载。 模板重（底模、芯模）ｑ。；钢筋混凝土重ｑ ；施工人员、施工材 料等临时荷载ｑ 。 ２）计算强度。 在顺桥向每隔ｄ（ｃｍ）简支一道，在横桥向悬空，模板之间的 连接认为是刚性连接（螺栓较多），这样箱梁的底模可近似的作为 连续梁（ｎ＞３），见图１。 加劲肋最大弯矩： Ｍ ＝（１／１０）ｑｌ 。 其中，ｑ为沿顺桥方向的均布荷载，ｑ：ｑ ＋ｑ２＋ｑ３，ｋＮ／ｍ；１为 每道支撑间距，Ｚ＝ｄ，ｍ。 截面模量： 收稿日期：２０１３—０３—０５ 作者简介：高海荣（１９７６－），男，工程师 文献标识码：Ａ Ｗ＝ｌ／ｒ ｏ 其中，，为沿顺桥方向的加强肋惯性矩，ｊ＝ｎＩ ，ｎ为在横桥向 宽度内的加强肋条数，，ｌ为一根不等边角钢或槽钢的惯性矩，其 中，模板面板的惯性矩可忽略不计；ｒ 为形心到截面边缘的最大 距离。 ｒｏ＝Ｍ／Ｗ＜［ｏｒ］（强度符合要求）。 其中，ｒｏ为角钢或槽钢的允许应力。 ３）刚度验算。 ｆｏ ＝ｑｌ ／（１２８ＥＩ）＝ｑｄ４／（１２８ＥＩ）。 其中 为多跨连续梁挠度，ｃｍ；ｄ为支承跨距，ｍ；Ｅ为钢材 的弹性模量。 其余符号意义同前。 ＝１／５００＝ｄ／５００。 其中，［力为钢板及加强肋的允许挠度。 当，巾 ≤［，］，同时面板变形不超过１．５ ｍｌｎ，即［，］≤１．５ ｍｍ 时，刚度符合要求。 当桥梁位于曲线上时，其底模可做成梯形放射状折线形。 ２侧模设计 侧模板的构成材料一般为木模贴胶合板和钢模板，对木模来 讲周转次数少，较适用于一次投入或周转２次以内的施工；对于 钢模板适用于多次周转及大型箱梁的施工。对于侧模板计算，多 数仅做侧压力的计算，对翼板部分由于重量较轻，可不做计算。 ２．１ 侧模板所受侧压力的计算 １）振捣混凝土对模板的最大侧压力，ｋＰａ； ２）新浇混凝土对侧模的最大侧压力为： Ｐ ＝０．２２ｙｔ０ｋ１ｋ２ “ 或Ｐ ＝ｙｈ。 其中，Ｐ 为新浇混凝土对侧模板的最大侧压力，ｋＰａ；ｈ为有 效压头高度，Ｉｎ； 为混凝土的浇筑速度，ｍ／ｈ， ≤６ ｍ／ｈ； 为混凝 土的容重，ｋＮ／ｍ ；￡。为新浇混凝土的初凝时问，可按实测确定；ｋ 为外加剂影响修正系数，不掺外加剂时，取１．０；掺缓凝作用的外 加剂时，取１．２；ｋ 为混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于 ３０ ｍｍ时，取Ｏ．８５；当坍落度为５０ ｍｍ一９０ ｌＴｌｍ时，取１．０；当坍落 度为１１０ ｍｍ一１５０ ｍｍ时，取１．１５。 上面两式的选用一般取两者计算结果中的较小者，若无具体 资料时，可直接用Ｐ ＝ｙｈ计算，侧模板所受的最大侧压力： Ｐ＝４ ｋＰａ＋Ｐ 。 ２．２侧模板强度计算 假设板面后的加强肋为水平肋，水平肋被支在垂直肋上，垂直 山 西 建 筑 Ｖ０１．３９ Ｎｏ．１４ ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｍａｙ． ２０１３ ・１３７・ 文章编号：第２ １００９－６８２５（２０１３）１４—０１３７—０４ ３ Ｏ ９ １ 卷３ 基于改良桥墩延性的高速铁路桥梁抗震性能研究★ 第年 Ｍ ５ 期月 夏晓东 刘 林 （１．中铁７－程设计咨询集团有限公司桥梁＂３－程设计研究院，北京 １０００５５； ２．北京交通大学土木建筑工程学院，北京１０００４４） 摘要：以实际工程为基础，建立多跨简支梁全桥有限元模型并进行罕遇地震计算。计算结果表明：在高烈度震区，常规桥墩的塑 性铰转动能力可能是不够的，为此提出了一种改良桥墩延性的方法，研究表明该方法能较好的改善桥墩延性，此外，边孔梁的活动 支座位移很大，需要采取措施来限制位移。 关键词：铁路桥，延性，抗震，桥墩 中图分类号：Ｕ４４２．５５ 文献标识码：Ａ ０ 引言 因此，在汶川大地震中，许多铁路桥墩暴露出易碎、弯曲不足的弊 汶川大地震导致多座桥梁被损坏，不仅造成了直接经济损 端，如图１所示。 失，还给紧急救援增加了难度。地震发生后，国内的研究人员已 本文提出了一种适用于铁路桥梁的延性改良桥墩，下面文章 经开始对地震引发的桥梁破坏展开积极的调查和分析，并提出了 将以实际工程为例，通过建立全桥有限元模型，对延性改良桥墩 很多建设性意见。近几年，一部分桥梁抗震设计标准已修订完 和常规桥墩的抗震性能做出具体的比较分析。 成，并付诸实施。在铁路桥梁领域，地震研究的问题主要集中在 １ 工程概况和模型 桥梁地震响应对铁路的影响以及高速铁路桥梁的抗震性能设计。 １．１ 工程概况 为了列车的行驶安全，铁路桥梁的桥墩通常被设计成重量和刚度 本文以一座４孔３２ ｍ简支箱梁铁路桥为研究对象，见图２， 都很大的结构，即使是震区的桥梁其桥墩配筋率也低于０．２％。 桥梁全长１４５．３ ｍ，设计时速２５０ ｋｍ／ｈ。采用圆端形桥墩，墩高 肋水平间距为ｚ，两水平肋之间的垂直间距为ａ，则分布在该水平 ＝Ｍｍ ／Ｗ＜［ｏｒ］。 肋上的均布荷载为： 其中，Ｍ 为最大弯矩，ｋＮ・ｍ；Ｗ为截面模量。 ｑ＝Ｐ×Ⅱ。 顺轿同 按简支梁考虑，最大弯矩： 口—————— —● Ｍ ＝（１／８）ｑｌ ＝（１／８）ａＨ 。 ［午 ＝Ｌ＿ ［Ｏｒ］＝Ｍ ／（ｎＷ）。 Ｉｔ＇＝Ｍ ／（Ｗ［ｏｒ］）。 图１箱梁底模受力图 图２内侧模计算图 其中，ｎ为在混凝土有效压头内的水平肋的根数；Ｍ一为最大 弯矩，ｋＮ・ｍ； 为截面模量；［ ］为水平肋的允许弯应力，ｋＰａ。 ２）模板刚度计算。 ，ｍ ＝ｑｌ２／（１２８ＥＩ）≤［ ＝ｌ／１ ０００。 ２．３模板刚度计算 在模板设计中，由于工地现状及材料不同，可能使设计的框 ＝（ｑｌ ）／（１２８ＥＩ）≤［，］＝１／４００或［ｆ］：ｆ／５０ｏ（对于钢模 架形式不同，但计算模式相同。 板）。 参考文献： ３ 内侧模强度及刚度计算 ［１］ 《组合钢模板施工手册》编写组．组合钢模板施工手册［Ｍ］． 内侧模主梁由一块翼缘板和两块腹板以及面板的钢板焊接 北京：中国铁道出版社，１９８４． 成的封闭箱形截面，由可调撑杆支撑在内模侧。按两跨连续梁计 ［２］ 向中富，邹毅松，杨寿忠．新编桥梁施工工程师手册［Ｍ］．北 算，将混凝土侧压力按支撑宽度分配到相应的主梁上，计算简图 京：人民交通出版社。２０１１． 如图２所示。 ［３］ 交通部第一公路工程总公司．公路施工手册（上、下）［Ｍ］． １）内模强度计算。 北京：人民交通出版社，２０００． Ｍ ＝（１／８）ｑｌ ＝（１／８）ｇ 。 ［４］ＪＴＧ／Ｔ Ｆ５０－２０１１，公路桥涵施工技术规范实施手册［ｓ］． Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｔｅｍｐｌａｔｅ ＧＡＯ Ｈａｉ－ｒｏｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ｈｉｇｈｗａｙ－Ｂｒｉｄｇｅ ２ｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｌｉｎｆｅｎ ０４１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｍａｎｙ ｙｅａｒｓ’ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｂｏｔｔｏｍ ｔｅｍｐｌａｔｅ ａｎｄ ｓｉｄｅ ｍｏｄｅｌ ｆｒｏｍ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｂｏｔｔｏｍ ｍｏｄｅｌ ｄｅｓｉｇｎ，ｓｉｄｅ ｍｏｄｅｌ ｄｅｓｉｇｎ，ｉｎｔｅｒｎａｌ ｍｏｄｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｒｉｇｉｄｉｔｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｅｍｐｌａｔｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅ ｓｔａｔｕｅｓ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｒａｍｅ ｓｈａｐｅ ｍａｙ ｂｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ，ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｓａｍｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｏｘ ｇｉｄｒｅｒ，ｔｅｍｐｌａｔｅ，ｄｅｓｉｇｎ 收稿日期：２０１３－０３－０１★：中央财政高校基本科研业务费（项目编号：２０１１ＪＢＭ０８１） 作者简介：夏晓东（１９８２－），男，工程师； 刘林（１９７０．），男，副教授 ．
