浅谈铁路预制T梁模板设计与拼装施工技术论文_周小稀

周小稀

中铁十二局集团第三工程有限公司 山西太原 030024

摘要：后张法预应力混凝土简支T梁在完成预应力张拉后，其压缩变形及上拱变形非常大，严重影响T梁外形尺寸及结构质量。其中模板的设计、拼装是影响较大的因素之一，如何在模板设计上预留变形量及施工中控制拼装尺寸，是提高预制T梁外形尺寸及结构质量的关键。本文结合山西中南部铁路通道ZNTJ-1标兴县制梁场的工程实践，确定了T梁模板设计工艺参数的计算方法、设计要点（以压缩量分配方式为重点），以及模板拼装调试技术。旨在分享T梁模板设计与拼装技术，提高T梁预制精度，为类似工程提供参考。

关键词：预制T梁；模板设计；拼装定位

1 引言

随着我国铁路建设的快速发展，预制T梁工厂化生产已趋于日常化、标准化。对于模板工程的设计与拼装的精确控制，这一提高成品T梁外形尺寸及结构质量的方法，一直是我们质量管理的重点和难点。通过长期的工程实践，确定了T梁模板工艺参数的计算方法；并通过理论计算，明确了在模板上设置反拱，及预留压缩量合理的分配方法，使模板线性顺直，减小模板拼缝，提高梁体预制精度。

2 工艺参数确定

2.1预留上拱度的确定

以晋中南桥2103-Ⅰ为例，图纸设计上拱度如下表。

表1 晋中南桥2103-Ⅰ（32m）梁设计上拱度

设计图纸给出的数据为T梁终张拉完成后90天上二期恒载，3年总上拱度理论数值。施工预留上拱度可根据经验公式：F初=F设计-10mm来确定（以晋中南桥2103-Ⅰ为例，反拱值可设置为45mm）。为方便施工，同跨度的不同梁型设置相同反拱值。受混凝土弹性模量、施工地理环境以及季节的差异，在后续施工中应统计实测上拱度，并对其进行修正。

2.2压缩量确定

梁体弹性压缩量由终张拉锚外张拉力、梁体截面换算面积、梁体终张拉时刻实际弹性模量E三个方面因素决定。

理论弹性压缩量△L的计算公式为：△L= Ay*σ控/ A0/E*L

其中：Ay—预应力筋的截面积，

σ控—锚外控制应力，

A0可由梁跨中截面换算面积代表，

E为规范要求相应标号混凝土对应的弹性模量，

L为梁跨。

以晋中南桥2103-Ⅰ为例，跨度为32m，直线边梁Ay=0,01232m2，σ控=1395MPa， A0=1.40732m2，E=36.5GPa，L=32m。计算得出△L=10.7mm。

在终张拉完成后，梁体将产生徐变上拱，压缩量将进一步增加，梁体最终总压缩量可按4倍的△L确定，即晋中南桥2103-Ⅰ预留压缩量大小可设置为42.8mm。为方便施工，同跨度的不同梁型可设置相同压缩量值45mm。但由于混凝土弹性模量受混凝土原材料、配合比影响很大，梁体徐变受温度、湿度、施工季节等的影响，其发展程度也不相同，在后续施工中也应统计实测压缩量，并对其进行修正。

3 模板的设计

3.1模板反拱设置

（1）底模上预留反拱值等于梁体上拱度，以梁体跨中中心线为基准0点，按二次抛物线设置，公式为Y=a*X2 。

Y=反拱高度（mm）；X=控制点距跨中的距离（mm）；

为保证底模反拱设置精度，调节距离可根据底模每节段长度进行分段，分段长度2m为宜。以跨度32m、预留反拱值45mm为例，反拱设置计算如下表2，底模反拱设置图示如图1。

（2）侧模上预留反拱值与梁体上拱度及底膜预留反拱值相等，设置原则及方式与底模相同，因此侧模板应设计成扇形。侧模反拱设置图示如图1。

表2 距跨中X与起拱度Y对应表

图1 模板反拱设置图示（单位mm）

3.2模板压缩量设置

（1）侧模板在加工制作前，必须先确定梁体上拱度和预留压缩量。因全预应力混凝土梁预留压缩量设置在模板下口，上口不设置压缩量。模板在设置反拱后（如图2所示），模板上下口均呈圆弧状，下口较上口有所伸长，该伸长值(L2-L1)应均匀分配到模板节段中，剩余未分配完的预留压缩量全部分配到梁端处。

以晋中南桥2103-Ⅰ为例，假定预留压缩量为45mm，反拱度为45mm，梁长32600mm，梁高2600mm，模板分为8节段。

平均分配到6节模板节段中压缩量总长度a的计算如下：

a=L2-L1≈8*梁高H*预拱度/L1=8*2600*45/32600=28.7mm，其实际分配方式可按图2进行。

剩余未分配压缩量均分到梁端，每端分配b=（45-28.7）/2=8.15mm。

图2 预留压缩量分配图

（2）底模板按照标准尺寸分节段加工，无需预留反拱及压缩量，运输至施工现场后拼装，现场调整其反拱，并按照侧模尺寸标示出压缩量。

3.3 模板制作材料选择

（1）为保证模板强度和刚度，主要部位材料选择如下：

面板采用δ=8mm钢板、横纵肋采用100mm槽钢、立柱采用16b槽钢、法兰采用δ=15mm钢板、上下拉杆采用直径不得小于Φ30mm钢棒车T型丝。

（2）根据模板周转次数，确定每块模板大小：

建议周转次数多的采用较短模板（4m/段）；周转次数少，工期紧的项目采用较大模板（8m/段或12m/段）。长大模板自重大，对起重设备要求高，变形后不易修整，但模板间连接少，拼装速度快。短小模板重量轻，不易变形，模板间连接多，拼装速度慢。具体设计形式可根据现场实际需求灵活调整。

3.4 细节优化设计

（1）模板顶板与腹板交接处、马蹄处、横隔板处均设置圆弧形倒角，梁体端、中隔板倒角处均设置成3cm圆弧倒角或斜角，防止应力集中拆模时掉块。

（2）模板连接采用法兰盘连接，拼缝宜设置在横隔板棱角处，以提高拆模后混凝土外观质量，减少装修工程量。法兰盘螺栓连接方向宜垂直于梁体，不宜与梁体纵向平行，可以有效避免拼缝杂物清理不净而导致梁长增加等问题。

（3）横向锚穴应采用独立模板，便于提前脱模，其适当增大锚穴坡度或夹角，以方便脱模。

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论文作者:周小稀

论文发表刊物:《防护工程》2019年19期

论文发表时间:2020/2/28

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