某桥梁工程V型墩模板施工

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【内容提要】某桥V型墩外缘由圆曲线接直线段组成，变截面，外形多变，模板制作难度大。为保证砼浇筑和振捣到位，顶模需随浇随支，给模板安装和加固提出了更高要求。另外，底模需在系杆预应力张拉完成后方能拆除，周转速度较慢。

【关键词】V型墩 胶合木模板 施工

一、工程概况：

某桥V型墩跨径为25m、20m两种，中心高分别为10m、8m，斜腿间夹角均为102.7o。V型墩外缘由圆曲线接直线段组成，变截面，外形多变，模板制作难度大。墩身侧壁混凝土最厚达2m，混凝土侧压力比较大，为保证砼浇筑和振捣到位，顶模需随浇随支，给模板安装和加固提出了更高要求。另外，底模需在系杆预应力张拉完成后方能拆除，周转速度较慢。

二、工艺流程：

V墩底模板支设V墩侧模板支设V墩顶模支设拆除V墩模板。（钢筋、砼工序施工过程省略）

1、V墩底模板支设

碗扣式支架搭设完成并检查合格后，在其上安放150X150方木横梁，在横梁上按设计间距150叠放50×100的方木纵梁并安装底模，安装纵横梁时应错开接头，相邻两根纵梁、横梁接头不得在同一跨内。斜撑处横梁改用3根架子管齐放来实现支撑。底模板铺设完毕后，进行平面放样，全面测量底模板纵横向标高，根据测量结果将底模板调整到设计标高。

2、V墩侧模板支设

直线段部分的侧模内木楞采用50X100方木横向设置，曲线段部分的内木楞采用50X100方木竖向设置，间距150mm，外钢楞采用2φ48X3.5钢管，间距450 mm，现场加固槽钢楞采用[ 20, 间距600 mm，通过φ22、φ28对拉螺栓固定，φ22对拉螺栓用于模板外侧加固，φ28对拉螺栓用于模板内侧加固，大V墩中间设置一道对拉螺栓，小V墩中间不设置对拉螺栓，模板采用汽车吊进行安装，安装后再对局部不符合要求的地方进行细部调整，注意侧模、底模结合处节点的处理，采用侧模包底模方式，确保拼缝严密，模板平整，混凝土线角顺畅。

3、V墩顶模支设

3.1、根据采用的施工方案，V墩混凝土分2～3次浇筑，因钢筋密集、V腿倾斜，为确保砼浇筑质量，顶模随砼的浇筑随浇随支设，根据V腿倾角、振捣棒作用半径，顶模分块尺寸不大于800mm。

3.2、在固定模板的过程中，要特别注意防止顶模上浮现象的发生。防止顶模上浮的措施为：在浇筑承台时预埋φ20钢筋，将内侧下面的弧模板拉住，弧模板上部直线段部分采用对拉螺杆将槽钢背楞[ 20固定在底模上, 间距600 mm，φ22对拉螺栓用于模板外侧加固，φ28对拉螺栓用于模板内侧加固，对拉螺栓水平间距1500 mm，确保浇筑过程中内模不上浮。

4、拆除V墩模板

4.1、V墩下部直线段模板及侧模、顶模在砼强度达到2.5MPa并能保证其表面及棱角不因拆模而损伤时，方可拆除。

4.2、V墩底模应在系杆预应力筋张拉完成、孔道压浆并待浆体强度达到90%以上后方可拆除。

5、材料要求：

5.1、模板工程所用模板、对拉螺栓、槽钢、PVC板、方木等均应符合有关规定；

5.2、模板板材在浇筑砼前不得有变形、开裂、起皮等影响砼外观质量的现象；

6、模板施工要求：

（1）模板隔离剂涂刷前，应及时掌握天气情况，以防隔离剂被雨水冲淡而起不到隔离效果。

（2）模板支撑下回填土要夯实，并垫好垫块，雨后检查其是否下沉。

（3）现场模板及方木下应垫垫木或搭架堆放，上覆彩条布，防止因雨淋而变形。

V型墩模板拼装图(以大V墩为例)

三、V型墩模板计算书：

模板验算以大V墩为准，小V墩据此进行调整。

1、底模板验算：

1.1、荷载计算：

1.1.1、荷载标准值：

斜腿砼自重g1a=25kN/m3×2m=50kN/m2

斜腿与横系梁相交处砼自重g1b=25kN/m3×3.5m=87.5kN/m2

斜腿钢筋自重g2=7.5kN/m2

模板自重g3＇=0.5kN/m2

系梁砼自重g4=25kN/m3×1.2m=30kN/m2

施工人员及设备荷载标准值q1=2.5kN/m2

振捣砼产生的荷载标准值q2=4kN/m2

倾倒砼产生的荷载标准值q3=2kN/m2

风荷载标准值ωk=0.7Ms•Mz•ωo=0.7×0.167×1.0×0.4=0.047kN/m2

2、底模荷载设计值：

2.1、底模强度设计荷载：

ga=（g1a+g2+g3＇）×1.2+q1×1.4=（50+7.5+0.5）×1.2+2.5×1.4=73.1kN/m2

gb=（g1b+g2+g3＇）×1.2+q1×1.4=（87.5+7.5+0.5）×1.2+2.5×1.4=118.1kN/m2

2.2、模板刚度计算荷载：

ga=g1a+g2+g3＇=50+7.5+0.5=58kN/m2

gb=g1b+g2+g3＇=87.5+7.5+0.5=95.5kN/m2

3、底模验算：

V墩底模采用胶合木模板，规格1200×2400×15mm，内贴PVC板，内楞采用2根50×100mm方木叠放，外楞采用100×150mm方木，斜撑处采用3φ48×3.5mm钢管。

按工况一验算。内木楞间距150mm，外木楞间距600÷cos39º=772mm。

3.1、胶合板验算：

3.1.1强度验算：取1mm宽板条,按作用在内木楞上的三跨连续梁计算。

E=9×103N/mm2,fm=13N/mm2,W=1×152/6=37.5mm3。

M=0.1ql2=0.1×73.1×10-3×1×1502=164.5 N•mm

=4.4N/mm2＜fm=13N/mm2,满足要求。

3.1.2、刚度验算：

，满足要求。

3.2、内木楞验算：内木楞采用2根50×100mm方木叠放。

W=bh2/6=90×802/6=96000mm3,I=384×104mm4,A=7200mm2。

3.2.1、强度验算：按作用在外木楞上的三跨连续梁计算。

M=0.1ql2=0.1×73.1×10-3×150×7722=653.5×103N•mm

=6.81N/mm2＜fm=13N/mm2，满足要求。

3.2.2、刚度验算：

，满足要求。

3.2.3、抗剪强度验算：

V=0.6ql=0.6×73.1×0.15×772=5079N

=1.06N/mm2＜f=1.2N/mm2,满足要求。

3.3、外木楞验算：

W=294000mm3，A=12600mm2, I=20580000mm4。

3.3.1、强度验算：按作用在可调托撑上的三跨连续梁计算。

M=0.1ql2=0.1×73.1×0.772×6002=2031.6×103N•mm

=6.91N/mm2＜fm=13N/mm2，满足要求。

3.3.2、刚度验算：

，满足要求。

3.3.3、抗剪强度验算：

V=0.6ql=0.6×73.1×0.772×0.6=20.32kN

=2.42N/mm2＞f=1.7N/mm2,抗剪强度不满足要求。

外木楞改用150×150mm方木，

=1.56 N/mm2＜f=1.7N/mm2,满足要求。

斜撑不能撑于外木楞，可用3φ48×3.5mm钢管并排放置来代替方木，验算从略，满足要求。

同理，计算横系梁处模板设计也满足要求，验算从略。

4、侧模及顶模验算：

4.1、荷载计算：

4.1.1新浇砼对模板侧面的压力标准值

P=0.22γtβ1β2V½=0.22×25×8×1.2×1.15×1.0½=60.72kN/m2 P=γH=25×10.775=269.4kN/m2

取P=60.72kN/m2，则有效压头高度h=P/γ=60.72÷25=2.43m

4.1.2振捣砼时产生的荷载标准值Q=4.0kN/m2

4.1.3设计荷载值q=1.2P+1.4Q=1.2×60.72+1.4×4=78.5kN/m2

4.2、模板计算：

侧模及顶模采用胶合木模板，内贴PVC板，用内木楞50×100mm方木@150mm、外钢楞2φ48×3.5mm钢管@450mm将其拼成一定尺寸的整块组合木模板，现场用槽钢背楞、对拉螺杆加固。

4.2.1内木楞间距验算

4.2.1.1按模板强度验算：取1mm宽板条,按作用在内木楞上的三跨连续梁计算。

E=9×103N/mm2,fm=13N/mm2,W=1×152/6=37.5mm3。

=5.7kN/m2＜f=13N/mm2,满足要求。

4.2.1.2、按模板刚度验算：

，满足要求。

4.2.2、外钢楞间距验算

4.2.2.1、按内木楞强度验算：内木楞按作用在外钢楞上的三跨连续梁计算。

=9.5kN/m2＜f=13N/mm2,满足要求。

4.2.2.2、按内木楞刚度验算：

，满足要求。

4.2.2.3、按内木楞抗剪强度验算：

V=0.6ql=0.6×91.27×0.15×450=3696N

=1.54N/mm2＜f=1.7N/mm2,满足要求。

4.2.2.4、按外钢楞强度验算：

M=0.1ql2=0.1×91.27×0.45×0.62=1.479kN•m

=169.3N/mm2＜fm=215N/mm2，满足要求。

4.2.2.5、按外钢楞刚度验算：

，满足要求。

4.2.2.6、按外钢楞抗剪强度验算：

V=0.6ql=0.6×91.27×0.45×600=14785.74N

=27N/mm2＜f=125N/mm2,满足要求。

4.3、槽钢背楞验算：

对拉螺杆采用φ22、φ28@1.5m，φ22拉杆设于模板外侧，φ28拉杆设于模板内侧。槽钢背楞间距0.6m，对于大V墩，斜腿中间设置一道对拉螺杆，对于小V墩，中间不设对拉螺杆。

4.3.1、小V墩墩身处槽钢验算：

4.3.1.1、按槽钢强度验算：

=28.61kN•m

=80.4N/mm2＜fm,满足要求。

4.3.1.2、按槽钢刚度验算：

=1.65mm

=1.8mm，满足要求。

4.3.1.3、按槽钢抗剪强度验算：

V=0.5ql=0.5×91.27×0.6×1.6=43.81kN

=11.4N/mm2＜f=125N/mm2,满足要求。

4.4、对拉螺杆验算：

4.4.1、中间拉杆：

=167.6N/mm2＜ft=170N/mm2,满足要求。

4.4.2、端头拉杆：

=155.4N/mm2＜ft=170N/mm2,满足要求。

综上，各个结构均满足要求。

参考文献：

1、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；

2、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）；

3、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）；

4、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。