高速铁路箱梁内模设计探析

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［摘要］随着高速铁路的快速发展，高铁箱梁内模的设计成为此工程项目主要研究问题，依托济莱高铁双线客运专线，通桥（6）22A-Ⅱ-1箱梁，阐述自行式液压箱梁内模的结构设计技术，为其他预制箱梁使用自行式液压箱梁内模工程建设提供参考。

［关键词］高铁箱梁；内模；结构设计

1项目概述

济莱高铁是山东高铁网的重要组成部分，线路长117.km，共设车站6个，分别为济南东站、港沟站、章丘南站、雪野站、莱芜北站、钢城站，设计行车速度为3km/h。通桥（6）22A-Ⅱ-1箱梁截面类型为单箱室等高简支箱梁，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。桥面宽度：防护墙内侧净宽9.0m，桥梁宽12.6m，桥梁建筑总宽12.9m。梁长为.6m，计算跨度31.5m，横桥向支座中心距为4.5m，箱梁截面高度为3.035m。梁体自重800t左右，均采用整孔预制后架设施工方案，为提高预制箱梁的机械化程度，内模采用自行式液压箱梁内模。箱梁样式如图1,图2所示。

2技术要求

（1）保证箱梁组拼完后各截面尺寸符合设计图纸尺寸，模板的平整度、直线度、垂直度符合图纸要求，并保证在浇筑混凝土过程中以及浇筑完成后符合图纸的设计尺寸。（2）模板组拼完成后及浇筑过程中，保证模板接缝处不得出现错台、漏浆。（3）模板的设计结构尽量简单，拆装方便。（4）模板要有足够强度、刚度、稳定性，满足施工单位所需要的周转次数。（5）液压系统、电气系统要稳定，杜绝出现泄压阀卡阀现象。（6）行走系统要稳定，满足施工单位的速度要求。

3内模结构设计

根据箱梁的施工情况，内模拼装方式大致分为3种。（1）人工拼装式（目前已经基本淘汰），其优点是设计简单，成本较低。但同时存在许多缺点，如每次安装、拆卸只能靠人工拼装，费工费时，质量要求难以保证。（2）液压式箱梁内模，可降低劳动强度，改善操作环境，内模可以在公司内部组拼完成，现场安装简单，但需借助起重设备完成内模的行走。（3）自行式液压箱梁内模，是在箱梁内模的基础上加上行走系统，实现内模的自由进出，解放了起重设备。本设计采用自行式液压箱梁内模，各部分包括：内模顶板（标准段内模顶板，变截面内模顶板），内模侧上板（标准段内模侧上板，变截面内模侧上板），内模侧下板（标准段内模侧下板，变截面内模侧下板），上主梁系统，下主梁系统，主梁支撑系统，内模自行系统，如图3、图4所示。模板梁长方向分节，标准段部分为11.8m，模板采用8m+8m+3.8m+3.8m，变径段部分为3m，模板直接做3m变径段，端头节部分为1.5m，模板为1.m，内模包端模，模板总长.94m，各分段直接使用螺栓连接固定，内模顶板、内模侧上板、内模侧下板之间使用销轴连接，油缸带动模板绕销轴旋转。上、下主梁系统模板分节为8.75m+8m+8m+8.75m，主梁系统总长33.5m，主梁各分节直接使用高强螺栓固定。内模模板用料：内模面板用8mmQ的钢板，背肋用14号槽钢、14号工字钢，连接边用12mm×140mm的带钢。主梁系统模板用料使用号槽钢、号角钢组合，桁架式结构。国内还有钢箱式结构，因施工单位要求控制模板重量，在这个项目上未采用钢箱式结构。液压控制系统为一个独立的系统，安装在下主梁系统的端头，由电动机、油泵、油缸、控制阀、油箱等元件组成。标准节上节有16支80油缸，标准节下节有16支80的油缸，变径节上节有8支80油缸，变径节下节有4支80油缸，端节有4支80油缸，主梁支125的油缸。动作由手动操纵阀或遥控器集中控制。行走系统由中部固定托架、端部移动托架、电机减速机、齿轮齿条、电控系统等组成。

4自行式液压箱梁内模的安装过程

（1）先预制内模存放台座（也可以使用钢台座），安装内模行走架，安装底模上的内模支撑系统。（2）因内模尺寸太长，需到现场把2片内模用螺栓连接起来，并放在内模存放台座上，用油缸把模板撑开，打磨抛光，喷涂脱模机。（3）内模收起，用内模自行系统使内模在外模钢筋笼内滑行，然后用油缸撑开模板，调整到图纸设计尺寸，拧上撑杆，防止内模在使用过程中变形。

5自行式液压箱梁内模的拆除过程

待梁体浇筑完成后，混凝土强度达到强度设计值的75%，混凝土表面温度与环境温度之差不大于15℃，箱梁内部试块检验合格方可拆模。（1）卸掉标准节与变径节、端节处的螺栓，卸掉上、下节撑杆，使标准节、变径节、端节能独立收合互不影响。（2）使用油缸先收起变径节，然后再收起标准节，最后收起端节模板。（3）使用主梁油缸下落主梁。（4）使用内模自行系统，按行走系统按钮，使内模从梁体里面自行到存放内模台座上面。（5）然后撑开内模打磨、抛光，继续准备预制下一片箱梁。

6内模结构Madis力学建模分析

（1）根据Madis力学建模计算，模板最大变形为5.72mm，满足要求。（2）内模支撑系统建模计算，最大变形0.39mm，满足要求。7结束语以上自行式液压箱梁内模已经应用于济莱高铁钢城制梁场项目，其使用性能完全符合设计规范，现有部分箱梁已经架设完成，但也存在诸多技术难题，如内外模系统的定位，目前国内暂时没有很好的定位装置；内模底部空间太小，内模底部混凝土翻浆，内模底部人工磨平麻烦，如能使用机械磨平，将大幅提高工作效率。另外进行预制箱梁内模设计时，适当考虑适用性、经济性、通用性，将大幅提高预制箱梁的工作效率，降低劳动成本，缩短预制工期。

参考文献

[1]陈永华，王贵东，王雄.客运专线全液压箱梁模板介绍[J].铁道标准设计，7（7）：85–87.

作者:崔建峰 单位:山东淄博环宇桥梁模板有限公司