24米箱梁模板设计制作及安装方案

24米箱梁模板设计制作及安装方案1编制依据1.1本工程施工合同、施工组织设计及相关技术交底文件；1.2《铁路桥涵施工质量验收标准》（TB10415-2018）；1.3《预制后张法预应力混凝土简支梁技术条件》（TB/T3432-2019）；1.4《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；1.5《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）；1.624米双线箱梁设计图纸、断面尺寸及技术参数要求；1.7业主及监理单位相关施工管理办法、监理细则；1.8秦沈客运专线相关桥梁制造与架设施工技术规范及质量检验评定标准；1.9本工程现场施工条件、制梁台座参数及生产进度计划；1.10模板设计、制造及安装相关行业标准及施工经验。2工程概况2.1工程背景：秦沈客运专线是我国第一条按200Km/h行车速度设计的新建铁路，客车最大时速可达250Km/h以上，是我国铁路建设史上的标志性工程。本工程由中铁大桥局谷城桥梁厂承担月牙河特大桥319孔箱梁的制造任务，其中24m双线箱梁309孔，20m双线箱梁10孔。2.2箱梁结构特点：秦沈客运专线24m双线后张法预应力混凝土单箱简支梁，为单箱单室等高度箱梁，具有设计标准新、科技含量高、精度要求严、检验标准高的特点，是我国首次在铁路上采用的大截面、大体积箱梁结构，对模板的设计、制造与安装提出了极高要求。2.3主要技术参数：梁全长24.6m，跨度24.0m，梁高2.0m，桥面宽度12.40m；腹板采用斜截面形式，坡度1:10；底板宽度中间部分6.12m、梁端6.52m；顶板厚度30cm，底板厚度25cm（梁端加厚至55cm）；腹板中段厚度45cm（梁端加厚至85cm）；箱梁内最大净空高度145cm，梁端设横隔墙，隔墙上进人孔净高90cm；梁体混凝土强度等级C48（弹性模量35GPa），单孔梁混凝土体积204.3m³，设计总重567.1t；桥面采用TQF-I型防水层（氯化聚乙烯防水卷材+聚氨脂防水涂料），桥面保护层采用C38纤维混凝土。3资源配置（人机料）3.1人员配置3.1.1管理人员：配备项目技术负责人1名（统筹模板设计、制造及安装全流程技术管理）、质量负责人1名（负责模板质量验收及过程管控）、安全负责人1名（负责施工安全管理）、现场调度1名（协调模板制造、运输及安装工序衔接）。3.1.2专业技术人员：配备模板设计工程师2名（负责模板结构设计、强度刚度验算）、钢结构制造技师3名（负责模板加工制造技术指导）、模板安装技师4名（负责模板现场安装、调试及拆除指导）、测量员2名（负责模板安装精度测量、复核）、质检员2名（负责模板制造及安装各环节质量检验）。3.1.3作业人员：配备钢结构加工工人15-20名（负责模板切割、焊接、打磨）、模板安装工人20-25名（负责模板拼装、调试、固定）、起重工人4名（负责模板吊装作业）、电工2名（负责现场临时用电及液压设备供电）、普工10名（负责材料搬运、现场清理）；所有人员需经专项培训，熟悉模板设计要求、施工工艺及安全规范，考核合格后方可上岗。3.2机械设备配置3.2.1加工制造设备：数控切割机2台、埋弧焊机4台、手工电弧焊机6台、砂轮打磨机8台、剪板机1台、折弯机1台、钻床2台，用于模板面板、型钢的切割、焊接、加工及打磨，确保模板制造精度。3.2.2吊装设备：10t门吊2台（用于内模整体吊装、钢筋骨架吊装）、25t汽车吊1台（用于侧模、端模吊装及零星构件转运）、千斤顶8台（用于模板支撑调节、脱模作业）。3.2.3测量及检验设备：全站仪1台、水准仪1台、经纬仪1台、钢卷尺（5m、50m）若干、水平尺若干、塞尺若干，用于模板安装精度测量、复核及接缝间隙检测；焊缝探伤设备1套，用于模板焊接质量检测。3.2.4辅助设备：液压泵站2套（用于液压式内模支模、拆模）、螺旋支撑杆若干、钢楔若干、振捣设备4台（用于模板安装后混凝土浇筑振捣）、模板清理设备若干。3.3材料配置3.3.1模板主材：12mm厚钢板（用于底模、侧模、内模、端模面板）、槽钢（用于模板加劲、骨架制作）、工字钢（用于底模横梁、内模骨架）、钢板网（用于内模辅助支撑），所有钢材均需符合GB/T700-2006、GB/T11263-2017相关标准，进场后需进行材质检验，合格后方可使用。3.3.2连接及密封材料：M28螺栓、销轴、正反丝杆、钢楔、燕尾橡胶条、海绵橡胶条、密封胶，用于模板拼接、固定及接缝密封，确保模板接缝严密、固定牢固。3.3.3其他材料：脱模剂（选用符合混凝土施工要求、不污染梁体表面的专用脱模剂）、混凝土垫块（用于内模支撑、固定）、防锈漆、面漆（用于模板防腐处理）。4施工准备4.1技术准备4.1.1组织相关技术人员熟悉施工图纸、设计规范及本方案，明确24米箱梁结构尺寸、模板安装允许偏差及技术要求，开展专项技术交底，确保每位人员掌握模板设计、制造及安装要点。4.1.2完成模板结构设计及强度、刚度、稳定性验算，重点验算底模承受的荷载（混凝土重量、模板自重、施工荷载），确保模板在施工过程中不产生变形、下沉，满足设计及规范要求；绘制模板加工图纸、拼装图纸及安装流程图，明确各部件尺寸、连接方式及安装顺序。4.1.3梳理最新规范要求，更新模板制造、安装及质量检验标准，明确模板安装允许偏差，编制模板不合格处理预案，确保施工全过程符合规范要求。4.1.4对测量人员进行专项培训，明确模板安装精度测量要点及复核流程，确保测量数据准确可靠。4.2现场准备4.2.1清理制梁台座及模板加工场地，平整压实作业面，确保场地承载力满足模板加工、堆放及吊装要求，清除场地内障碍物，划分模板加工区、堆放区、拼装区，设置安全警示标志及防护围栏。4.2.2检查制梁台座基础，确保台座平整、牢固，做好台座基底防水、防冻措施，根据设计要求设置底模反拱，反拱设置按底模分段呈折线布置。4.2.3布置模板拼装台位，拼装台位按箱梁底板变截面坡度设置相应高度的支承台位，制作内模骨架拼装胎具（4种），确保内模拼装精度。4.2.4完善现场临时用电、用水设施，确保模板加工、焊接及吊装作业顺利进行；配备消防器材，落实防火、防盗措施，做好施工现场安全防护。4.3材料及设备准备4.3.1按材料配置要求采购模板主材、连接材料及辅助材料，进场后进行严格检验，钢材需提供材质证明及检验报告，不合格材料严禁进场使用；对进场材料进行分类堆放，做好标识，采取防潮、防锈措施。4.3.2检查、调试模板加工设备、吊装设备、测量设备及液压设备，确保设备性能良好、运行正常；对测量设备进行校验，确保测量精度符合要求；准备好模板加工、安装所需的工具及配件。4.3.3提前制作混凝土垫块，垫块中间预留孔洞，用于内模与底模的连接固定，防止内模上浮；准备好专用脱模剂，确保脱模剂质量符合要求。5箱梁模板设计、制造及安装工艺24m双线整孔预制箱梁模板由底模、内模、外侧模和端模组成，模板设计、制造及安装需严格遵循“强度足够、刚度达标、稳定性好、精度可控、安装便捷”的原则，具体工艺如下：5.1模板设计要求5.1.1模板需具备足够的强度、刚度和稳定性，确保箱梁施工过程中各部位尺寸及预埋件位置准确，多次反复使用后不产生影响梁体外形的变形；模板支撑需支承在可靠基础上，弹性压缩和下沉度满足设计要求。5.1.2后张梁需根据设计要求及制梁实际情况设置反拱，底模反拱按分段折线布置，确保梁体预拱度符合设计要求。5.1.3模板接缝需严密，错台、缝隙满足规范要求，采用专用密封材料密封，防止混凝土浇筑时漏浆；模板表面需平整光滑，便于脱模，确保梁体表面质量。5.1.4模板设计需兼顾安装、拆卸便捷性，减少拼装时间，降低工人劳动强度，便于多次周转使用；内模需适应箱梁箱室截面尺寸变化（中间等截面、梁端变截面），确保内模安装、脱模顺利。5.1.5模板安装允许偏差（按最新规范更新）：①梁全长：±10mm；②梁高度：±5mm；③上翼缘（桥面板）内外侧偏离设计位置：+10mm，-5mm；④底板、顶板厚度：+10mm，0mm；⑤腹板厚度：+10mm，-5mm；⑥腹板中心偏离设计位置：≤10mm；⑦底板平整度（每米）：≤2mm；⑧模板垂直度（每米）：≤3mm；⑨相邻模板错台：≤2mm；⑩模板表面平整度（2米）：≤3mm；⑪模板接缝处缝隙：≤1mm；⑫支座板位置处任意两点高差：≤1mm；⑬四支座中心相对高差：≤2mm；⑭底板反拱度：±2mm；⑮端模预留孔道偏离设计位置：≤3mm。5.2模板制造工艺5.2.1制造流程：材料检验→下料切割→型钢加工→面板拼接→焊接加固→打磨修整→防腐处理→质量检验→成品堆放。5.2.2下料切割：根据模板加工图纸，采用数控切割机对钢板、型钢进行下料，确保下料尺寸准确，切割面平整、无毛刺；下料后对切割边缘进行打磨处理，去除氧化皮及铁锈。5.2.3型钢加工：对槽钢、工字钢进行加工，制作模板加劲肋、横梁、骨架等部件，加工过程中严格控制尺寸精度，确保部件符合设计要求；对需要弯曲的型钢，采用折弯机进行弯曲加工，弯曲角度准确，无裂纹。5.2.4面板拼接及焊接：模板面板采用12mm厚钢板拼接，拼接时确保面板平整，接缝严密，采用埋弧焊机进行焊接，焊缝饱满、连续，无夹渣、气孔、裂纹等缺陷；焊接完成后对焊缝进行打磨，使焊缝与面板平齐，确保模板表面光滑。5.2.5加固处理：按设计要求安装模板加劲肋、横梁、立带等部件，采用焊接方式固定，确保模板整体刚度；对底模井字型结构、侧模加劲体系进行重点加固，防止模板变形。5.2.6打磨修整：对模板表面进行全面打磨，去除焊接痕迹、毛刺及铁锈，确保模板表面平整光滑，满足混凝土浇筑及脱模要求。5.2.7防腐处理：打磨完成后，对模板表面涂刷防锈漆，待防锈漆干燥后，再涂刷面漆，涂刷均匀，无漏涂、流挂现象，提高模板使用寿命，防止模板生锈污染梁体混凝土。5.2.8质量检验：模板制造完成后，由质检员按设计要求及规范标准进行全面检验，重点检查模板尺寸、表面平整度、焊缝质量、刚度等，检验合格后出具检验报告，方可进入安装工序；不合格模板需进行整改，直至检验合格。5.3各部位模板具体制造及安装5.3.1底模①制造：底模面板采用12mm厚钢板与槽钢组成井字型整体焊接结构，井字型结构分段制作，便于调整平整度和反拱度；采用三点支撑的工字型底横梁，横梁间距800mm，将底模受力传递到台座基础，与混凝土地基结合成整体，增加底模及地基横向刚度，节约钢材用量；底模与侧模、端模的密封分别采用燕尾橡胶条、海绵橡胶条，确保接缝严密。②安装：先检查、维修底模，清理底模表面，涂刷脱模剂；将底模分段安装在制梁台座上，调整底模平整度，按设计要求设置反拱度（呈折线布置）；底模安装完成后，准确标出梁体中轴线，进行精度复核，确保底模位置、高程、反拱度符合要求；最后固定底模，防止施工过程中移位。5.3.2外侧模①制造：外侧模采用整体式结构（除两端变截面段外），由面板、面板加劲槽钢、面板加劲立带、侧模支腿、调节支撑和调节拉杆组成；面板采用12mm厚钢板，加劲立带确保侧模双向受力刚度，加劲槽钢增加纵向刚度，侧模立腿将上翼板悬挑受力改为简支受力，增设立腿调节支撑和调节拉杆，保证侧模施工时双向受力稳定；侧模面板端部进行刨光处理，确保接缝密合。②分块及安装：外侧模两端4.3m变截面段单独制作，中间16m段为整体段（不拆除）；安装顺序：底模安装完成后，吊装外侧模至设计位置，调整侧模垂直度、高度及腹板倾斜度，通过调节支撑固定侧模立腿高度，通过调节拉杆对侧模立腿预施荷载，确保侧模稳定；侧模接缝外侧用海绵橡胶条加木板条、木楔密封，确保接缝严密不漏浆。③脱模及复位：梁体起吊前，松开侧模立腿调节支撑，将模板向外略倾斜，使模板脱离梁体混凝土面；梁体张拉、吊运后，无需吊机，通过立腿支撑调节、打紧钢楔，使模板复位；端部变截面段脱模时，抽掉横梁上支承侧模板的活动刀口铁销轴，使活动刀口铁向下转动，即可使模板脱离梁体；复位时用千斤顶顶起模板，转动活动刀口铁并插上销轴，调节支腿高度、打紧钢楔即可。④特点：整体连接方式（除两端块外），施工便捷，减少拼接工作量，缩短立模、拆模时间，避免连接件丢失；改善梁体外观，消除分块模板缝漏浆问题；立模、拆模方便，模板垂直度、高度调节快速且精度高；采用刀口铁与钢楔联合组件，防止跑模；接缝小于1mm，密封效果好，梁体表面无漏浆、错台。5.3.3内模箱梁箱室截面尺寸变化大（中间17.4m为等截面段，梁端3.6m为变截面段），结合施工实际，采用两种内模方案，现场优先选用拼装式内模。①液压式内模（两种类型）a.液压整体收缩抽拔式内模：设立内模纵梁，将内模按顶板和侧模铰接为三大块或多块，利用液压顶伸缩完成支模和拆模，利用整体内模床支撑内模；优点：整体性好、刚度大，表面平整光洁，梁体外观尺寸易保证，支模、拆模可一次整体完成，减少用工、减轻劳动强度；缺点：加工精度要求高、制造困难，用钢量大，投资高，维修难度大，液压顶同步性难控制，易导致内模变形，脱模时需完全折叠，竖向刚度减小，移动时易变形，箱室空间减小，给底板混凝土灌注带来困难，立模工序时间长。b.分段液压拼装式内模：不设内模纵梁，按梁体长度和箱室变截面段将内模分成数段，横截面与整体内模一致，顶板和侧模铰接为三大块或多块，采用可分离的液压内模车完成支模和拆模；优点：同液压整体抽拔式内模，解决了内模折叠的竖向刚度问题，减少内模纵梁；缺点：纵向拼接接缝多、易错台，混凝土灌注时内模变形大，易导致箱室尺寸误差超标，用钢量大，投资较高，生产人员增加，维修难度大，立模工序时间长。②拼装式内模（现场采用）a.制造：采用工字型断面钢梁及节点板拼成环形骨架，用螺旋支撑杆组成稳定的三角体系，消除骨架拼装节点微量变形；面板采用工具式钢模板拼装，在环形骨架上形成整体内模；模板分块原则：转角处分块减小，平、侧面模板单块重量不超过35Kg，分块尺寸统一、可互换，便于加工、安装及梁体换型。b.安装流程：拼装台位准备→骨架拼装（利用专用胎具）→面板铺设→内模整体吊装→内模对位→内模固定→精度复核。c.安装方法：先在拼装台位上拼装骨架，控制四个点位置准确、上下线平行，利用正反丝杆调节骨架精度；骨架拼装完成后，铺设工具式面板，形成整体内模；内模一次拼装、整体成形，保证内模刚度；侧模、梁体钢筋、端模安装完成后，用两台10t门吊将内模整体吊装至制梁台位；吊装时初步对准台位，缓缓下落，临近到位时停止下落，以一端端模为基准调整纵向位置，以一侧侧模为基准对角调整横向位置，确保精确对位；内模与外侧模通过通风孔穿M28螺栓拉结，内模与底模通过预制混凝土垫块（预留孔洞穿螺栓）连接，防止内模上浮。d.特点：制造加工快捷，钢结构用料少，造价低（仅为液压式整体内模的1/5～1/10），便于梁体换型；可在台座外拼装后整体吊装，占用台座工序时间短，维修方便；缺点：投入劳动力多，工人劳动强度大，箱梁内室表面接缝多，混凝土表面平整度、光滑度不如液压内模。5.3.4端模①制造：端模采用12mm厚钢板与槽钢加劲组成，按箱梁端截面尺寸加工，预留预应力孔道、进人孔等，孔道位置准确，尺寸符合设计要求；端模与底模、侧模、内模的接缝处采用海绵橡胶条密封，确保不漏浆；端模表面进行打磨、防腐处理，确保平整光滑。②安装：梁体钢筋骨架吊装完成后，安装端模，调整端模位置，确保端模与梁体轴线垂直，预留孔道偏离设计位置不大于3mm；用螺栓将端模与侧模、底模固定牢固，检查端模垂直度及接缝密封情况，确保符合要求。5.4箱梁模板整体安装顺序模板安装总流程：检查、维修底模→安装侧模→安装支座板→涂脱模剂→吊装梁体钢筋骨架→安装端模→穿制孔胶管→吊装内模→吊装桥面板钢筋→吊装桥面联结系→模板精度复核→模板固定。6施工要点6.1模板清理与脱模剂涂刷：模板安装前，必须将表面清理干净，去除铁锈、灰尘、油污等杂物；脱模剂涂刷均匀，薄而平整，不能漏刷、多刷或涂刷不均，避免脱模剂污染梁体钢筋及混凝土表面，影响混凝土粘结力。6.2模板接缝处理：模板接缝必须平顺，错台不大于1mm，接缝处采用燕尾橡胶条、海绵橡胶条或密封胶密封，确保严密不漏浆；拼装完成后，用塞尺检查接缝间隙，超标处及时整改。6.3底模安装要点：安装底模时，准确标出梁体中轴线，严格按设计要求调整底模反拱度，反拱度偏差控制在±2mm内；底模平整度每米不大于2mm，整体平整度符合规范要求；底模固定牢固，防止混凝土浇筑时产生下沉、移位。6.4侧模安装要点：安装外模时，严格控制箱梁底板、腹板尺寸及腹板倾斜度（1:10），确保隔墙尺寸误差符合要求；侧模垂直度每米不大于3mm，高度偏差±5mm；调节支撑和调节拉杆安装牢固，预施荷载均匀，防止混凝土浇筑时侧模变形、跑模。6.5内模安装要点：内模骨架需在固定胎模上校正，确保骨架精度；内模整体吊装时，吊装平稳，避免碰撞侧模、钢筋骨架；内模对位准确，与外模相对位置固定牢固，防止内模上浮、移位；内模表面清理干净，脱模剂涂刷均匀，预留孔道位置准确。6.6端模安装要点：端模安装时，确保与梁体轴线垂直，支座板位置准确，支座板任意两点高差不大于1mm，四支座中心相对高差不大于2mm；端模预留孔道偏离设计位置不大于3mm，孔道畅通，无堵塞。6.7模板精度复核：模板全部安装完成后，由测量员、质检员共同进行精度复核，重点检查模板尺寸、位置、垂直度、平整度、反拱度及接缝情况，复核合格后，方可进行下一道工序；复核不合格的，及时调整整改，直至合格。6.8模板拆除要点：模板拆除需在梁体混凝土达到设计强度要求后，经监理工程师批准方可进行；拆除顺序与安装顺序相反，先拆内模，再拆端模，最后拆侧模、底模；拆除过程中，动作轻柔，避免碰撞梁体混凝土，防止梁体表面受损；拆除的模板及时清理、维修、保养，涂刷防腐漆后堆放整齐，便于周转使用。7质量保证措施7.1组织保证：成立模板质量保证小组，由项目技术负责人任组长，质量负责人、模板设计工程师、质检员为成员，明确小组职责，统筹推进模板设计、制造及安装全过程质量控制，定期召开质量专题会议，排查质量隐患，解决质量问题。7.2制度保证：完善模板质量管理制度，包括材料检验制度、模板制造检验制度、模板安装复核制度、不合格品处置制度等，明确各环节质量责任，做到有章可循、有规可依，严格按制度执行管理。7.3材料质量保证：所有进场材料必须进行严格检验，钢材需提供材质证明及检验报告，连接材料、密封材料需符合设计及规范要求，不合格材料严禁进场使用；材料堆放过程中，采取防潮、防锈措施，确保材料质量不受影响。7.4制造质量保证：模板制造严格按加工图纸及工艺要求进行，下料、焊接、打磨、防腐等各工序均需进行质量检验，焊缝需进行探伤检测，确保焊缝质量；模板制造完成后，进行全面质量验收，尺寸、刚度、表面平整度等指标符合要求后方可出厂安装。7.5安装质量保证：模板安装严格按安装流程及施工要点进行，每道工序完成后，进行质量自检，自检合格后报监理工程师验收，验收合格后方可进行下一道工序；加强模板安装精度复核，重点控制模板尺寸、垂直度、平整度及接缝情况，确保符合允许偏差要求。7.6过程控制保证：加强模板施工全过程管控，安排质检员全程旁站监督，及时发现并纠正施工中的质量问题；做好施工记录，包括材料检验记录、模板制造记录、模板安装复核记录、质量验收记录等，确保质量可追溯；定期对模板进行检查、维修，确保模板在周转使用过程中保持良好状态。7.7成品保护保证：模板安装完成后，严禁碰撞、敲击模板，严禁在模板上堆放重物；混凝土浇筑过程中，振捣设备避免直接碰撞模板，防止模板变形、移位；模板拆除后，及时对梁体混凝土表面进行保护，避免受损。8安全保证措施8.1通用安全措施8.1.1所有作业人员必须佩戴安全帽，高空作业（高度超过2m）需系好安全带，穿防滑鞋，严禁高空抛物（工具、零件、材料等）；严禁患有高血压、心脏病、视力不佳及其他不适宜高空作业、重型作业的人员从事相关作业。8.1.2所有作业人员必须经过安全培训及技术交底，熟悉安全操作规程，考核合格后方可上岗；施工过程中，严格遵守安全操作规程，严禁违规作业。8.1.3模板加工区、堆放区、拼装区设置安全警示标志、防护围栏，严禁非作业人员进入；施工现场配备足够的消防器材，严禁在作业区吸烟、使用明火，落实防火、防盗措施。8.1.4加强现场临时用电管理，电线架空敷设，严禁私拉乱接，焊接设备、液压设备、起重设备用电需符合安全规范，配备漏电保