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1、客运专线铁路圆端实体流线型桥墩模板设计与制造赵成贵 黄龙华（中铁大桥局股份有限公司 南京 210031）CHINA ZHONG-TIE MAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.,LTD摘 要：津秦铁路客运专线桥梁墩身采用双线流线型圆端实体墩，墩身向墩帽托盘采用双向空间曲线过度，视觉线型流畅，但也相对增加了墩帽模板的设计、加工难度。双线流线型圆实体桥墩墩帽模板的加工制作过程中的重要环节是下料，圆弧端面板圆弧卷圆和下料中的工程中的余量，以及面板在横向筋板做成的胎架上组拼。为提高模板双向曲线拟合精度，墩帽模板面板横向分为较窄的板条，板条之间连续焊接及防止焊接变形也是设计和
2、制造加工过程中需考虑的要素。关键词：客运专线 墩帽 下料 面板 组拼11、概述近年来随着京津城际、武广、京沪等客运专线大规模开工建设，客运专线除无碴轨道等新技术应用外，墩身、箱梁外观质量和建筑美观也越来越受到普通民众的关注。哈大、津秦几条客运专线双线流线型圆端实体墩的设计运用，该墩帽结构特点是流线型圆端实体，使整个墩帽无论从哪种角度看都很柔和，其平滑过渡的三维线型给人有较强的美感视觉感受，而且也方便脱模，无死角。由铁道第三勘察设计院设计的客运专线铁路双线流线型圆端实体桥墩一般简支梁桥墩墩身长度为600cm(含圆弧端)，顺桥向宽度为230cm，墩帽长度为780cm，顺桥向宽度为300cm，如图1
3、所示。 图1 双线流线型墩帽结构尺寸 2、桥梁墩柱模板的类型房屋建筑中因其结构尺寸大多为模数设计，因此除少量模板需现制外，大都可采用标准模板。桥梁因其样式多变，少有两座桥梁结构尺寸完全相同，因此其模板一般是一座桥梁专项设计和制造，根据桥梁结构形状、倒用次数等，模板根据材料分类有：竹胶板面板木模、钢面板钢模和复合材料面板的塑胶模板。对于刚度要求较大的桥梁模板，尤其是有圆弧角等异形尺寸的，因竹胶板可塑性差，经干、湿交替后刚度、强度均下降，倒用次数有限，所以一般对于圆弧端双曲线桥墩采用钢面板模板，其背楞也采用型钢。钢模根据受力特点也分为拉杆式、桁架式。拉杆式模板需在混凝土内埋设PVC管成孔作为模板拉
4、杆通道，拆模后因留有拉杆孔，有时模板面板上拉杆孔处理不好造成漏浆影响混凝土外观美观质量。桁架式模板因其背楞采用桁架结构增大了模板刚度，可以减少或不用在混凝土内设置模板拉杆，模板面板不需开孔有利于保证混凝土外观质量，但模板重量增加，起吊、安装拆除难度增大，需较大起重设备配合。3、桥墩模板设计制作客运专线桥梁墩身、墩帽模板的设计主要校核面板的强度和挠度，筋板的强度和挠度，加固背楞的强度和挠度，其中加固背楞的选取涉及到型材的选取和背楞的间距，以及对穿拉杆的大小及间距。现在以津秦铁路客运专线丰南跨津山铁路特大桥一例桥墩帽为模型来介绍该类型桥墩模板设计、制造工艺。经强度计算，该墩柱墩帽所选的几种材料为：
5、表1 模板型钢规格序号部 位材料规格及型号1面 板6钢板2连接筋12100扁钢3墩身竖筋板10槽钢4墩帽竖筋板10100扁钢5墩帽横筋板10100扁钢6背 楞20b槽钢墩柱模板的加工制作难点主要在两侧圆弧端，与桥墩帽基本相同，相对简单一些，在这里不再赘述。在桥墩帽的设计中，四角均为圆角，不涉及脱模死角，若采用工厂制造，除考虑面板下料造成板材出材率外，还需考虑从厂内到工地的运输的问题。为减少模板现场拼缝造成的错台及现场拼装工作量，要求模板分块不能过小，有时为了模板分块可以做到较大，可以采用在现场加工制造。流线型线圆端实体墩墩帽为双向曲线，高度为2.75m，因此墩帽模板宜采用横向分块、竖向整体节段
6、，本工程采用分4大块，即两个圆弧端和两侧圆弧端之间的直线段，然后将各部位图纸逐一绘出。模板分块如图2所示。图2 墩身、墩帽模板分块示意3.1、面板面板为=6mm钢板，墩身圆弧端为单面圆弧，面板需要卷圆，那么其下料尺寸则不能是直接接触混凝土面的图纸尺寸，需要按中性层（R+3mm）给料，另外留出压边卷圆后需要切除的工艺尺寸50-80mm。对于墩帽模板圆弧端面板因是双向弧的空间曲线，比较复杂，其无法直接采用卷板机卷制，为了保证其双向曲线结构尺寸，采用在筋板上较小分层板条拼制方法，现场也俗称“贴西瓜皮”。把墩帽放在三维视图中，从左视图中对应点得到圆弧半径，从高度方向截取250mm为一段，弧形段共分11
7、层，在弧面上分成若干近似圆台，圆台面展开即是模板面板尺寸。如图3所示。图3 面板水平分块尺寸及半径在面板放样时，需要注意的问题有4个方面：做立体图时，要取（图纸尺寸+面板厚度/2）为做图尺寸，用多边形近似圆时，每段圆弧的弦高控制在1-3mm，否则误差将不可预计，在把每段面板中的高为20cm的板条放入同一坐标系下时，要把握每次选取的小块使用剪切命令，以保证其不重复，面板接缝处尽量保证无错台，采取的方法是把单块模板所需20cm宽的钢板按尺寸铺好点焊到一起，然后整体放样。图4 墩帽模型三维视图3.2、法兰墩帽模板分为4大块件，各块件之间连接法兰均为竖直线，因此法兰设计和加工与常规模板基本相同。3.3
8、、横向筋板由于该墩帽的面板为近似得出，那么用什么来真正的保证墩帽模板的实际尺寸呢？根据前面墩帽模板面板设计、下料尺寸，一般的模板在组焊时，都是先将半圆形水平筋板按高度尺寸放好，水平筋板之间用小竖向筋板临时固定，调好尺寸后，筋板兼作为胎架，从下到上逐层安装卷制成半圆的面板。由于墩帽是上大下小，为了现场制造、定位等方便，一般倒置并将去掉中间直线段部后的两个对称圆弧端合并成一近似圆台。采用此方法制造的墩帽，水平筋板的下料、定位尺寸精度直接决定了面板的成型精度，也就直接影响墩帽模型尺寸，因此在半圆环形的水平筋板下料、组拼定位精度尤其重要，各层水平筋板圆环内径的尺寸是可以从图中精确得到的。图5 墩帽模板
9、制造3.4、竖向小筋板小筋板是最容易忽略的部分，这部分筋板除部分作为水平筋板组拼定位临时连接外，大部分需在面板组拼、调整完毕后才能按现场量取的实际尺寸下料，说小筋板简单也在这里，量体裁衣不需要什么技术，需要细心。要注意的是：按实际尺寸测量出来的尺寸并非下料尺寸，考虑小筋板接触面板是斜面，需两端去角，下料时要加上斜角余量。3.5、加固背楞背楞要焊在中间模板上，由于模板整体带弧度，背楞则需要在焊接时用小三角铁将其垫平，使穿墙螺栓能水平穿出。在上述下料制作过程中要严格控制各道工序，降低累计误差。模板的制作基本就算完成了，在出厂前要进行组装自检，查漏补缺，对相对误差在允许误差范围外的，需要进行修整，并
10、检查各部位的实际尺寸是否与设计尺寸相符。按此设计、加工方案制造的桥墩模板在哈大客专铁路运用后，现又为津秦铁路客运专线二标十余套墩柱、墩帽交付使用后，经现场使用半年来总结，其实际检验符合其各项要求，现场使用反应良好，且因分分块数量少，模板拼装、拆除快速，降低了操作工人的劳动强度。4、结论随着客运专线铁路大规模的开工建设，尤其是连接较大城市的客专和城际铁路，以桥代路比重不断加大，铁路桥梁及墩身建筑对视觉美观效果和多样化要求，各种异形桥墩设计逐渐在客专铁路应用，不仅给施工工艺带来了新的要求，也给模板设计和制造带来了更高的要求，需要在制造工艺上不断发展进步，同时也带来了新的机遇和挑战。参考文献：1TZ
11、213-2005，客运专线桥涵工程施工技术指南S2 铁建设2005160号文，客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准R 北京：中国铁道出版社 20063TB 10210-2001，铁路混凝土与砌体工程施工规范S4 GB50017-2003，钢结构设计规范S5 赵成贵 东海大桥标段预制墩身施工J，上海公路2003(4)作者简介：赵成贵 1975年2月出生，男，工程师，1997年毕业于西南交通大学桥梁工程专业，工科学士。联系地址：河北省唐山市丰南区兰高庄原丰南五中中铁大桥局项目部 (邮编：063300)或 南京市浦口区迎江路40号中铁大桥局四公司 (邮编：210031)E-mail ： 电话：0315-8102007 151766872069
