路桥建设 建材发展导向２０１５年４月 箱梁内模上浮力仿真及试验研究 曾征 谭 品 黄进 （１．中铁五局集团第一工程有限公司湖南长沙４１０１００ ２．高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙４１００８３） 摘要：高速铁路箱梁预制过程中，混凝土浇筑过程中内模的上浮问题一直是困扰施工生产的质量通病，由此造成的 箱梁顶板厚度不足，隐患甚大。本文结合某高速铁路单线型３２ｍ内模施工实例，根据施工实际情况，就内模上浮受力进行 了仿真分析及试验研究。利用ＳｏｌｉｄｗｏｒＥ￣２０１０建立了箱梁内模模型，把模型导入进Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈｌ４．５进行了仿真分析。有限 元仿真得出内模上浮量最大值为１０．６７ｍｍ，而实测值为１０．６３ｍｍ，仿真值与实测值误差为３．２％。结果表明内模上浮量仿真 分析的可行性，为箱梁内模的结构优化提供了参考。 关键词：高铁箱梁；内模；上浮；有限元分析 中图分类号：ＴＵ３７８．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１６７５（２０１５）０７～０２１０—０３ ｌ引言 侧模板、上侧模板共同与顶模板铰接，顶模板由顶升立柱支撑于 预应力混凝土箱梁结构占新建高速铁路桥梁的９０％以上， 大梁上，大梁通过梁内支架与底模相连。内模三维模型如图１所 因此箱梁的设计、施工、质量保证体系等对高速铁路的安全运营 示。有特殊的意义 。并且，内模模板的刚度是建设箱梁的关键１４］。高 铁箱梁工程建设中，混凝土浇筑过程中内模的上浮问题一直是 困扰施工生产的质量通病，由此而造成的顶板厚度不足，危害甚 大。随着规划中的高速铁路客运专线的陆续开工，箱梁内模上浮 问题一直是个重大难题，国内暂时对这方面的研究较少。本文主 要研究箱梁内模的上浮量，运用三维建模软件和有限元分析软 件进行了仿真分析，并与实测结果进行了对比研究。通过分析、 求解、验证，得到了内模上浮受力分析的方法，对于内模的结构 设计具有重大的指导价值。 ２正文 ２．１有限元模型的建立 本文研究的某高速铁路单线型３２ｍ箱梁内模为钢模板。内 模在混凝土浇注过程中主要承受自身重力Ｇ以及来自混凝土的 图１内模三维模型 有限元法的基本思路和基本原则以结构力学中的位移法为 压力Ｆ。内模工作过程中，混凝土在重力作用及振捣器振动下逐 步下沉并挤入内模下，而形成一个对内模向上托起的上浮力。当 基础，把复杂的结构或连续体看成有限个单元的组合，各单元彼 这个上浮力大于内模自重时内模将首先上浮，直至顶住项板钢 此在节点处连接而组成整体。～般的有限元解法包括三个主要 筋骨架，如果此时继续浇筑或振捣，内模就会带动钢筋骨架一起 步骤：离散化、单元分析、整体分析。高铁箱梁钢构内模上浮受力 上浮。内模上浮受力分析一直以来都是内模结构设计中的一大 分析属于工程结构范畴，工程结构一般都是立体的弹性体。受力 难点。 作用后，其内部各点都将沿ｘ、Ｙ、ｚ坐标轴方向产生位移，是三维 ｙ，ｚ方向的位移以Ｕ、ｖ、ｗ，这些位移为各点 对于液体，根据阿基米德原理，物体受到液体的浮力大小为 空间问题。各点沿ｘ，坐标的函数，即： 它排开的液体的重力： Ｆ ＝Ｇ￣＝ｐｇｖ （１） ｉｕ ｕ（ｘ、Ｙ、ｚ） 浮力的本质是由于液体中物体表面所受液体的压力差引起 的；同样物体在混凝土中的浮力也是由于物体表面所受流动的 混凝土的压力差引起的。因此，我们可以根据这一依据进行接下 ｛ｖ＝ｖ（＝ｘＬ、．Ｖ、ｚ）ｊ－－－ （２）【 ：ｗ（ｘ、ｙ、 ） 由弹性力学可知，应变与位移问的几何关系是： 来的受力分析。 箱梁内模板系统结构复杂，本文采用三维设计软件Ｓｏｌｉｄ— ｗｏｒｋｓ２０１０建立了箱梁内模板的模型。内模主要由顶模、上侧模、 下侧模、内模底座、撑杆组成。内模模板系统采用连杆机构，各部 分的运动通过液压缸的伸缩来实现。展开的内模模板系统总体 上看是开链机构，相当于串联手臂。相互间力学关系表现为，下 ｌｓ ＝ 等＋ 芳 ＝ ＯＶ＋ ＯＷ １ｓ ＝誓 誓＋ ・２１Ｏ・ 路桥建设 建材发展导向２０１５年４月 浅谈隧道防水工程的施工方法与技巧 刘滂 （身份证号：３６０１０２ｌ９７２０９１Ｏ５８１８） 摘要：隧道渗水问题是困扰我国隧道工程建设的原因之一，所以在解决防水的问题上，不仅要保证隧道工程的质量 问题，而且要从根本上解决隧道的安全问题，并增加隧道的寿命。为了增强防水施工技术，需要选择科学的施工方案以及 适合的材料。这里对隧道防水以及其施工技术进行了分析。 关键词：工程；隧道防水；施工方法与技巧 中图分类号：Ｕ４５５．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１６７５（２０１５）０７—０２１２—０２ 伴随着我国经济不断地发展，人们对时间概念也越来越强烈 时，一名施工人员在前方进行对防水板及土工布的处理，另一名 了，普通道路的驾驶已经无法满足人民的需要，隧道的建设取得 则配合焊接。在进行施工时，必须严格的对速度、压力及温度加 了迅速的发展，本文对隧道防水措施进行了分析。 以控制，一般是将温度控在５００ ５５０％，需要对熔浆进行检查，是 否均匀，有无焊渣，并及时清理掉焊嘴旁的杂物以及焊渣。焊接 速度控制在每分钟１．５ ２ｍ之间，不易太快。其压力不能超过 １０００Ｎ，以６５０ ７００Ｎ最合适。 １防水施工技术要点及流程 １．１在铺设防水板时技术要点 １．１．１土工布及防水板的铺设要点及吊挂工序 铺设，按照先上后下的顺序铺设，并留出适当的余量，还需严格 ２严格检测焊缝及检测撕裂 隧道通常在施工时，进行无钉铺设工艺对土工布以及防水板 １．检测试焊样品，从而推算出工程在实际中质量。检测相应的 的进行检查，确保土工布及防水板面积能全部到达围岩。在隧道 焊缝是否断裂，还要对焊缝宽度进行检测。用气压检测，用铁夹 侧墙上，纵向横向与拱部各间距的１．５ｍ处通过电钻打孔，将膨胀 将焊缝两端合并，在焊缝中插入检测探头，如果压力值大幅度下 螺栓固定，然后再将３ｍｍ的铁丝在螺栓上固定住并锁紧。人工将 降，应找出相应的漏点，从而进行加工修补。土工布以及防水板进行沿台架展开，紧挨着岩面托起，吊挂在刚 开始固定好的铁丝上。随后进行加工，与下部的土工布以及防水 ２施工缝的防水材料及特点 由于我国工程领域技术不断发展，市场上出现了大量的多功 板进行连接，并合成一体，连接处应确保粘结的牢固性，搭接宽 能新型的防水材料，按照施工情况和防水效果对几种防水方式 度掌握在９ｃｍ左右。在纵向与环向处多搭接一层防水板，在进行 进行比较。下面对几种方案进行分析，以及对它们的作用和特点 多层防水板焊接时，因焊缝分开，防止三层以上的搭接互相叠 进行介绍： 加。 ２．１缓膨型止水条方案 在施工初期，施工缝的中部根据设计图纸设置两道缓膨性止 １．１．２土工布及防水板的连接要点 应使用双缝焊机进行对土工布及防水板的焊接连接，控制搭 水带，在施工段中，每隔两个设置一道环形的分仓止水带，在边 接焊缝的宽度在１０ｃｍ左右，焊缝的宽度１．５ｃｍ最为合适。在焊 墙水平施工缝中全部都要设置分仓止水带。 接前对操作人员以及焊机进行试焊，合格后才能进行正式施工。 材料的性能及特点。 焊接前需进行对焊接处作清洁处理。随后进行调节焊机的温度， 缓膨型止水带有一项很强的性能，遇水就膨胀，膨胀速率比 从而准备焊接。热楔双面焊机属于一种自行焊机，在进行焊接 较缓慢，但膨胀率相对来说比较大，可在原来的基础上达到原来 ３】于进江，安康，吕宝华．秦沈客运专线２４ｍ双线单箱梁自动化内模技术 并导入ｗｏｒｋｂｅｎｅｈｌ４．５进行了上浮受力分析，这种思路对类似的 ［分析问题提供了借鉴： ［Ｊ］．北京：铁道标准设计，２００１，６（３）：１５～１７． 版社，２０１１，８． ４］李范春．ＡＮＳＹＳ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ设计建模与虚拟仿真【Ｍ］．北京：电子工业出 （２）分析内模上浮量最大值时，有限元分析值为１０．９７ｒａｍ，试 ［验结果为１０．６３ｍｍ，误差为３．２％，验证了仿真分析的可行性； （３）仿真分析和试验结果同时说明了箱梁内模浇筑施工时跨 中截面处上浮量最大，为以后的内模设计改进提供了依据； 了参考，具有一定的工程价值。 收稿日期：２０１５—３—２０ 设计工作。 １９８０一），女，工程师，本科，从事模板台车等机械 （４）本文上浮量的仿真和试验方法对于解决类似的问题提供 作者简介：曾征（谭品（１９８９一），男，硕士研究生，主要研究领域为机械装备研 参考文献 ［１】张义君．浅论我国高速铁路桥梁建设的设计特点与关键技术［Ｊ】．中国高 新技术企业，２００９，ｌ：１８６～１８７． 究。 黄进（１９８９一），男，硕士研究生，主要研究领域为机械装备研 究。 ［２１李明辉．混凝土浮力研细Ｊ１＿山西：山西建筑，２０１ｌ，３７（２４）：９５～９６． ・２１２・
