移動模架造橋機施工技術(shù)

1、一、前言一、前言二、移動模架造橋機的組成二、移動模架造橋機的組成三、移動模架造橋機的施工工藝三、移動模架造橋機的施工工藝四、移動模架造橋機的施工難點四、移動模架造橋機的施工難點 及有關(guān)措施及有關(guān)措施五、有關(guān)問題的討論五、有關(guān)問題的討論六、結(jié)束語六、結(jié)束語適用于中小跨度長聯(lián)連續(xù)梁橋的適用于中小跨度長聯(lián)連續(xù)梁橋的移動模架造橋機施工技術(shù)移動模架造橋機施工技術(shù)郝俊明（中鐵十六局集團施工技術(shù)部 100018） 摘摘 要：要：介紹移動模架造橋機（下承式）的組成，主要由模架支承系統(tǒng)、主梁桁架系統(tǒng)、模型系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)組成；以及模架施工、內(nèi)模施工、模架脫模和模架移至下一孔等施工工藝，針對施工的難點提出了對應(yīng)措施

2、；移動模架造橋機的前支點一般設(shè)于橋墩牛腿或臨時支墩上，而后支點根據(jù)施工條件不同有不同的形式，對此進行了討論。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：長聯(lián)連續(xù)梁 移動造橋機 施工技術(shù)1前言前言 中小跨度長聯(lián)連續(xù)梁在高速鐵路的設(shè)計中被大量采用，國外高速鐵路（輪軌式）的實踐表明其結(jié)構(gòu)性能非常良好，在我國的京滬高速鐵路橋梁的設(shè)計中也被大量采用，由于中小跨度連續(xù)梁在國內(nèi)鐵路被首次采用，這樣對其施工方法也提出了新的課題，針對該種橋的特點，經(jīng)過研究比選，采用移動模架造橋機是一種適宜的方法，它不需要地基處理，不受地質(zhì)條件影響和橋下地形的限制，與墩臺施工可均衡安排生產(chǎn)，該方法具有施工機械程度高，節(jié)約人力，標準化程度高，施工質(zhì)量易保證

3、，施工不干擾橋下交通，適用范圍廣等優(yōu)點。尤其是在跨越河流、交通干線及大山溝且橋跨32m時，該方法有其他方法無可比擬的優(yōu)越性。 移動模架造橋機是利用鋼桁梁或鋼箱梁作為臨時支撐梁，提供一個可在橋位逐跨現(xiàn)澆梁體混凝土后，能順橋軸線縱向移動的制梁平臺設(shè)備。移橋機分為上承式和下承式兩種，模架主梁在現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁體下面稱為下承式移動模架；模架主梁在現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁體上面稱為上承式移動模架，移動模架類型選用應(yīng)根據(jù)梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計及橋下凈空要求而定，本文以下承式模架施工32m的連續(xù)梁為對象進行一些討論。2 移動模架造橋機的組成移動模架造橋機的組成移動模架造橋機是由模架支承系統(tǒng)、主梁桁架系統(tǒng)、模型系統(tǒng)及液壓走行系

4、統(tǒng)組成。2.1 模架支承系統(tǒng)模架支承一般設(shè)置在墩臺位置處，即支承位置與梁跨支點位置相同，支承方案要根據(jù)墩臺高度選擇而定，可用牛腿或輔助墩。當(dāng)墩臺高度20m時，模架宜選擇牛腿支承。每套模架配三套牛腿，牛腿為三角形鋼結(jié)構(gòu)，可在橋墩兩側(cè)對稱布置并通過鋼拉桿連接定位。牛腿上支點要設(shè)在橋墩預(yù)留限位孔內(nèi)，牛腿下支點則觸放于墩身表面。當(dāng)墩臺高度20m，支承方式采用輔助墩。輔助墩為拆裝式鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，模架荷栽通過輔助墩傳遞給承臺。2.2主梁桁架系統(tǒng)每套移動模架的主梁桁架系統(tǒng)由兩根主梁組成。主梁可為鋼桁梁或鋼箱梁，其截面特點及桁高應(yīng)滿足梁跨和荷載要求。根據(jù)秦沈線橋下凈空具體情況，最低高度僅為3.85m

5、，為保證模架主梁可在縱向移動，主梁結(jié)構(gòu)選用箱形鋼梁，鋼箱梁每單元6m，各單元間均由高強螺栓連接；主梁的前端是平衡鋼導(dǎo)梁并裝有滑曳鼻梁；主梁的中段支承著外模框架，為整套模架設(shè)備的工作部分；主梁的后端是平衡鋼梁，供模架縱向保持平衡。模架主梁的長度由模架縱移過程中平衡條件來決定，一般為橋跨的兩倍。2.3 模型系統(tǒng)模型系統(tǒng)由內(nèi)模、外模組成，并布設(shè)在主梁桁架的中段。其結(jié)構(gòu)特點如下：2.3.1 在兩組主梁上布設(shè)底模橫梁。橫梁由左右兩部分組成，中間通過連接板和鋼銷連接，橫梁中部并設(shè)有簡易吊藍，為施工操作提供通道。2.3.2 外模支架布設(shè)在底模橫梁上，外模的底模安裝在中段橫梁上，其連接處有豎向螺桿，可調(diào)整外模

6、板的預(yù)拱度。水平距離可通過外模支架在橫梁上的位置調(diào)節(jié)。為了減少主梁側(cè)移的距離，左右兩部分橫梁的中部設(shè)置鉸接裝置，通過液壓系統(tǒng)使左右兩部分橫梁可向下翻轉(zhuǎn)到垂直位置，使主梁在縱向移動時底模可順利通過橋墩。2.3.4 內(nèi)模是分段、分片制作而成的。其支架為桿系結(jié)構(gòu)，可以機械螺栓裝置或液壓裝置進行收縮和撐開；支架豎桿底部有縱向移動裝置，可沿軌道縱向移動。2.3.3 在外模骨架上鋪設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁體的底模、側(cè)模。2.4 液壓走行系統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)在前后支點的左右兩側(cè)位置。液壓系統(tǒng)主要由主千斤頂系統(tǒng)，水平千斤頂系統(tǒng)和移梁千斤頂系統(tǒng)組成。動力由高壓柱塞式油泵提供，控制方式為集中控制。2.4.1 主千斤頂安裝與輔

7、助墩（或牛腿）和主梁之間，通過開動主千斤頂實現(xiàn)主梁的上升和下降。主梁上升，翻轉(zhuǎn)底模橫梁至水平位置可實現(xiàn)外模和底模就位到混凝土灌注位置；主梁下降，實現(xiàn)脫模。當(dāng)需要移動模架系統(tǒng)到下一孔位時，應(yīng)使主梁處于下降位置。2.4.2 水平千斤頂安裝與輔助墩托架上部和滑動支座之間，用于實現(xiàn)推動主梁和外模的橫向移動，達到分離和合攏外模的目的。當(dāng)液壓系統(tǒng)推動主梁由兩側(cè)向中心移動，則實現(xiàn)兩塊外模在中心合攏，這就是混凝土灌注位置；當(dāng)液壓系統(tǒng)推動主梁向外移動，使模板處于分離位置。移動模架到下一孔位前，必須使底模向兩側(cè)分離，避開橋墩，以實現(xiàn)主梁縱向移動。2.4.3移梁千斤頂安裝于輔助墩（或牛腿）上，活塞行程為2m，活塞桿

8、頂有銜接器，可于主梁上固定齒塊銜接。開動千斤頂，活塞桿伸出推動主梁在縱向滑動，當(dāng)活塞桿伸出到行程止點后，脫開銜接器，縮回活塞桿，使銜接器聯(lián)接于下一個位置。如此往復(fù)，使主梁移向下一孔位。3 移動模架造橋機施工工藝移動模架造橋機施工工藝3.1 工藝流程在墩臺位置安設(shè)輔助墩；組裝模架并校正位置和標高，合攏底模和外模并調(diào)整好預(yù)拱度，使模架處于工作狀態(tài)；在墩臺帽上準確安設(shè)支座，綁扎低板、腹板預(yù)應(yīng)力鋼束及錨具；安設(shè)內(nèi)模軌道，吊裝安設(shè)內(nèi)模并保證正確定位；安設(shè)頂板鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼束與錨具；澆注梁體混凝土、養(yǎng)生；混凝土達到規(guī)定強度后進行預(yù)應(yīng)力張拉、注漿；模架整體下落脫模；解體底模橫梁，主梁和外模側(cè)移；模架通過液壓

9、移動系統(tǒng)整體移至下一工作位置。3.2 施工要點3.2.1 模架施工（1）模架的組裝。模架的組裝一般采用在橋位處分段組裝，直接用起重機拼裝就位；即在填筑和平整好的場地上安裝支點。支點沿移動模架方向布置，模架的兩組主梁將在支點上進行組裝。支點安放在地基上，要求有足夠的剛度和穩(wěn)定性；組裝模架時，支點不能下沉。在墩臺高度較高的情況下，擬在橋臺臺后平整組裝場地，組裝后將模架整體推拉到墩臺支點上。場地的寬度和長度要滿足拼裝模架施工的需要；場地標高、中心軸線的位置和將要安放模架的橋梁墩臺上的輔助墩（或牛腿）的標高及軸線位置相適應(yīng)。其相應(yīng)施工順序為：在填筑和平整好的場地上安裝支點。支點沿移動模架方向布置，模架

10、的兩組主梁將在支點上進行組裝。支點安放在地基上，要有足夠的剛度和穩(wěn)定性；組裝模架時，支點不能有下沉；拖動模架向橋位就位時不能產(chǎn)生任何方向的搖擺。（2）組裝模架系統(tǒng)。模架的組裝可在汽車起重機的配合下進行的，組裝的順序是：模架主梁，模板支架，模板。在主梁前加裝前平衡導(dǎo)梁，在主梁后部加裝后平衡梁。在主梁上安裝機械液壓裝置、電控設(shè)備，并按廠家的技術(shù)要求進行調(diào)試，使達到設(shè)計要求。（3）梁模預(yù)拱度的調(diào)整。梁的外模是分段拼裝的，每段模板下有橫梁和模板支架支承，通過調(diào)整各橫梁的高度，可實現(xiàn)對梁的預(yù)拱度的設(shè)置，預(yù)拱度的數(shù)值，由計算和統(tǒng)計數(shù)值確定，使符合設(shè)計要求。3.2.2 內(nèi)模施工（1）內(nèi)模拼裝是分段分片拼裝而

11、成，減輕了每段內(nèi)模的重量，使制作、安裝內(nèi)模和拆模更加方便。內(nèi)模模板安裝在可以收縮和撐開的模板支架上，支架為系桿結(jié)構(gòu)，用機械螺旋（或液壓油缸）推動。支架裝有移動裝置，可沿預(yù)先安設(shè)的軌道在縱向移動。內(nèi)模組裝可在臺后場地上進行。拼裝步驟是：安設(shè)支點，鋼軌，拼裝內(nèi)模支架，安裝內(nèi)模板。 在綁扎好的底模鋼筋網(wǎng)中安設(shè)預(yù)制的砼墊塊，支撐鋼軌到正確位置和標高。鋼軌安裝好以后，應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性，保證內(nèi)模正確就位。（2）內(nèi)模就位。用吊車將分段組裝好，吊裝到已安裝好的內(nèi)模軌道上，當(dāng)相鄰兩段內(nèi)模正確對位后，用連接板和螺栓將其可靠連接，使內(nèi)模最終成為一個整體。（3）內(nèi)模拆模。當(dāng)灌注好的砼達到要求的強度后可以拆模。拆模的方

12、法是利用桿系機構(gòu)回縮來實現(xiàn)。脫模后利用卷揚機將內(nèi)模板分塊從軌道上拉出梁體，并用吊車調(diào)至已成橋面上或附近場地上，整修后以備下一次安裝用。（4）曲線段外模板的調(diào)整。位于曲線段的現(xiàn)澆梁施工，外模板分成若干組沿施工方向與上橫梁一起作徑向移動分組數(shù)量 及移動距離根據(jù)曲線半徑的大小來確定，組間設(shè)鍥形鋼板，并用平頭螺栓在橫肋間的方木上。3.2.3 系統(tǒng)組裝后的模擬變形。模板安裝好后，為檢驗各構(gòu)件受力后的安全性，檢查各個系統(tǒng)在各種工況時構(gòu)件應(yīng)變實測植的差異，消除系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的非彈性變形，確定施工預(yù)拱度，準確控制橋面標高和線形，按程序進行模擬變形試驗，采用砂袋加載預(yù)壓，重量為梁體自重的1.2倍。對主梁及外模板的變形

13、及關(guān)鍵部位應(yīng)變進行觀測，主梁測點布置在橫梁位置。3.2.4 模架脫模，將模架移至下一孔位（1）模架整體下落脫模。外模板的脫模，通過下降左右兩側(cè)的主梁來完成。開動安裝在主梁 前端和后端的主千斤頂，實現(xiàn)主梁的下降。主梁的下降距離大于20cm。主梁下降時，為了減少沖擊和保證安全，油壓系統(tǒng)要緩慢連續(xù)運轉(zhuǎn)，使千斤頂同步均勻下降。下降速度控制在1cm/次。下降千斤頂直到拖架支座上支點接觸到主梁的下弦底部，仔細檢查主梁位于正確位置后，拆去千斤頂頂部墊塊。（2）主梁及外模側(cè)移。拆分底模橫梁、翻轉(zhuǎn)底梁至垂直位置：開動水平千斤頂，向外橫向移動主梁到達設(shè)計的分離位置。兩側(cè)外模板隨橫向移動，左右兩根主梁對稱橫向移動，

14、距離相差不大于15cm，以保證平衡和安全。（3）模架移動至下一孔位。在前方橋墩的承臺上裝輔助墩。輔助墩上裝有模架主梁可沿其縱向移動的滑動支座系統(tǒng)。在橋墩處安裝移梁千斤頂拖架，并將千斤頂活塞桿頂部的銜接器與主梁連接，將系統(tǒng)加壓到50Bar，使移梁裝置預(yù)緊。開動移梁千斤頂，縱向移動兩側(cè)的主梁。兩側(cè)主梁向前縱移要同步進行，前后相距不超過1m。仔細注意動力柜上的壓力顯示，不能有壓力的異常突然變化，千斤頂?shù)恼９ぷ鲏毫?50 Bar。當(dāng)導(dǎo)梁前部的滑曳鼻架越過輔助墩上橫向桁架時，要控制導(dǎo)向，使導(dǎo)梁底部兩側(cè)的對位凸塊正確進入滑動支座中心，防止主梁的橫向擺動，保證其中心對正。當(dāng)模架移動到預(yù)定位置后，通過移梁

15、千斤頂使主梁加強板精確對位到主千斤頂（主梁垂直支承千斤頂）的軸線位置。利用起重機安裝底架中部活動段，使其中心對接，當(dāng)?shù)啄Ｉ蠈ξ谎b置正確對位后，用連接板和穿銷將底架可靠連接在一起。如有需要，可用機械千斤頂調(diào)整底梁位置。在主千斤頂上安放墊塊，開動主千斤頂，頂升梁模到灌注混凝土的正確標高并鎖定。當(dāng)主梁頂起，離開支座支點1cm時，撤去移梁千斤頂。4 移動模架造橋機施工的難點及其對應(yīng)措施移動模架造橋機施工的難點及其對應(yīng)措施4.1 采用移動模架造橋機在橋位上現(xiàn)澆大截面整體箱梁，一次性澆注的混凝土數(shù)量大，要保證連續(xù)澆注，必須配置相應(yīng)的混凝土生產(chǎn)設(shè)施，并要有備用設(shè)備。一個正常的循環(huán)作業(yè)時間工工 作作 內(nèi)內(nèi) 容

16、容工作天數(shù)工作天數(shù)備注備注脫模（松動千斤頂、落梁、底模橫梁退脫模（松動千斤頂、落梁、底模橫梁退銷、兩組主梁外移）銷、兩組主梁外移）1天天 模架滑移（主千斤頂、液壓驅(qū)動）模架滑移（主千斤頂、液壓驅(qū)動）模架就位（主梁內(nèi)移、升高、梁模合攏、模架就位（主梁內(nèi)移、升高、梁模合攏、固定支點）固定支點）箱梁在模架上作業(yè)（安扎底版和腹板鋼箱梁在模架上作業(yè)（安扎底版和腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼束及錨具、內(nèi)模安裝、頂筋、預(yù)應(yīng)力鋼束及錨具、內(nèi)模安裝、頂板鋼筋）板鋼筋）23天天 現(xiàn)澆箱梁混凝土及養(yǎng)生現(xiàn)澆箱梁混凝土及養(yǎng)生23天天 張拉、注漿張拉、注漿1天天 共計711天 4.2 要保證工期，必須縮短每個循環(huán)的作業(yè)時間，要求混凝

17、土早強。同時為消除混凝土澆注過程中的模架變形對梁體的影響，混凝土的初凝時間需適當(dāng)延長，調(diào)整混凝土的滯后應(yīng)力。4.3 整座橋梁的線形控制。在混凝土澆注過程中必須對整個模架的變形進行測量，掌握變形規(guī)律，及時調(diào)整模架的預(yù)拱度。線形控制主要考慮以下幾方面因素；梁體混凝土自重產(chǎn)生的撓度值；系統(tǒng)主梁在混凝土澆注后產(chǎn)生的變形；澆注第二孔以后各孔由懸臂吊桿產(chǎn)生的撓度值；預(yù)應(yīng)力鋼束張拉產(chǎn)生的起拱值（這個值與混凝土的彈性模量有關(guān)，在張拉前，要通過試驗取得混凝土的彈性模量）；牛腿節(jié)點非彈性變形產(chǎn)生的沉降值。根據(jù)幾種因素推算每根橫梁的預(yù)留拱度，通過調(diào)整橫梁處的螺旋千斤頂來控制線形。4.4 在張拉過程中，為避免模架的反

18、拱力對梁體的影響，應(yīng)逐步調(diào)整底模橫梁下的機械千斤頂，每次調(diào)整高度應(yīng)由計算決定。5 關(guān)于移動模架造橋機施工的幾點的討論關(guān)于移動模架造橋機施工的幾點的討論5.1 不同施工方法的比較。移動模架施工中中小跨度長聯(lián)連續(xù)梁橋存在著施工速度相對較慢的問題，為減少模架移動次數(shù)、探索提高功效的可能，研究分一次施工一孔、一次施工兩孔兩種情況從梁部設(shè)計的角度進行了分析比較。研究表明，對于跨度32.7m連續(xù)梁，每次施工兩孔梁與每次施工一孔梁相比，每孔梁鋼絞線用量前者是后者的1.31倍。分析原因主要是每次施工兩孔、兩孔單端張拉一次，造成預(yù)應(yīng)力鋼束預(yù)應(yīng)力損失較大，預(yù)應(yīng)力效率較低所至，跨度越大越明顯。因此對于跨度較大的連續(xù)

19、梁橋（如32.7m、40.7m及以上）預(yù)應(yīng)力鋼束單端張拉時，不宜采用每次施工兩孔、兩孔單端張拉一次的施工方法。5.2 移動模架后支點的選擇移動模架的前支點一般都設(shè)在橋墩牛腿或臨時支墩上，而后支點根據(jù)施工條件的不同則有以下兩種形式：方案一：后支點通過牛腿直接支承在橋墩上或利用桁架支承在橋墩的承臺上；方案二：后吊點（后支點）設(shè)于長聯(lián)連續(xù)梁的施工接縫附近，通過連接構(gòu)件，把鋼箱梁支撐在已經(jīng)施工的梁段上。（后橫梁及后吊桿置于已完成箱梁的尾段，千斤頂頂起后橫梁帶動吊桿，將主梁懸掛在上一施工段箱梁的懸臂端，保證前后施工段接縫平整。梁體事先按設(shè)計位置預(yù)留吊桿孔，吊桿采用精軋螺紋鋼筋，通過兩臺液壓千斤頂施加頂力

20、）兩種方案研究表明梁部混凝土應(yīng)力均滿足設(shè)計要求，因此從梁部設(shè)計來說兩種方案都可行。方案一需要拆裝臨時支墩或墩上牛腿，施工較方案二略嫌復(fù)雜，但梁部撓度、預(yù)拱度控制相對容易；方案二可減少移動模架芝墩的拆裝時間，更適合于高原、跨河橋梁，但施工中撓度、預(yù)拱度控制難度大，綜合考慮，一般宜采用方案一。5.3 模架的撓度問題混凝土梁體要隨模架經(jīng)過模板預(yù)設(shè)上拱，澆注混凝土?xí)r下?lián)?，張拉梁體后又上拱的過程，所以模板預(yù)拱度的設(shè)置要考慮模架變形的影響，并通過實測第一孔梁數(shù)據(jù)并分析修正在確定后續(xù)孔位模板預(yù)拱度，在造橋機全部安裝完畢后再設(shè)模板預(yù)拱度。由于模板間均用螺栓相連，模板在一定程度上參與了造橋機主梁的受力；而主梁拼

21、接螺栓又在工地施加了擰緊力矩，所以模架的實際撓度要小一些，澆第二孔時，模架不存在由于安裝產(chǎn)生的非彈性撓度。另外，因模板由預(yù)設(shè)上拱經(jīng)澆混凝土變?yōu)橄聯(lián)?，張拉后又為上拱，模板間橫橋向連接縫也隨之變化。為此，在模板預(yù)拱度設(shè)置完成后，要擰緊側(cè)模橫橋向拼縫的上部螺栓，而要定量放松其下部螺栓。順橋向預(yù)拱度在模板分段處各點按二次拋物線線形過度，實踐證明分段曲面及模板的彈性變化不影響混凝土梁的外觀質(zhì)量。6 結(jié)束語結(jié)束語 移動模架造橋機具有性能穩(wěn)定，安全可靠，標準化作業(yè)自動化程度高，防護措施完善等特點。在國外已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)也得到了成功應(yīng)用，如秦沈客運專線小凌河特大橋32m雙線預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工，采用了大橋局生產(chǎn)的ZM32型移動模架造橋機；在南京長江二橋使用了挪威NRS公司的MSS（Move Support System）系統(tǒng)，都屬于下承式移動模架造橋機。對于中小跨度長聯(lián)連續(xù)梁橋的施工應(yīng)當(dāng)首選移動模架造橋機。支支 架架.推進工作小車或液壓走行系統(tǒng)推進工作小車或液壓走行系統(tǒng)主主 梁梁橫橫 梁梁外模系統(tǒng)外模系統(tǒng)內(nèi)模系統(tǒng)內(nèi)模系統(tǒng) 前后鼻梁前后鼻梁.混凝土澆注，養(yǎng)護張拉完成后，用前后支架上的主千斤頂降下主梁。 .混凝土澆注，養(yǎng)護張拉完成后，用前后支架上的主千斤頂降下主梁。橫梁中間松開螺栓，主梁向外橫向移動以便橫梁穿過墩柱。.混凝土澆注，養(yǎng)護張拉完成后，用前后支架上的主千斤頂降下