移動(dòng)模架造橋機(jī)原位現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)

摘要：隨著高速鐵路的發(fā)展，移動(dòng)模架造橋機(jī)原位現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)已被廣泛采用。文章以山東博瑞生產(chǎn)的MSS32-9000型移動(dòng)模架為例，介紹了移動(dòng)模架造橋面原位現(xiàn)澆箱梁的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；移動(dòng)模架；現(xiàn)澆箱梁；鐵路施工

中圖分類號(hào)：U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）11-0153-03

我公司承建的溫福鐵路項(xiàng)目有3座特大橋、2座大橋共91片簡支箱梁采用移動(dòng)模架原位現(xiàn)澆法施工。32m簡支箱梁截面形式為單箱單室簡支箱梁，梁端頂板、腹板向內(nèi)側(cè)加厚，底板分別向內(nèi)、外兩側(cè)加厚。梁頂面寬13.0m（直線段線間距4.6m）、13.4m（曲線段線間距5.0m），梁長32.6m，計(jì)算跨度31.1m，跨中梁高2.8m，支點(diǎn)位置梁高3.0m，梁體混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C50。梁體設(shè)計(jì)重量788t。

根據(jù)總工期安排和現(xiàn)場的實(shí)際情況，共上場了三套移動(dòng)模架進(jìn)行簡支箱梁的施工，其中山東博瑞生產(chǎn)的MSS32-9000型移動(dòng)模架兩套，武漢通聯(lián)生產(chǎn)的MZ32/900A型移動(dòng)模架一套。下面以山東博瑞生產(chǎn)的MSS32-9000型移動(dòng)模架為例，介紹移動(dòng)模架造橋面原位現(xiàn)澆箱梁的施工技術(shù)。

一、移動(dòng)模架工作原理

移動(dòng)模架造橋機(jī)就是一個(gè)可在橋墩處移動(dòng)的混凝土工廠，完成橋梁上部結(jié)構(gòu)在橋墩原位現(xiàn)澆制梁。該設(shè)備采用下行式方案，按其支撐方式的特點(diǎn)，整個(gè)模床由前后兩個(gè)支撐機(jī)構(gòu)支承，通過墩旁托架支撐模架，然后傳力于墩身或通過立柱傳力于承臺(tái)。

整機(jī)配有液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)脫模及模床調(diào)整的自動(dòng)化。另外還裝有急停開關(guān)等安全設(shè)施，有效地保證造橋機(jī)的安全與高效。

二、移動(dòng)模架的拼裝

（一）拼裝準(zhǔn)備

拼裝前對現(xiàn)場進(jìn)行處理，平整鋪墊片石和碎石硬化，對于軟基部分換填片石1.5m，確保50t汽車吊能進(jìn)入現(xiàn)場吊裝作業(yè)。同時(shí)吊車作業(yè)半徑的范圍內(nèi)不得有電線或影響操作的障礙物。由于分段主梁重量達(dá)20t，只能逐段吊起后拼裝，在分段主梁連接位置搭設(shè)臨時(shí)支架，進(jìn)行主梁擺放、拼裝。臨時(shí)支架采用枕木堆碼，堆碼高度超過2米的臨時(shí)支架采用鋼管或碗扣支架，在支架上固定縱橫方木作為主梁拼裝平臺(tái)，如圖1所示：

拼裝設(shè)備：

50t汽車吊兩臺(tái)——主要用于主梁吊裝；

25t汽車吊兩臺(tái)——用于除主梁外的其他構(gòu)件的吊裝；

裝載機(jī)、平板拖車各一臺(tái)——用于構(gòu)件的倒運(yùn)。

（二）拼裝順序

移動(dòng)模架拼裝順序?yàn)椋号Ｍ戎Ъ堋Ｍ葯M梁——推進(jìn)平車與液壓件——主梁——底橫梁——底模、側(cè)模及欄桿——內(nèi)模及端模。

牛腿組裝：首先將牛腿的縱、橫橋向尺寸放樣于承臺(tái)之上，然后根據(jù)標(biāo)高需要，用0.4米、0.5米、1米、2米牛腿來調(diào)整牛腿總高度，牛腿支腿安裝在橋墩承臺(tái)上后，必須支撐牢固；抱墩構(gòu)件必須緊抱墩身，然后再吊裝牛腿橫梁，螺栓連接牢固；在橫梁上安裝推進(jìn)平車與液壓件。

主梁安裝：先將前后推進(jìn)平車調(diào)整到一條中心線上，然后在主梁連接位置搭設(shè)臨時(shí)支墩，再將主梁逐段吊裝到推進(jìn)平車與臨時(shí)支墩上（或臨時(shí)支墩上），用高強(qiáng)螺栓將三節(jié)主梁連接成一個(gè)整體；拆除臨時(shí)支墩，調(diào)節(jié)主梁底支撐滑塊，使主梁支撐于推進(jìn)平車上穩(wěn)固；再將主梁橫移調(diào)整至合模狀態(tài)。

底橫梁安裝：底橫梁從一端向另一端逐個(gè)安裝，配重塊也同時(shí)安裝，保證主梁的自身平衡，然后用吊機(jī)將橫梁一片片吊起對齊與主梁連接起來。先裝靠近墩身的橫梁，保持平衡，橫梁安裝好后，再裝各連接撐桿。橫梁與主梁連接時(shí)，連接螺栓先不擰緊，單側(cè)橫梁連接完畢，要檢測縱橋向橫梁的直線度，如果縱橋向橫梁不在一條直線上，用墊板調(diào)整，兩側(cè)橫梁連接好后，主梁橫移至合模狀態(tài)，將兩側(cè)橫梁連接，此時(shí)，因橫梁與主梁未擰緊，可適當(dāng)進(jìn)行微調(diào)以保證兩側(cè)橫梁連接，全部連接完畢后，再將主梁與橫梁擰緊。

橫梁裝完后，兩推進(jìn)平車向墩身靠近，使橫梁對接起來，并用連接螺栓將橫梁栓接起來，從而使整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)穩(wěn)定的框架系統(tǒng)。

底、側(cè)模板拼裝：將底模吊起，在底橫梁上拼裝，并用螺栓與底橫梁連接；吊裝腹板外側(cè)模，下口與底模連接，并利用支撐桿件與主梁相聯(lián)；安裝翼緣板底模，與腹板外側(cè)模連接，用與主梁連接的支撐桿件調(diào)整位置。

拼裝完畢，仔細(xì)檢查各部件之間的連接，確認(rèn)安全可靠后作制梁模架使用。

（三）移動(dòng)模架預(yù)壓

預(yù)壓重量計(jì)算：預(yù)壓荷載=梁體重量+內(nèi)模重量+2%附加荷載=840t。

預(yù)壓荷載分布：采用砂袋堆載，整個(gè)預(yù)壓加載過程模擬實(shí)際混凝土施工時(shí)的荷載分布，按照先底板，再腹板，最后堆載頂板和翼板的順序進(jìn)行。

觀測點(diǎn)布置：在移動(dòng)模架底橫梁與主梁底部觀測10個(gè)斷面30個(gè)觀測點(diǎn)，具體觀測主梁在10個(gè)橫梁位置的饒度值。觀測點(diǎn)的設(shè)置如圖2所示：

觀測點(diǎn)測量數(shù)據(jù)分析：經(jīng)過對觀測數(shù)據(jù)整理對比得出，移動(dòng)模架在跨中的彈性變形為57mm，比理論計(jì)算的彈性變形41mm偏大。考慮施加預(yù)應(yīng)力時(shí)反拱為22.5mm，殘余徐變拱度值7.8mm，簡支梁跨中需要設(shè)置拱度26.7mm，按二次拋物線分布。

（四）預(yù)拱度設(shè)置

根據(jù)預(yù)壓觀測成果，對移動(dòng)模架底模高程進(jìn)行調(diào)整，設(shè)置預(yù)拱度數(shù)據(jù)見表1：

三、移動(dòng)模架的過孔施工工藝

移動(dòng)模架操作過程總體上分為脫模、開模、縱移、合模頂升。

（一）脫模

梁體在預(yù)張拉和初張拉完成后，同時(shí)啟動(dòng)梁跨的四臺(tái)泵站，操作控制器，使支撐主梁的四個(gè)垂直油缸緩慢同步下降50mm。此操作不能有誤動(dòng)作，同時(shí)控制下降速度，不同步不能大于30mm。檢查沒有異常情況后再操作四個(gè)垂直油缸緩慢同步下降，直到主梁完全下落到支撐上為止。

（二）開模

準(zhǔn)備工作：清理牛腿橫梁雜物；檢查臺(tái)車支撐主梁的四個(gè)點(diǎn)是否與主梁完全接觸，予以調(diào)整；檢查移動(dòng)模架開模的范圍內(nèi)是否有障礙物；拆卸底模中縫的所有連接；拆卸橫梁接頭處的所有螺栓連接和連接銷子；解除所有影響模床橫向約束；檢查和撥動(dòng)工作塊的人員到達(dá)每個(gè)滑車系位置就位。主梁外移：先將所有油缸推移滑動(dòng)系使工作塊到達(dá)同一個(gè)棘孔位置，統(tǒng)一指揮，同步向外推移油缸，油缸回位，使工作塊進(jìn)入下一個(gè)棘孔位置。重復(fù)以上操作，直到一側(cè)主梁打開一米距離后，用同樣的操作方法打開另一側(cè)主梁到一米位置。按以上步驟將主梁逐步外移，直到整個(gè)外模床打開距離滿足過墩要求距離為止，約為8.3～8.4m。

注意事項(xiàng)：在整個(gè)開模過程中，注意觀察主梁兩端打開距離是否同步，兩側(cè)的主梁向外的距離是否同步，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。注意觀察模床是否有傾斜危險(xiǎn)。

（三）縱移

準(zhǔn)備工作：在前一孔橋墩承臺(tái)上安裝好牛腿、牛腿橫梁、臺(tái)車；檢查兩半模床的姿態(tài)，使臺(tái)車的滑板與主梁和導(dǎo)梁下的四條軌道充分接觸、緊貼；檢查所有軌道上都是否有潤滑油，檢查縱移滑板是否正常，檢查移動(dòng)模架的主電纜和四個(gè)液壓站的電纜、信號(hào)線的走行是否有障礙；清理橋面、地面及其他影響縱移的雜物。

主梁縱移：啟動(dòng)前墩兩側(cè)的臺(tái)車縱移機(jī)構(gòu)，使主梁及模架同步、間歇向前縱移。

注意事項(xiàng)：注意檢查各種電纜及信號(hào)線，防止掛斷；主梁的同步誤差不得大于1m；觀察兩半模床的姿態(tài)，防止兩半模床有走偏現(xiàn)象。

（四）合模及頂升模架

合模的順序正好和開模的順序相反，當(dāng)合模到位后，將開模時(shí)所拆卸的構(gòu)件按照要求全部安裝到位。頂升模架的過程和脫模的過程相反，具體的頂升高度根據(jù)簡支梁設(shè)計(jì)高程決定。主梁頂升到位后，根據(jù)實(shí)測高程，對模床的高程進(jìn)行調(diào)整。

四、箱梁模板、鋼筋安裝及預(yù)應(yīng)力管道的定位

（一）底模安裝

移動(dòng)模架就位后，升降四個(gè)主千斤頂調(diào)整主梁高程，使兩端底模高程到設(shè)計(jì)值。按預(yù)拱度設(shè)置要求調(diào)整跨中底模高程，使其符合要求。

（二）腹板外側(cè)模、翼板底模安裝

調(diào)整模板與主梁連接的支撐桿件，使外側(cè)模達(dá)到設(shè)計(jì)位置、翼板底模達(dá)到設(shè)計(jì)高程，同時(shí)考慮預(yù)拱度設(shè)置的要求。

（三）端模安裝

確定端模位置，控制好梁體總長度，調(diào)整好垂直度，將端模固定在外側(cè)模上。將預(yù)應(yīng)力錨墊板用螺栓固定在端模上，仔細(xì)檢查端模垂直度，確保預(yù)應(yīng)力方向與錨墊板面垂直。

（四）底板、腹板鋼筋預(yù)應(yīng)力管道安裝定位

在底模上布設(shè)縱橫向鋼筋幫扎牢固后，用混凝土墊塊將整個(gè)鋼筋網(wǎng)片墊起，保證鋼筋保護(hù)層厚度。在底層鋼筋網(wǎng)上焊接架立鋼筋，鋪設(shè)上層鋼筋網(wǎng)，通過架立筋的焊接支撐，確保鋼筋層距。

腹板鋼筋幫扎前，先安裝波紋管定位網(wǎng)片，與結(jié)構(gòu)鋼筋固定。穿波紋管，調(diào)整位置到符合設(shè)計(jì)要求。底板上的波紋管定位后，采用鋼筋箍固定在底板鋼筋上?；炷翝仓霸诓y管中穿入塑料管，一方面增加波紋管的剛度，重要的是使波紋管穿孔漏漿時(shí)保證貫通。

（五）內(nèi)模安裝

移動(dòng)模架內(nèi)模為小塊組合模板拼裝而成，安裝之前在橋跨下將小塊組合模板與鋼管骨架拼裝完整的節(jié)段。安裝時(shí)逐節(jié)吊至鋼筋骨架中，量測好安裝高度，在底板鋼筋上焊接鋼筋支撐，撐住內(nèi)模的鋼管骨架。內(nèi)模左右位置采用在鋼筋上幫扎混凝土墊塊支撐固定。

（六）頂板鋼筋安裝

控制好焊接架立鋼筋的高度和位置，保證鋼筋層距的同時(shí)，使鋼筋頂面高程符合設(shè)計(jì)要求。在頂板鋼筋上測量高程，放置鋼管，控制混凝土頂面高程。

五、箱梁混凝土施工工藝

梁體混凝土采用C50高性能耐久性混凝土配比，其具有高強(qiáng)、泵送、早強(qiáng)及緩凝等特性?；炷劣砂韬险炯泄?yīng)，水泥、砂、石、水、外加劑實(shí)行電子秤自動(dòng)上料計(jì)量?；炷凉捃囘\(yùn)輸，汽車泵和輸送泵配合輸送混凝土。

（一）原材料控制及混凝土拌和

外加劑建房避陽存放，防止變質(zhì)；粗細(xì)骨料搭棚儲(chǔ)存，控制夏季骨料入倉溫度控制在30℃以內(nèi)，保持含水量均勻，方便混凝土坍落度控制，保證混凝土質(zhì)量。

每片簡支梁混凝土開盤之前，對拌和站的制梁原材料質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，符合要求的用于制梁。

（二）混凝土運(yùn)輸

混凝土采用混凝土運(yùn)輸車從拌合站運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，利用汽車泵和輸送泵配合使用，將混凝土泵送入模。

（三）混凝土澆筑

試驗(yàn)專人現(xiàn)場判定混凝土和易性良好、坍落度為16～19cm的混凝土準(zhǔn)許泵送入模，不合格的混凝土退回拌和站。

灌注時(shí)采用兩端向跨中（采用汽車泵與輸送泵配合時(shí)）或由一端向另一端（采用汽車泵與布料機(jī)配合時(shí)）縱向分段、水平分層的方法灌注。灌注順序：先灌注1/3腹板，后灌注底板，再灌注腹板，最后灌注頂板即橋面板混凝土，如圖3所示：

嚴(yán)格控制底板混凝土厚度，沿梁長每2m設(shè)一高度控制點(diǎn)。腹板混凝土澆筑1/2后，派專人對內(nèi)腹板（特別是下倒角）混凝土密實(shí)性進(jìn)行敲擊檢查，發(fā)現(xiàn)空洞及時(shí)通知振搗人員加強(qiáng)振搗，直到密實(shí)。灌注翼板混凝土?xí)r，由外向內(nèi)灌注。對梁體混凝土得振搗采取分區(qū)段負(fù)責(zé)，實(shí)行責(zé)任到人的質(zhì)量責(zé)任制。

擋渣板、豎向混凝土預(yù)留后澆，但預(yù)埋鋼筋要按位置準(zhǔn)確進(jìn)行預(yù)埋。預(yù)埋時(shí)要拉線定位，嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度。

（四）混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模

灌注混凝土?xí)r，在梁體跨中、梁端及梁體表面布設(shè)溫度感應(yīng)計(jì)，隨時(shí)觀察梁體內(nèi)外溫度溫差，做好記錄。要求梁體混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境溫差不超過15℃，梁體混凝土芯部最高溫度不超過62℃?；炷两K凝后及時(shí)用土工布覆蓋梁體的外露部分，并灑水養(yǎng)護(hù)，以混凝土表面潮濕為度。

梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%，且混凝土表層溫度與環(huán)境溫度之差不大于15℃時(shí)，在保護(hù)混凝土棱角完整時(shí)方可拆除內(nèi)模和端模，拆模順序?yàn)榉戳⒛ｍ樞蜻M(jìn)行。待梁體強(qiáng)度達(dá)到80%時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力初張拉，初張拉后方可落模，拆除底模，移梁過孔。

六、箱梁預(yù)應(yīng)力張拉及孔道壓漿施工工藝

（一）預(yù)應(yīng)力張拉

張拉第一孔梁時(shí)，應(yīng)進(jìn)行管道摩阻損失及喇叭口摩阻損失試驗(yàn)，準(zhǔn)確計(jì)算伸長量，達(dá)到雙控的指標(biāo)要求。

預(yù)施應(yīng)力應(yīng)按預(yù)張拉、初張拉和終張拉三個(gè)階段進(jìn)行。若脫模時(shí)混凝土強(qiáng)度達(dá)到40MPa時(shí)也可將初張拉和預(yù)張拉合并為一個(gè)階段。當(dāng)帶模預(yù)張拉時(shí)，內(nèi)模應(yīng)松開，不應(yīng)對梁體壓縮造成阻礙。初張拉應(yīng)在內(nèi)模板拆除后進(jìn)行。終張拉應(yīng)在梁體混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值后，且齡期不小于10天后進(jìn)行。同時(shí)須保證梁體混凝土及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%。

預(yù)應(yīng)力采用雙控措施，即以油壓表讀數(shù)控制為主；以預(yù)應(yīng)力筋伸長值作為校核。預(yù)施應(yīng)力時(shí)，應(yīng)左右對稱進(jìn)行張拉，最大不平衡束不應(yīng)超過一束。張拉同束鋼絞線應(yīng)由兩端對稱同步進(jìn)行。

（二）孔道壓漿

壓漿工作應(yīng)在終張拉完成后48h內(nèi)完成。用環(huán)氧砂漿封閉錨頭，封錨環(huán)氧砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行壓漿，封錨時(shí)要求密封，不漏氣。

壓漿采用真空輔助壓漿工藝。先用水沖洗管道，隨即對孔道進(jìn)行抽真空處理，真空度穩(wěn)定在-0.06～-0.10MPa時(shí)開始?jí)簼{，漿液進(jìn)入抽真空泵管道后，關(guān)閉真空閥門。保持壓力0.5～0.6MPa2min，即可結(jié)束壓漿。嚴(yán)格按配合比拌制水泥漿，制備完成至壓入管道的間隔時(shí)間不得超過40min，夏季不宜超過30min。

壓漿順序由低向高進(jìn)行，防止漏壓。

七、主要結(jié)論

經(jīng)過對移動(dòng)模架制梁工序的合理安排，及關(guān)鍵工序施工時(shí)間的縮短，移動(dòng)模架最短施工周期為9天，山東博瑞移動(dòng)模架最短施工周期為8天。在施工中，雖然最短施工周期達(dá)到7天，但由于受前片箱梁終張拉影響（終張拉齡期不得小于10天），預(yù)、初張拉受到制約，養(yǎng)護(hù)期會(huì)適當(dāng)延長。因而移動(dòng)模架理想施工周期為10天，即一個(gè)月3片梁。

該方法具有結(jié)構(gòu)合理、材料用量省、不需預(yù)制場地、工序程序化、質(zhì)量可靠和整體性好等特點(diǎn)。特別是對于中小跨徑連續(xù)梁橋，該工藝方法為施工現(xiàn)代化創(chuàng)造了優(yōu)良的條件，值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南（TZ213-2005）．

作者簡介：高曉玲（1974－），女，湖北宜城人，中國鐵建十一局集團(tuán)第二工程有限公司工程師，研究方向：道橋。