移動(dòng)模架造橋機(jī)在某橋梁施工中的應(yīng)用

董丞上

中鐵大橋局集團(tuán)第三工程有限公司，廣東 廣州 510006

1 工程概況

武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋正橋1#、0#墩為北岸輔助墩及邊墩，P01～028#墩為天興洲岸引橋工程；正橋4#、5#墩為南岸輔助墩及邊墩，P6～20#墩為武昌岸南引橋工程。鐵路引橋上部結(jié)構(gòu)為40米簡(jiǎn)支箱梁結(jié)構(gòu)，分上下游兩幅，上游側(cè)線(xiàn)路為鐵路客運(yùn)箱梁，下游側(cè)線(xiàn)路為貨運(yùn)箱梁，型式均為單箱單室結(jié)構(gòu)，橫向凈距0.35m。設(shè)計(jì)梁高3.5m，梁長(zhǎng)分39.35m、40.5m、40.6m3 種[1]。

客運(yùn)箱梁重1200t，貨運(yùn)箱梁重1250t。梁體混凝土標(biāo)號(hào)為C50，壓漿水泥漿標(biāo)號(hào)為M40，封錨為C50微膨脹混凝土。采用縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力體系。縱向采用鋼絞線(xiàn)群錨預(yù)應(yīng)力體系，塑料波紋管成孔。在箱梁頂板中橫向布置鋼絞線(xiàn)扁錨預(yù)應(yīng)力體系，扁波紋管成孔。鐵路簡(jiǎn)支箱梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，截面大、跨度長(zhǎng)，采用移動(dòng)模架原位現(xiàn)澆。

2 天興洲岸移動(dòng)模架現(xiàn)澆鐵路箱梁施工要點(diǎn)

天興洲岸0#、01?！?22＃墩墩身凈高23.5～37.2m，上部結(jié)構(gòu)為雙幅40.5m和40.6m跨鐵路簡(jiǎn)支箱梁，橋面寬分別為12.3m和13.4m。采用設(shè)計(jì)有前后導(dǎo)梁的下行式移動(dòng)模架分上下游幅逐跨現(xiàn)場(chǎng)澆筑，箱梁一次性澆注成型。

移動(dòng)模架主體結(jié)構(gòu)為雙主梁、雙導(dǎo)梁、兩側(cè)設(shè)挑架懸吊模板系統(tǒng)、底模水平開(kāi)合、油缸頂推過(guò)孔、正反方向均可行進(jìn)。承重梁為異型鋼箱梁，布置在混凝土箱梁翼板的下方，兼作模板使用。底模采用大剛度的正交異性板，兩端通過(guò)吊桿吊掛于鋼箱梁上，過(guò)孔前逐節(jié)解開(kāi)底模吊桿及螺栓，并將底模向外側(cè)平推至鋼箱梁下方，過(guò)孔后復(fù)位。模架支撐及升降系統(tǒng)采用自鎖千斤頂來(lái)完成。

模架縱移采用導(dǎo)梁、不銹鋼板和四氟板滑移系統(tǒng)，以大行程連續(xù)千斤頂牽引錨固在前導(dǎo)梁下弦的鋼絞線(xiàn)來(lái)完成。模架橫向偏轉(zhuǎn)采用水平千斤頂在墩頂橫向滑道上頂推。待簡(jiǎn)支箱梁混凝土的強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，張拉完縱向預(yù)應(yīng)力筋和上一跨箱梁橫向預(yù)應(yīng)力鋼束，移動(dòng)模架縱移至下一跨就位[2]。

內(nèi)模采用鋼模，內(nèi)支撐采用Φ48mm鋼管配頂托、底托；移動(dòng)模架制造完后，要在制造工廠(chǎng)進(jìn)行預(yù)拼裝。

3 移動(dòng)模架設(shè)計(jì)

天興洲移動(dòng)模架采用下行式結(jié)構(gòu)，由承重系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等構(gòu)成[3]。移動(dòng)模架鋼梁段長(zhǎng)41m，前后導(dǎo)梁各長(zhǎng)25.96m，總長(zhǎng)92.92m。

3.1 移動(dòng)模架造橋機(jī)技術(shù)特點(diǎn)：

1）將側(cè)模和部分翼板模板做成鋼箱，使承重和模板體系合二為一，可有效地節(jié)省材料；

2）鋼箱梁支承在墩頂，支腿大大縮短，把寬墩對(duì)移動(dòng)模架過(guò)孔的不利狀況轉(zhuǎn)化為有利的一面，有效利用了寬墩的條件；

3）不受地形、地質(zhì)條件、水位的限制，常年均可施工；

4）施工周期短；節(jié)省費(fèi)用；

5）承重梁預(yù)拱，使混凝土澆筑完畢時(shí)的實(shí)際撓跨比達(dá)1/4000以下；

6）模板接縫少，剛度大，有利于提高混凝土的外觀(guān)質(zhì)量。

3.2 移動(dòng)模架造橋機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介：

1）承重結(jié)構(gòu)：包括鋼箱梁和承重頂，部分墩身一側(cè)設(shè)承重牛腿；

2）模板系統(tǒng)：包括底模、翼模板、端模和內(nèi)模；

3）走行系統(tǒng)：包括前后導(dǎo)梁、鋼絞線(xiàn)、千斤頂、墩頂滑座等；

4）液壓系統(tǒng)：包括模板的頂升和下降、底模平推、模架縱移及模架橫向調(diào)整系統(tǒng)等；

5）電氣系統(tǒng)：包含照明系統(tǒng)、吊籃、千斤頂?shù)葯C(jī)構(gòu)的動(dòng)力電源。

3.3 移動(dòng)模架造橋機(jī)的技術(shù)參數(shù)：

1）施工梁段長(zhǎng)度：≤40.6m，混凝土箱梁重量：≤1300t；

2）主機(jī)重量：340t（不含內(nèi)模、端模、墩頂散模及預(yù)埋件、牛腿等）；

3）整機(jī)走行速度：1～2m/min，整機(jī)總功率：60kW；

4）主梁工作彈性撓跨比：1/700；

5）平均工作效率：18d／跨。

4 移動(dòng)模架的工作原理

移動(dòng)模架造橋機(jī)實(shí)際上是一個(gè)可移動(dòng)混凝土制梁工廠(chǎng)，把橋梁上部結(jié)構(gòu)的預(yù)制變?yōu)樵跇蚨赵滑F(xiàn)澆，減少了混凝土預(yù)制需要的大批場(chǎng)地及預(yù)制梁的架設(shè)工作，對(duì)大噸位大跨度橋梁的施工極為有利,其主要工作原理為4種工況[4]：

1）澆筑混凝土工況：混凝土重量由模板——鋼箱梁——自鎖千斤頂，最后傳力到橋墩墩頂。模板閉合形成混凝土澆筑空間，從而可澆筑混凝土。

2）脫模工況：解除自鎖千斤頂?shù)淖枣i裝置，千斤頂卸載，模架依靠自重壓縮千斤頂整體下降180mm，拆底模的吊桿和抗剪的螺栓連接，將底模從內(nèi)向外平推至設(shè)計(jì)位置固定，讓出過(guò)橋墩空間，完成脫模工作。

3）模架縱向走行過(guò)孔工況：當(dāng)?shù)啄４蜷_(kāi)讓出過(guò)橋墩空間，拆除移動(dòng)模架下部的掛籃,并做完輔助工作后，即可用連續(xù)穿心式千斤頂牽引鋼絞線(xiàn)牽引移動(dòng)模架緩慢向前移動(dòng)，使其到達(dá)下跨澆筑位置，完成移動(dòng)模架的縱向走行過(guò)孔。

5 移動(dòng)模架拼裝

移動(dòng)模架在021～022#墩之間拼裝，拼裝萬(wàn)能桿件作為移動(dòng)模架的安裝支架，利用大型150t履帶吊機(jī)起吊拼裝。

5.1 萬(wàn)能桿件支架拼裝

將021～022#墩之間的場(chǎng)地進(jìn)行平整碾壓，地基土較差處則采取換填處理。按設(shè)計(jì)位置澆筑混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)上設(shè)置預(yù)埋件，預(yù)埋件的平面位置及標(biāo)高應(yīng)嚴(yán)格控制。

在拼裝萬(wàn)能桿件節(jié)段前，要對(duì)基礎(chǔ)上的預(yù)埋件的標(biāo)高及平面位置進(jìn)行檢查，如果有偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整處理。

在地上按8m一節(jié)先拼裝萬(wàn)能桿件節(jié)段，利用25t吊機(jī)起吊萬(wàn)能桿件節(jié)段與基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)，然后再起吊聯(lián)結(jié)橫梁，將萬(wàn)能桿件節(jié)段起吊聯(lián)結(jié)成整體。在萬(wàn)能桿件頂布設(shè)分配梁，分配梁采用2[40b焊接而成。

5.2 移動(dòng)模架拼裝

1）客、貨運(yùn)移動(dòng)模架拼裝順序：先貨運(yùn)模架后客運(yùn)模架；

2）貨運(yùn)移動(dòng)模架的拼裝順序：從線(xiàn)路左側(cè)往右側(cè)的順序倒退依次拼裝2條鋼箱梁，1條鋼箱梁拼裝完成后再拼裝另1條。單條鋼箱梁拼裝時(shí)，先拼中間兩塊后兩端；

3）將貨運(yùn)移動(dòng)模架左側(cè)的鋼箱梁利用大型履帶吊起吊中間兩塊到萬(wàn)能桿件安裝支架上的正確位置，鋼箱梁的標(biāo)高可以利用千斤頂調(diào)整，鋼楔塊支墊，位置調(diào)整正確后用鋼板螺栓聯(lián)結(jié)固定。先后起吊組拼兩端的兩塊鋼箱梁，將貨運(yùn)移動(dòng)模架外側(cè)的鋼箱梁全部聯(lián)結(jié)完成；

4）利用履帶吊拼裝貨運(yùn)移動(dòng)模架左側(cè)的前后導(dǎo)梁；

5）拼裝貨運(yùn)移動(dòng)模架右側(cè)的鋼箱梁，方法與（2）、（3）相同；

6）利用履帶吊拼裝貨運(yùn)移動(dòng)模架右側(cè)的前后導(dǎo)梁；

7）利用墩頂?shù)臋M移設(shè)備，調(diào)整鋼箱梁橫向位置；

9）客運(yùn)移動(dòng)模架拼裝也采用從左往右倒退拼裝，方法與貨運(yùn)移動(dòng)模架相同。

6 移動(dòng)模架施工步驟

1）在首跨內(nèi)安裝臨時(shí)支架，分節(jié)段吊裝鋼箱梁，栓接；

2）安裝底模系統(tǒng)和拼裝端散模；

3）調(diào)整標(biāo)高后支墊，吊裝前后導(dǎo)梁；綁扎底腹板鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋；

4）安裝內(nèi)模及對(duì)拉筋；綁扎頂板鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋；

5）澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù)；

6）拆內(nèi)模、張拉縱向預(yù)應(yīng)力束；拆除承重腿柱，通過(guò)升降千斤頂卸載，模架依靠自重下降，使鋼箱梁落至縱移托輥上；

7）安裝牽引和導(dǎo)向系統(tǒng)。拆底模連接，逐節(jié)將底模平推至箱梁下方固定；移動(dòng)模架縱移過(guò)孔，底模逐節(jié)平推復(fù)位并連接鋼箱梁；

7 移動(dòng)模架施工安全措施

移動(dòng)模架施工均是高空作業(yè)，危險(xiǎn)性很大，在施工中除嚴(yán)格遵守橋梁施工安全技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）移動(dòng)模板均為大塊鋼模，面積大，自重大，利用起吊設(shè)備安裝時(shí)要注意吊機(jī)的位置，起吊高度，防止出現(xiàn)傾履事故；

2）移動(dòng)模架翼緣模板牛腿上的操作平臺(tái)邊緣要加焊欄桿，用于主梁行走的小型機(jī)具及構(gòu)件要安放牢固，應(yīng)在梁端、欄桿斷開(kāi)處及上下人行梯掛好安全網(wǎng)。

[1]武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋正橋1標(biāo)段工程施工圖[R],2006,2.

[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(TB10203—2002)[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

[3]客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南(TZ2132-2005)[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.