平潭海峽公鐵兩用大橋鐵路移動模架施工技術

楊碧波

摘 要：本文通過對平潭海峽公鐵兩用大橋鼓嶼門水道橋CX02～CX19#墩17孔37.98m鐵路預應力混凝土簡支箱梁施工技術的研究與實施，分析在復雜海峽氣候、地理環(huán)境下，采用能往返走行的下承式雙導梁移動模架，既解決了不能在起始跨安裝移動模架的難題，又克服了鐵路箱梁和公路墩身不能同時施工的困難，大量的節(jié)省了施工工期和資源投入。同時，該設計充分發(fā)揮了移動模架在惡劣氣候環(huán)境下的施工安全優(yōu)勢，希望對今后同類型施工提供一些借鑒作用。

關鍵詞：移動模架；氣候惡劣；往返走行；安全優(yōu)勢；節(jié)省工期

1、概述

平潭海峽公鐵兩用大橋起于長樂市松下鎮(zhèn)，跨越元洪航道和鼓嶼門水道，依次通過長嶼島和小練島、跨越大小練島水道抵達大練島，全長約11.15km。其中CX02～CX19#墩橫跨長嶼島（詳見布置圖1），下層為17孔37.98m鐵路預應力混凝土簡支箱梁，上層為公路雙幅連續(xù)箱梁。梁體均采用移動模架現澆施工。

鐵路箱梁為等高度直腹板單箱單室截面，箱梁高為3.5m，橋面設2%橫坡，中心線處梁高3.586m，頂面寬12.2m，底板寬度為6.4m。箱梁與橋墩橫斷面布置圖見圖2.

圖2 箱梁橫斷面布置圖

2、總體施工規(guī)劃

本工程CX02～CX03跨與CX18～CX19跨位于長嶼島兩側岸灘區(qū)。作為移動模架施工箱梁的起始跨，大型浮吊無法拋錨整體安裝移動模架。且墩身高度近60m，采用搭設鋼管支架拼裝移動模架，安全風險較高。施工采取在CX10～CX09跨矮墩處支架拼裝。移動模架從CX10#墩往CX02#墩施工后，拆除前導梁橫聯(lián)，再使移動模架退回CX10～CX11#跨往CX19#墩方向施工。最后移動模架退回CX10～CX09#跨拆除。鐵路箱梁施工與公路墩身同步施工，節(jié)省工期。

3、移動模架設計

在惡劣氣候環(huán)境下采用移動模架施工鐵路箱梁是本工程的難點和重點。移動模架設計難度大。根據設計文件并結合梁體截面特征及公路墩身位置，經研究決定采用下承式雙導梁移動模架。

3.1、移動模架設計的總體構思及特點

（1）設計移動模架時，構件最大尺寸不超過10m，重量小于25t，方便現場運輸和吊裝，移動模架采用雙導梁對稱設計，具有往返走行，雙向施工能力。

（2）利用箱梁直腹板特點，將移動模架箱型主梁與側模按一體設計，底模橫移張開后豎直翻轉與主梁鎖定，節(jié)省作業(yè)空間，可以在先施工公路墩身的前提下再施工鐵路箱梁，達到節(jié)省工期的目的。

（3）鐵路移動模架頂部設計一臺10t門式吊機，方便內模及材料的吊裝。

（4）橋址區(qū)域百年重現期十分鐘平均最大風速44.8m/s。全年7級以上大風天數大于238天，氣候惡劣。移動模架按無支腿設計，降低整體重心，同時在墩頂預埋錨固鋼筋與主梁錨固，增強施工的安全性。

3.2、移動模架構造

本移動模架外形尺寸為93m×14.5m×12m，主要由主梁、導梁、橫聯(lián)、墩頂位移機構、模板系統(tǒng)、輔助設施和液壓系統(tǒng)及門吊等7大部分組成（圖3）。

圖3 移動模架平立面布置圖

（1）主梁系統(tǒng)采用Q345B鋼板焊接成箱型結構，底部設置縱移軌道。側面與頂面兼做箱梁施工的側模和翼模。主梁節(jié)段之間采用10.9級高強度螺栓連接。

（2）導梁為桁架結構，前端根據移動模架過跨時擾度按向上翹曲30cm設計，便于導梁能順利到達前方墩頂滑座。前導梁設計有橫聯(lián)，并在中間設置30cm短節(jié)起調節(jié)導梁間距作用。移動模架拆模過跨時安裝短節(jié)，合模澆筑時拆除。

（3）墩頂位移機構與液壓系統(tǒng)（圖4）包括豎向起升油缸、橫移滑座及油缸、縱向油缸及軌道等。預埋件安裝時位置必須準確、牢固可靠。受惡劣海洋環(huán)境影響，墩頂必須預埋抗臺錨固預埋件。豎向油缸支撐反力必須經設計院驗算復核。

圖4 墩頂位移機構及液壓系統(tǒng)

（4）模板系統(tǒng)包括底模、側模、內模和端模。底模對稱設計，在底板中心線處采用螺栓連接，豎向靠滑靴和拉桿與主梁錨固連接。拆模與合?？抗潭ㄔ谥髁荷系臋M移滑靴實現。側模與主梁一體化設計，內膜與端模采用組合式鋼模。

（5）移動模架上設置一臺單軌門式吊機，安裝兩臺5t電動葫蘆，方便材料和節(jié)段內模整體吊裝。門式吊機必須滿足惡劣海洋環(huán)境下的抗臺穩(wěn)固措施。

（6）輔助設施主要包括一些安全維護設施、走行梯道等。其中主梁底部設置的操作平臺主要為方便底模合模和拆模過程中施工人員的通行和站位，操作平臺利用底模底部的電動葫蘆起升，在地面人工搬運過孔。

4、鐵路箱梁施工

4.1、模架安裝與試壓

首先在CX09～CX10墩位處平整拼裝場地，搭設支架。利用履帶吊機吊裝移動模架各構件進行組拼。移動模架經檢查驗收后進行靜載試驗，消除移動模架的非彈性變形，獲取彈性變形值。

4.2、移動模架施工梁體工序步驟

（1）綁扎梁體底、腹板鋼筋后安裝內模，再綁扎頂板鋼筋并安裝模板頂部對拉桿后澆筑混凝土?；炷琉B(yǎng)生達到設計條件進行預應力張拉，準備模架脫模。

（2）拆除頂部橫向對拉桿，墩頂頂升油缸收縮，模架整體下落120mm，完成脫模。

（3）利用底模板下方葫蘆提起操作平臺，解除底模中間的連接螺栓、底模與主梁之間的錨固螺紋鋼筋。然后下落操作平臺至地面，地面搬運過跨。

（4）啟動底模橫移油缸，推動底模橫移向外開啟3.2m，穿上主梁與底模間的精軋螺紋鋼筋。再啟動墩頂橫移油缸，兩側模架整體向外開移150mm后，安裝前導梁間的橫聯(lián)短節(jié)。

（5）檢查過孔無障礙并將門吊開至后導梁固定，開啟墩頂縱移油缸，模架整體前移18m，使導梁到達前方墩頂滑座上。

（6）門吊前行至軌道端頭配重，再將模架繼續(xù)縱移22.7m，使模架過跨到位。

（7）拆除前導梁間300mm橫聯(lián)短節(jié)后，啟動墩頂橫移油缸，兩側模架向內橫移150mm。

（8）拆除底模與主梁間的鎖定，啟動底模橫移油缸，使兩側底模向內橫移3200mm，再提起操作平臺安裝底模連接螺栓及底模與主梁間的錨固精軋螺紋鋼筋。

（9）啟動墩頂主油缸，模架整體提升120mm，到達制梁標高，經全面檢查后，進行循環(huán)梁體施工。

5、結語

移動模架是現澆施工中的主要設備，是承受梁體重量和各種施工荷載的承重結構，是鋼筋綁扎、混凝土澆筑施工的重要平臺，其強度、剛度和穩(wěn)定性從根本上決定了施工質量和安全。鐵路箱梁現澆施工必須從移動模架設計、加工、拼裝、靜載試驗及施工過程中的檢查驗收等各方面進行監(jiān)控，同時還需要結合現場監(jiān)控進行調整，才能確保現澆施工的質量和安全。

參考文獻

[1]《結構力學》作者：李廉錕 高等教育出版社 2002年9月.

[2]《鋼結構》作者：魏明鐘 武漢工業(yè)大學出版社 2000年8月.

[3]《平潭海峽公鐵兩用大橋設計圖》 中鐵大橋勘測設計院集團有限公司 2015年7月.

[4]《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》（TB 10424-2010 J 1155-2011）.

[5] 《鋼結構高強度螺栓連接的設計施工及驗收規(guī)程》JGJ82-91.