現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁側(cè)?？v向移動(dòng)施工技術(shù)

李運(yùn)啟

（中鐵四局集團(tuán)有限公司南京分公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

近年來(lái)我國(guó)高速鐵路建設(shè)快速發(fā)展，現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁是橋梁工程施工中不可或缺的施工工藝，傳統(tǒng)的施工方法是一孔箱梁施工完成后，先將箱梁外側(cè)模從支架上拆除下來(lái)，然后再將拆除后的外側(cè)模運(yùn)輸周轉(zhuǎn)安裝到下一孔，依次循環(huán)施工以后各孔箱梁，這樣不但功效低，而且裝轉(zhuǎn)拆施工作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)也高，碗扣式支架法現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁外側(cè)模縱向移動(dòng)施工工藝則從一定程度上方便了施工，節(jié)約了成本，降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少了安全隱患。文章以連鎮(zhèn)鐵路淮安特大橋雙線現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁施工實(shí)例為背景，從模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基處理、支架搭設(shè)、軌道安裝、支點(diǎn)設(shè)置、側(cè)模移動(dòng)及安全措施等幾個(gè)方面介紹了碗扣式支架法現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁外側(cè)?？v向移動(dòng)施工技術(shù)。

1 工程概況

連鎮(zhèn)鐵路北起蘇北連云港市，跨長(zhǎng)江后止于蘇南鎮(zhèn)江市，淮安特大橋位于淮安市淮陰區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)和漣水縣境內(nèi)，該橋雙線現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁地處淮陰區(qū)，橋梁下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)，矩形承臺(tái)，墩身為圓端形變截面實(shí)體形式，高度3.0～12.5 m。現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁上部結(jié)構(gòu)為單箱單室結(jié)構(gòu)，梁長(zhǎng)分24.6 m、28.6 m和32.6 m三種及5.3 m（6 m）線間距兩種梁型，梁面寬12.9 m（13.6 m），底寬6 m（6.7 m），翼緣板懸臂長(zhǎng)1.8 m，翼緣板端部厚22.8 cm，翼緣板根部厚47.8 cm，跨中頂板厚34.3 cm（35 cm），底板厚 28 cm，腹板厚度45 cm。墩頂截面腹板加厚為100 cm，底板加厚為60 cm，梁端設(shè)110 cm厚橫隔墻。

2 方案選定

現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁施工大多采用螺旋鋼管與貝雷片支架組合或滿堂支架兩種施工方案，施工工藝較為成熟，安全質(zhì)量有保障。淮安特大橋現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁工點(diǎn)范圍內(nèi)地質(zhì)情況一般，局部較差，墩身平均高度6.5 m，本著在技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、方便施工的原則，對(duì)施工方案進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比選。盤(pán)扣式支架雖然具有承載能力高的優(yōu)點(diǎn)，但是往往在選用時(shí)會(huì)將支架的縱橫向立桿間距布置的大一些，相應(yīng)的支架對(duì)地基承載力的要求也會(huì)偏高，由于本工點(diǎn)局部地基承載力偏低，所以未列項(xiàng)比選。

根據(jù)貝雷梁支架與碗扣支架兩種支架類型的適用特點(diǎn)：碗扣式支架桿件輕，搭設(shè)拆除方便、靈活，便于操作，而且費(fèi)用偏低，但桿件的節(jié)點(diǎn)多，高墩施工的安全性差。貝雷梁支架承載能力大，對(duì)高墩施工適用性強(qiáng)，施工速度也快，但遇到帶有反拱的箱梁底板標(biāo)高調(diào)整時(shí)精度控制稍有難度，而且支架施工時(shí)投入的資源偏多，貝雷梁拼裝拆除工序多，安全風(fēng)險(xiǎn)高，落模空間小，費(fèi)用投入大。兩種支架各有不同的適用環(huán)境和優(yōu)缺點(diǎn)。

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆箱梁側(cè)模施工工藝是箱梁現(xiàn)澆一孔，側(cè)模拆除落地一次，然后再轉(zhuǎn)運(yùn)到下一孔安裝，安拆吊裝風(fēng)險(xiǎn)大，施工周期長(zhǎng)，進(jìn)度慢，人力等資源投入多，機(jī)械費(fèi)偏高，而且需要在箱梁兩側(cè)填筑施工便道，以方便側(cè)模裝拆和轉(zhuǎn)場(chǎng)。側(cè)?？v向移動(dòng)施工工藝是在側(cè)模上安裝滾輪，借助在支架上鋪設(shè)的軌道，利用前支點(diǎn)上的千斤頂縱向牽引移動(dòng)完成模板轉(zhuǎn)場(chǎng)，依次逐孔向前施工，直至施工完成最后一孔箱梁再將側(cè)模拆除落地，避免了頻繁的安轉(zhuǎn)拆吊裝作業(yè)，資源投入少，安全風(fēng)險(xiǎn)低，施工影響因素少，見(jiàn)表1。

表1 一孔箱梁經(jīng)濟(jì)效益分析表

針對(duì)本工點(diǎn)的墩身高度低、地形平坦、現(xiàn)澆箱梁孔跨多等具體特點(diǎn)，在充分研討和綜合進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比選的情況下，選用了碗扣式支法現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁外側(cè)?？v向移動(dòng)施工工藝。

3 模板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 側(cè)模移動(dòng)的原理

箱梁側(cè)?？v向移動(dòng)裝置主要由模板系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、移動(dòng)系統(tǒng)以及輔助的安全保險(xiǎn)措施等幾部分組成，見(jiàn)圖1。

圖1 側(cè)?？v向移動(dòng)平面圖

側(cè)模縱向移動(dòng)是通過(guò)在側(cè)模的橫梁上安裝滾輪，同時(shí)在滾輪的下方沿側(cè)模移動(dòng)方向設(shè)置縱向軌道，并與支架的橫向工字鋼固定穩(wěn)妥，箱梁側(cè)模脫模后將滾輪支撐軌道上，利用安裝在移動(dòng)方向支座墊石上的鋼結(jié)構(gòu)前支點(diǎn)及模板橫梁上安裝的預(yù)應(yīng)力錨具作為后錨點(diǎn)，前支點(diǎn)與后錨點(diǎn)利用鋼絞線連接，在前支點(diǎn)處安裝前卡式千斤頂通過(guò)液壓油缸伸縮牽引鋼絞線拖動(dòng)模板縱向移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中利用側(cè)模內(nèi)外兩側(cè)焊接的可調(diào)底托和模板頂口的拉桿作為防止側(cè)模移動(dòng)傾覆的安全措施，模板就位后啟用可調(diào)底托使?jié)L輪懸空脫離軌道。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

底模采用15 mm厚優(yōu)質(zhì)竹膠板，支架頂托橫向分配梁為10#工字鋼，縱向設(shè)置10 cm×10 cm方木，外側(cè)模為鋼模板，鋼模主要材料的選用是面板6 mm厚鋼板，連接板δ12×100 mm，縱肋為10#槽鋼，支架主梁及立柱采用14#a槽鋼，模板分塊長(zhǎng)度根據(jù)梁長(zhǎng)和施工需要而定，長(zhǎng)度不等。滾輪采用Q235鋼加工而成，內(nèi)置軸承，輪邊設(shè)有2 cm高的限位卡槽，滾輪通過(guò)固定架安裝在側(cè)模的橫梁上，橫向每排安裝兩個(gè)滾輪，間距2.2 m，根據(jù)側(cè)模的重心對(duì)稱布置，縱向設(shè)置兩排滾輪，前后保持同軸，間距為5 m。為方便側(cè)模落模和縱向移動(dòng)，縱向軌道材料截面選定后，需要慎重考慮軌道與滾輪的凈空h1和側(cè)模底口最低點(diǎn)與支架頂托橫向分配梁工字鋼的凈高h(yuǎn)2及底?？v向方木的截面尺寸h3（即h1＜h2，h3材料截面尺寸影響h2凈高），以此調(diào)節(jié)側(cè)模的落模高度，見(jiàn)圖2。

圖2 側(cè)?？v向移動(dòng)立面圖

4 關(guān)鍵施工工藝

4.1 地基處理

橋址范圍內(nèi)地形比較平坦，不良地質(zhì)為地震液化層，土質(zhì)為砂類，鑒于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采用5%水泥土換填50 cm厚（承臺(tái)基坑范圍內(nèi)增加換填深度），換填前清除支架范圍內(nèi)地面的附著物和腐殖土，軟弱土質(zhì)全部挖除，清理后的坑槽及時(shí)分層填筑并壓實(shí)，避免積水浸泡，地基處理范圍比支架平面投影周邊寬1 m。改良土填筑要分層進(jìn)行、逐層壓實(shí)，處理完成后的地基需進(jìn)行承載力檢測(cè)，以達(dá)到現(xiàn)澆箱梁碗扣式支架地基承載力不低于90 kPa要求，壓實(shí)度達(dá)到90%以上后，在其頂面澆筑一層15 cm厚的C20水泥混凝土，在局部地基較差的地方增設(shè)鋼筋網(wǎng)片，為避免混凝土基礎(chǔ)收縮徐變對(duì)墩身造成側(cè)向擠壓影響，沿墩身四周設(shè)置一道泡沫板，同時(shí)在基礎(chǔ)邊緣1 m外開(kāi)挖排水溝，形成1.5‰的縱坡，以利于排水。

4.2 支架搭設(shè)

現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁采用Φ4.8×3.5 mm碗扣式支架，進(jìn)場(chǎng)后需進(jìn)行物理和力學(xué)性能試驗(yàn)檢測(cè)。支架搭設(shè)橫橋向在側(cè)模軌道及腹板位置分別對(duì)支架按照0.3 m的立桿間距進(jìn)行了加密處理，縱向則全部按照0.6 m間距布置，橫桿步距1.2 m一道，碗扣式支架首層采用不同長(zhǎng)度的立桿交錯(cuò)布置，使相鄰立桿的接頭設(shè)置在不同的步距內(nèi)，自由端懸臂長(zhǎng)度大于0.65 m時(shí)設(shè)置水平加固桿，頂托上橫向設(shè)置10#工字鋼，縱向擺放10 cm×10 cm方木。支架四周及中間縱橫向每隔四排從底到頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐，剪刀撐的水平傾角按照45°～60°之間控制，搭設(shè)支架高度大于6 m時(shí)其頂部和底部設(shè)置水平剪刀撐，水平剪刀撐設(shè)置間距不大于6 m，剪刀撐采用搭接接長(zhǎng)，搭接長(zhǎng)度大于1 m，搭接處等距設(shè)置3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件扣緊，扣件邊緣至桿端的距離大于0.1 m，底、頂托螺桿深入立桿的長(zhǎng)度不得小于0.15 m，底托螺桿伸出立桿的長(zhǎng)度不大于0.15 m，頂托按照大于等于0.1 m，小于0.25 m控制。

4.3 軌道安裝

箱梁每側(cè)翼緣板下順橋向安裝兩條行走軌道，材質(zhì)為16#工字鋼，軌道接長(zhǎng)是在工字鋼端頭腹板側(cè)面，采用兩塊連接鋼板與高強(qiáng)螺栓共同作用連接接長(zhǎng)，為避免側(cè)?？v向移動(dòng)時(shí)滾輪在軌道連接處受剪切破壞，軌道節(jié)點(diǎn)布置在支架立桿頂托處的橫向分配梁10#工字鋼上，利用橫向分配梁作為軌道節(jié)點(diǎn)的支點(diǎn)，軌道長(zhǎng)度按照0.6 m（橫向分配梁間距）的模數(shù)進(jìn)行加工配置，以便將軌道的接頭支撐在橫向分配梁上，同時(shí)也要避免同側(cè)的兩條軌道接頭不得在同一截面上設(shè)置節(jié)點(diǎn)，易錯(cuò)開(kāi)布置。碗扣支架頂托上的橫向分配梁與軌道利用U型卡連接，以增加軌道與支架的整體穩(wěn)定性。為確保側(cè)模的滾輪與軌道中心線始終保持同軸，在同側(cè)兩條軌道之間等距安裝支撐鋼管，然后經(jīng)鋼管內(nèi)穿入對(duì)拉桿，通過(guò)拉桿對(duì)拉軌道鎖定軌距。

4.4 支點(diǎn)設(shè)置

側(cè)?？v向移動(dòng)液壓牽引系統(tǒng)的前支點(diǎn)安裝在移動(dòng)方向的支座墊石上，由于支座墊石的橫向?qū)挾入y以滿足支點(diǎn)安裝使用要求，所以采用了雙拼I25工字鋼懸臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行橫向加寬，以此確保側(cè)?？v向移動(dòng)前支點(diǎn)與側(cè)模重心及軌道中線的三線同軸，工字鋼橫橋向分別安裝在支座墊石大小里程的兩側(cè)，主要受力結(jié)構(gòu)工字鋼安裝在支座墊石的大里程側(cè)（墊石為懸臂鋼結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)），在每個(gè)墊石兩側(cè)順橋向利用兩根對(duì)拉桿進(jìn)行懸臂鋼結(jié)構(gòu)支點(diǎn)的固定，見(jiàn)圖3。

圖3 前支點(diǎn)安裝立面圖

前支點(diǎn)的具體構(gòu)造形式，是在千斤頂支點(diǎn)位置處的懸臂橫向加寬工字鋼頂面，豎向間隔布置焊接兩個(gè)工字鋼，以便于鋼絞線穿入與錨環(huán)及前卡式千斤頂連接，在與后錨點(diǎn)相應(yīng)的高度位置安裝固定錨環(huán)，還應(yīng)在錨環(huán)的下方豎向工字鋼上水平焊接一個(gè)槽鋼（豎向工字鋼與槽鋼“T”字形連接，槽口向上），作為千斤頂工作的水平支撐結(jié)構(gòu)。后錨點(diǎn)是設(shè)置在前支點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置的側(cè)模橫梁上，橫梁需鉆取一個(gè)圓孔，以便鋼絞線穿入與錨環(huán)連接，前支點(diǎn)與后錨點(diǎn)高度與水平位置應(yīng)相互協(xié)調(diào)一致，側(cè)?？v向移動(dòng)時(shí)采用預(yù)應(yīng)力張拉的結(jié)構(gòu)原理，將前支點(diǎn)與后錨點(diǎn)利用夾片通過(guò)鋼絞線連接成整體，見(jiàn)圖4、圖5。

圖4 前支點(diǎn)平面圖

圖5 后錨點(diǎn)平面圖

4.5 側(cè)模移動(dòng)

箱梁混凝土澆筑完成，滿足強(qiáng)度要求后，具備側(cè)模拆模條件時(shí)，采用螺旋千斤頂?shù)仍O(shè)備輔助人工將模板按照分段移動(dòng)長(zhǎng)度依次緩慢卸落在軌道上，調(diào)整側(cè)模的位置，使?jié)L輪與軌道的中心線同軸，軌道順直，安裝前支點(diǎn)與后錨點(diǎn)，穿入預(yù)應(yīng)力牽引鋼絞線，將QYC-270型前卡式千斤頂安裝在前支點(diǎn)上，將側(cè)模分兩段縱向移動(dòng)，左右兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行。側(cè)?？v向移動(dòng)前認(rèn)真檢查軌道的連接固定情況，核實(shí)側(cè)模滾輪中心距與軌道中心距的尺寸，滾輪兩側(cè)的限位卡槽是否與軌道協(xié)調(diào)一致，為減小滾輪與軌道的摩擦將接觸面涂抹黃油，在側(cè)模移動(dòng)的過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)支架、支架橫向分配梁、模板底口障礙物和滾輪與軌道中心線及安全措施等方面的檢查，發(fā)生異常情況必須查明原因后方可繼續(xù)移動(dòng)。

4.6 安全措施

側(cè)模滾輪輪邊的卡槽，有效保證了滾輪始終沿軌道縱向移動(dòng)，從而控制側(cè)模縱向移動(dòng)時(shí)脫軌事件的發(fā)生，其次側(cè)?？v向移動(dòng)時(shí)為防止重心不穩(wěn)導(dǎo)致模板傾覆，在外側(cè)模板頂口翼板的邊緣立柱上間隔安裝對(duì)拉桿，左右兩側(cè)模板對(duì)拉，在每側(cè)模板立柱內(nèi)外兩側(cè)正反擰緊兩個(gè)螺帽，起到既撐又拉撐拉結(jié)合的整體穩(wěn)定作用，除此以外還在每側(cè)模板內(nèi)外兩側(cè)縱向安裝兩排可調(diào)底托，其下方縱向鋪設(shè)槽鋼，槽口向下，側(cè)?？v向移動(dòng)時(shí)將可調(diào)底托略向上調(diào)，一旦側(cè)模重心偏移失穩(wěn)時(shí)，可調(diào)底托即刻支撐槽鋼受力，起到防側(cè)翻的作用。為增加側(cè)?？v向移動(dòng)時(shí)支架的整體穩(wěn)定性，減小支架的水平剪切力，在移動(dòng)方向的前支點(diǎn)處將軌道與橫向加寬的懸臂結(jié)構(gòu)成“T”字形連接，不僅減小了支架的水平剪力，而且增加了前支點(diǎn)的剛度，從而明顯提高了支架與軌道及前支點(diǎn)的整體穩(wěn)定性，使側(cè)?？v向移動(dòng)更加安全。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)碗扣式支架法現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁外側(cè)模縱向移動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、分析、應(yīng)用、總結(jié)和優(yōu)化，側(cè)?？v向移動(dòng)施工技術(shù)的關(guān)鍵在于縱向移動(dòng)結(jié)構(gòu)體系的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與移動(dòng)時(shí)的安全控制措施。實(shí)踐表明了側(cè)模縱向移動(dòng)施工工藝的諸多優(yōu)點(diǎn)，碗扣式支架和模板及支點(diǎn)在強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性等方面能夠滿足安全質(zhì)量的技術(shù)要求，側(cè)模縱向移動(dòng)施工工藝安全、可靠、便捷、易操作，明顯減少了模板反復(fù)安轉(zhuǎn)拆吊裝的安全隱患，規(guī)避了高大模板施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快了模板的周轉(zhuǎn)速度，縮短了工期，節(jié)約了資源，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。碗扣式支架法現(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁外側(cè)?？v向移動(dòng)施工技術(shù)，對(duì)提升現(xiàn)澆箱梁施工進(jìn)度，降低成本，特別是安全質(zhì)量方面起到了積極作用。