城際鐵路S型曲線橋移動(dòng)模架的應(yīng)用與研究

劉德建

摘要：當(dāng)前，隨著我國(guó)城際鐵路建設(shè)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，尤其在山地施工需要解決的復(fù)雜工況非常多。本文結(jié)合重慶軌道交通十號(hào)線一期工程高架段5種墩型（2.6 m×2.6m～4.5 m×7.5 m）、多種跨徑（30m、35m、40m）連續(xù)箱梁的施工實(shí)例，詳細(xì)闡述MSS40zx-1100型自行式移動(dòng)模架的設(shè)計(jì)構(gòu)造及關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。本方法較好地解決了能同時(shí)適應(yīng)多跨徑、多墩型、半徑500m以下S型曲線橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工中的技術(shù)問題。

【關(guān)鍵詞】自行式移動(dòng)模架；多跨徑；多墩型；半徑500m以下S型曲線橋

移動(dòng)模架適用于灘涂、峽谷、城市高架、跨江、海大橋等場(chǎng)地連續(xù)梁或簡(jiǎn)支梁現(xiàn)澆混凝土箱梁的施工。但是在具有多種跨徑、多種墩寬（峽谷高墩）、平曲線半徑500m以下S型曲線橋的復(fù)合工況下，如何解決好其在施工中的可靠性、安全性，不僅影響到工程項(xiàng)目進(jìn)展，更是設(shè)計(jì)方案的重點(diǎn)和關(guān)鍵所在。為了滿足重慶軌道交通十號(hào)線一期工程高架段連續(xù)箱梁的施工要求。MSS40zx-1100型自行式移動(dòng)模架設(shè)計(jì)方案針對(duì)關(guān)鍵工況、重要難點(diǎn)上進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新。

1.概述

重慶軌道交通十號(hào)線線路全長(zhǎng)44.55km，其中地下段長(zhǎng)度為36.44km，高架段穿過高山、峽谷及現(xiàn)狀路網(wǎng)上跨機(jī)場(chǎng)快速路，地面情況十分復(fù)雜，長(zhǎng)度為8.11km。雙線橋起止里程K28+244.069～ K31+10 4.0 69，采用2×4 0、3×4 0、30+35+30、2×35預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，平曲線半徑為484米≤R≤700米的S型曲線彎橋；雙線橋墩型SA～SE類橋墩為實(shí)心墩，截面尺寸為2.4 m×2.4m～3.8 m×3.8 m。雙線SF～SI類橋墩為空心墩，截面尺寸為3.0m×5.0m～4.5 m×7.5 m，壁厚0.8～1.5m。

2.移動(dòng)模架設(shè)計(jì)原理

MSS40zx-1100自行式移動(dòng)模架可適應(yīng)最大跨徑為40m，2.6米≤墩寬≤7.5米，滿足平曲線最小半徑為484m的S型曲線彎橋。其主體結(jié)構(gòu)及各組成部分功能簡(jiǎn)介如下：

（1）牛腿：為自行式牛腿，設(shè)有二對(duì)。牛腿由一根水平鋼梁及兩根鋼斜撐構(gòu)成三角形架，主要起連接和承受水平作用力。牛腿通過墩身預(yù)留孔支撐在墩身上，牛腿之間采用精扎螺紋鋼筋連接對(duì)拉在一起.

（2）行走小車系統(tǒng)：行走小車為支撐主梁的作業(yè)平臺(tái)，通過三向液壓系統(tǒng)使主梁在橫橋向、順橋向及豎向正確就位。牛腿行進(jìn)時(shí)，通過行走小車上的縱移液壓缸驅(qū)動(dòng)，使牛腿沿主梁、鼻梁下設(shè)軌道行進(jìn)就位。

（3）主梁：為一對(duì)鋼箱梁，是主要承載結(jié)構(gòu)。剛度按最大撓度≤1/500-700施工跨徑控制。

（4）聯(lián)系梁：聯(lián)系梁為桁架梁，設(shè)置在兩根主梁之間?？v向共設(shè)3組，每組為4節(jié)，左右副各2節(jié)；作用是加強(qiáng)模架在澆筑、模板開合施工時(shí)的穩(wěn)定性、安全性。

（5）鼻梁：設(shè)置在主梁前端，在模架縱向滑移時(shí)，起導(dǎo)向及縱向平衡作用；在模架過跨和行走牛腿時(shí)起承重作用。

（6）橫梁：設(shè)置在兩根主梁之間，橫梁構(gòu)造為鋼箱梁形式；橫梁與主梁通過支撐螺旋頂、滑動(dòng)裝置連接，并設(shè)有橫向移動(dòng)液壓缸。

（7）C型梁：為一根鋼箱梁，設(shè)有三向（豎、縱、橫）液壓系統(tǒng)和縱橫移裝置。作用是懸吊移動(dòng)模架完成荷載體系轉(zhuǎn)換、輔助進(jìn)行橫向開合、縱移過孔。

（8）中吊點(diǎn)橫梁：為一根鋼箱梁，放置到混凝土箱梁前端，通過吊桿將主梁前端吊起。作用是通過液壓千斤頂懸吊主梁，解除牛腿受力，完成荷載體系轉(zhuǎn)換。

（9）前支撐橫梁：為一根鋼箱梁，中間為銷連接，下面設(shè)有豎向頂升千斤頂，通過吊桿將鼻梁前端吊起。主要作用為牛腿縱移時(shí)，承載導(dǎo)梁前端荷載，減小導(dǎo)梁的受力和變形。

（10）外模系統(tǒng)：由支撐架、調(diào)節(jié)螺桿、底、側(cè)、翼模板、橫移液壓缸組成。

（11）液壓電氣控制系統(tǒng)：行走小車、中吊點(diǎn)橫梁、前支撐橫梁、C型梁、外模板系統(tǒng)均設(shè)有液壓系統(tǒng)。

3.移動(dòng)模架主要工作原理

（1）移動(dòng)模架橫向開合與縱移過跨：由行走小車上的橫移、縱移液壓缸驅(qū)動(dòng)完成，其C型梁縱移液壓缸起輔助工作。

（2）牛腿行走：由行走小車縱移液壓缸驅(qū)動(dòng)完成。

（3）移動(dòng)模架荷載體系轉(zhuǎn)換1：混凝土現(xiàn)澆箱梁完成預(yù)應(yīng)力張拉后，控制前后牛腿上的頂升液壓缸下落，移動(dòng)模架上部自重轉(zhuǎn)到由中吊點(diǎn)橫梁、C型梁共同承載，完成第一次荷載體系轉(zhuǎn)換。

（4）移動(dòng)模架荷載體系轉(zhuǎn)換2：控制中吊點(diǎn)橫梁、C型梁的豎向千斤頂同時(shí)下落模架，前端由行走小車和前牛腿承載，后端由C型梁承載，完成第二次荷載體系轉(zhuǎn)換。支撐起前支撐橫梁、解除牛腿約束，由行走小平車驅(qū)動(dòng)前后2對(duì)牛腿縱移到下一墩身就位。

4.關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)和技術(shù)特點(diǎn)

外模板三步法開合模：系統(tǒng)開模設(shè)計(jì)方案采用橫梁帶動(dòng)模板系統(tǒng)、聯(lián)系梁水平旋轉(zhuǎn)、主梁帶動(dòng)上部結(jié)構(gòu)開合相結(jié)合的三步法水平橫向開模方式，是本移動(dòng)模架的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)，同時(shí)移動(dòng)模架系統(tǒng)的橫向開合模也是施工可靠性、安全性的關(guān)鍵控制點(diǎn)之一。在曲線半徑R≤500m及墩寬變化差≥3m兩種因素疊加情況下，移動(dòng)模架開模采用傳統(tǒng)整體打開的方式其橫向偏載無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求和施工作業(yè)的開?？臻g。本方案的控制要點(diǎn)是移動(dòng)模架進(jìn)行模板系統(tǒng)的開合施工作業(yè)時(shí)要求不少于兩組聯(lián)系梁連接左右副主梁，充分保障整機(jī)系統(tǒng)的可靠性和安全性，解決平曲線半徑R≤500m的S型曲線橋在多種跨徑、多種墩寬、墩寬差≥5m的施工技術(shù)難題。

三步法：現(xiàn)澆箱梁完成預(yù)應(yīng)力張拉后。前行走小車和C型梁的自鎖液壓缸回程，帶動(dòng)外模板降落；解除橫梁中間聯(lián)結(jié)，模板橫移液壓缸控制模板系統(tǒng)在滑道上橫橋向滑動(dòng)，使模板脫離（或就位）箱梁砼；橫梁橫移液壓缸控制橫梁帶動(dòng)模板系統(tǒng)在滑道上橫橋向滑動(dòng)開合；行走小車橫移液壓缸橫向推（拉）帶動(dòng)主梁橫向移動(dòng)開合模。

為適應(yīng)S型曲線彎橋的曲線半徑及各種墩寬工況下要求的開?？臻g，模板系統(tǒng)采用液壓控制在橫梁上頂面橫向滑動(dòng)，進(jìn)行開合調(diào)節(jié)；橫梁通過液壓控制模板系統(tǒng)水平橫向打開。

主梁與鼻梁的連接方式采用鉸接的結(jié)構(gòu)形式，通過液壓控制實(shí)現(xiàn)鼻梁的水平旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)平曲線半徑500m以下S型曲線橋的施工技術(shù)要求。因彎橋平曲線半徑較小，移動(dòng)模架縱移過孔是施工可靠性、安全性的關(guān)鍵控制點(diǎn)之一。

載荷體系轉(zhuǎn)換、外模板及整機(jī)的開合，曲線就位調(diào)節(jié)、牛腿行走、模架縱移行走均采用電液控制，操作簡(jiǎn)潔、安全可靠。

5.結(jié)束語(yǔ)

MSS40zx-1100型自行式移動(dòng)模架借鑒了過去曲線橋施工中的經(jīng)驗(yàn)和不足，在方案設(shè)計(jì)上進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，增加了電液控制鼻梁水平旋轉(zhuǎn)和三步法開模方式于一體的解決方案，妥善解決了移動(dòng)模架在多種跨徑、多種墩型、小半徑S型曲線彎橋復(fù)合工況下的施工技術(shù)難題，提高了施工效能。經(jīng)過實(shí)際檢驗(yàn)，方案的技術(shù)創(chuàng)新是成功和可靠的，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

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