上承式移動(dòng)模架跨門式墩施工技術(shù)的應(yīng)用與研究

山東高速路橋集團(tuán)設(shè)備制造中心 / 劉德建

上承式移動(dòng)模架是先進(jìn)的橋梁施工機(jī)械化設(shè)備。由于其在標(biāo)準(zhǔn)跨徑現(xiàn)澆箱梁的連續(xù)長距離施工作業(yè)效率高、安全性好、經(jīng)濟(jì)效益高，本世紀(jì)初以來被廣泛采用。但是在跨灘涂、峽谷、立交、江、河、湖、海等大橋中，現(xiàn)澆箱梁經(jīng)常被懸灌連續(xù)梁、門式墩等構(gòu)造物分隔成若干短距離箱梁組合的施工段，這些工況給移動(dòng)模架施工技術(shù)的應(yīng)用帶來了較多難題。

1.工程概述

新建鐵路廣佛環(huán)線佛山西站至廣州南站段工程張搓站，位于佛山市禪城區(qū)張槎鎮(zhèn)境內(nèi)。有南北大涌特大橋、張槎車站大橋，兩座橋首尾相連，里程DK8+228.14～DK9+714.82。其中有連續(xù)梁40+56+40m一聯(lián)，32+56+32m兩聯(lián)，32+56+35m連續(xù)梁兩聯(lián)，簡支梁共26跨，其中18跨，分2段，第一段6跨為車站，車站設(shè)計(jì)里程DK9+495～Dk9+705，總長210m，Dk9+485.49(1號(hào)墩)～ Dk9+714.82（8號(hào)墩）為門式墩；車站寬31.5m（地下部分寬44.8rn），深8.8m～l5. 2m。第二段12跨32.6m標(biāo)準(zhǔn)段，DK8+567.59～DK8+959.99兩段均用移動(dòng)模架現(xiàn)澆施工。

廣佛環(huán)鐵路線張搓站段墩柱有矩型墩和門式墩柱兩類。矩型墩橫向最大寬度6米、門式墩柱橫向?qū)挾葹椋?、8號(hào)墩）19米～31.3米（2～7號(hào)墩）。移動(dòng)模架在整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件滿足剛度、強(qiáng)度、和穩(wěn)定性要求的約束下，其最大開模幅度為6.20米遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于門式墩柱的橫向?qū)挾?，整機(jī)無法縱向通過。（如圖1）

2.上承式移動(dòng)模架方案設(shè)計(jì)原理

上承式移動(dòng)模架是一種利用鋼結(jié)構(gòu)主梁支承模板系統(tǒng)，逐孔進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁的施工機(jī)械。主要包括主梁、鼻梁、后支承及行走機(jī)構(gòu)、中支腿、前支腿、起吊小車、掛梁、聯(lián)系梁、外模板系統(tǒng)、橫梁及橫移機(jī)構(gòu)、電氣液壓系統(tǒng)等部分。其基本結(jié)構(gòu)和功能如下：

（1）主梁：為一對(duì)鋼箱梁。剛度按最大撓度≤L/500～700控制。

（2）導(dǎo)梁：設(shè)在主梁前端，為空腹箱梁結(jié)構(gòu)，起到模架縱移時(shí)的引導(dǎo)的作用。

（3）前支腿：支撐在墩柱上，用于過孔時(shí)承載設(shè)備前支點(diǎn)的載荷。

（4）中支腿：支撐在墩柱上，用于承載澆注時(shí)移動(dòng)模架中支點(diǎn)載荷。

（5）后支承及行走機(jī)構(gòu)：后支承與主梁底板連接，用于承載澆注與縱移時(shí)移動(dòng)模架主梁后支點(diǎn)的載荷。

（6）橫梁及橫移機(jī)構(gòu)：為三角桁架結(jié)構(gòu), 設(shè)置在兩根主梁外側(cè)，用于懸掛套接掛梁及驅(qū)動(dòng)掛梁帶動(dòng)外模板橫向開合。

（7）聯(lián)系梁：為桁架梁，設(shè)置在兩根主梁之間。作用是加強(qiáng)模架在澆筑、模板開合、縱移過孔施工時(shí)的穩(wěn)定性、安全性。

（8）掛梁：為彎臂式箱梁結(jié)構(gòu)，其底部與模板底模連接，上部與三角橫梁套接，可沿上橫梁在液壓缸的作用下水平移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)模架整體橫向開合模。

（9）外模系統(tǒng)：外模分塊直接鋪設(shè)在掛梁上。

（10）電液控制系統(tǒng)：中、后支腿、外模板等系統(tǒng)均配有電液系統(tǒng)。

（11）跨門式墩方案設(shè)計(jì)：采用提升外模板系統(tǒng)，將外模板系統(tǒng)豎向提升至門型墩柱蓋梁上方高度后鎖住錨梁及精軋螺紋鋼后按常規(guī)施工流程過跨。提升系統(tǒng)主要由上下錨梁、精軋螺紋鋼、穿心千斤頂、電液控制系統(tǒng)組成，安裝、拆除方便。提升系統(tǒng)采用液壓控制提升作業(yè)，穩(wěn)定性好，安全性、可靠性高，操作方便。

3.上承式移動(dòng)模架安全性、可靠性要求和經(jīng)濟(jì)性比較

3.1 安全性要求

圖1 門式墩柱斷面

系統(tǒng)的抗傾翻穩(wěn)定性是其關(guān)鍵，一般指在自重和外載荷作用下抵抗翻倒的能力?！惰F路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10002.2--2005）規(guī)定，在計(jì)算荷載可能的最不利組合作用下，橫向抗傾覆穩(wěn)定性不小于1.3。目前規(guī)范規(guī)定移動(dòng)模架系統(tǒng)在安裝、橫向開合、縱移行走狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)不小于1.5。

3.2 可靠性要求

在門式墩工況下，縱移過孔整機(jī)的自重荷載分別由前支腿、后行走機(jī)構(gòu)承載，為簡支工作狀態(tài)。此工況下，方案主要解決整機(jī)在橫向開合、縱移過孔及外模板系統(tǒng)豎向提升狀態(tài)下的抗傾覆穩(wěn)定性（橫向穩(wěn)定性）。

3.3 經(jīng)濟(jì)性分析比較：

整機(jī)橫向打開空間小于門式墩或其他障礙物的寬度時(shí)，可采用的四種方案對(duì)比：

（1）開模狀態(tài)下垂直整體提升外模板系統(tǒng)至門式墩柱蓋梁上方高程5～10cm后鎖住錨梁及精軋螺紋吊桿，然后再進(jìn)行縱移過孔。需要增設(shè)1套提升系統(tǒng)，投入費(fèi)用約20萬元，工期每孔2～3天。

（2）借助大型起重設(shè)備，逐級(jí)增加中支腿及后行走支腿的高度。施工作業(yè)場地大（影響施工便道交通時(shí)間長），地基承載力要求高。施工作業(yè)時(shí)需要2臺(tái)600t以上大型的起重設(shè)備聯(lián)合作業(yè)，作業(yè)難度和危險(xiǎn)性較高；每孔工期2天，成本15～20萬元。

（3）采用大行程液壓缸替換中支腿及后行走支腿上液壓缸。移動(dòng)模架重心隨著提升高度的增加，穩(wěn)定性會(huì)逐漸減小，作業(yè)危險(xiǎn)性增大；大行程液壓缸需要6臺(tái)，每臺(tái)約15萬元，成本增加較高。

（4）采用多次整機(jī)的拆除與安裝。每次費(fèi)用約45萬元，工期60天。

綜合比較上述方案，第一種方案，施工作業(yè)安全性、可靠性高，易于操作，成本低經(jīng)濟(jì)性顯著。

4.結(jié)束語

MSS32-900上承式移動(dòng)模架借鑒過去施工中的經(jīng)驗(yàn)，在方案設(shè)計(jì)上進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，采用提升外模板系統(tǒng)后，進(jìn)行縱移過跨。妥善解決了縱移跨過門式墩并進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁施工的技術(shù)難題，提升了作業(yè)效能，其安全性、可靠性突出，具有良好的推廣價(jià)值。