單線鐵路墩頂支承下行式移動(dòng)模架綜合施工技術(shù)

李麗琴

(中鐵十七局集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

1 工程概況

新建鐵路大理至臨滄線為設(shè)計(jì)時(shí)速160 km/h單線鐵路，曼秧村特大橋位于云南省臨滄市。橋梁全長(zhǎng)829.58 m，全橋位于“V”字形沖溝內(nèi)，最高墩64 m，平均墩高47 m，橋跨布置為16～48 m簡(jiǎn)支箱梁，梁長(zhǎng)50.2 m，設(shè)計(jì)跨徑48 m，采用中承式移動(dòng)模架整體現(xiàn)澆，整孔后張法施工。

主要技術(shù)重難點(diǎn)：

(1)橋梁首跨所處地形高差大，移動(dòng)模架拼裝、拆除是主要控制安全風(fēng)險(xiǎn)；

(2)移動(dòng)模架架橋機(jī)過(guò)孔控制是技術(shù)重點(diǎn)之一；

(3)移動(dòng)模架現(xiàn)澆箱梁模板線形控制是箱梁質(zhì)量關(guān)鍵；

(4)單線鐵路48 m跨移動(dòng)模架施工在國(guó)內(nèi)可借鑒經(jīng)驗(yàn)少。

2 移動(dòng)模架主要特點(diǎn)

曼秧村特大橋橋墩高，橋址地形復(fù)雜，模架拼裝受限，鋼筋安裝、混凝土澆注困難；且橋梁跨度大，模架制作需有足夠的剛度及強(qiáng)度；此外，橋墩相對(duì)于梁體寬，傳統(tǒng)模架開(kāi)模方式過(guò)橋墩安全風(fēng)險(xiǎn)高。

針對(duì)本橋特點(diǎn)對(duì)移動(dòng)模架進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用桁架式導(dǎo)梁及鋼箱主梁的組合式移動(dòng)模架，根據(jù)箱梁?jiǎn)蜗鋯问抑备拱褰孛娼Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化鋼箱主梁的斷面形式及在墩頂設(shè)置移位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)模架直接在墩頂縱移及橫移。移動(dòng)模架主要由主體框架、墩頂移位系統(tǒng)、底模橫向位移裝置、底模結(jié)構(gòu)體系、側(cè)翼模結(jié)構(gòu)體系、MHh(3+3)龍門(mén)吊、平臺(tái)走道、端模系統(tǒng)、內(nèi)模系統(tǒng)、電控液壓控制系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等組成，整機(jī)重560 t。

優(yōu)化設(shè)計(jì)的移動(dòng)模架具有如下特點(diǎn)：

(1)受環(huán)境影響較小，可在復(fù)雜地形條件下施工，應(yīng)用在高墩大跨度橋梁中更顯優(yōu)勢(shì)；

(2)直接在墩頂處安裝支撐體系，受力結(jié)構(gòu)良好，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性；

(3)采用底模平抽加主梁橫移，避開(kāi)橋墩墊石的開(kāi)模方式，動(dòng)作簡(jiǎn)單、安全；

(4)移動(dòng)模架整體上升下降、橫向開(kāi)關(guān)閉合、縱向移動(dòng)過(guò)孔均為液壓控制，移動(dòng)平緩、安全系數(shù)高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，施工效率高；

(5)配置2臺(tái)2×3 t門(mén)吊，方便現(xiàn)場(chǎng)鋼筋倒運(yùn)和內(nèi)模組裝；

(6)墩頂移位裝置可橫向移動(dòng)，便于調(diào)整主框架平面位置，便于曲線過(guò)孔作業(yè)；

(7)整機(jī)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可以反向走行及反向施工；

(8)采用路基上步進(jìn)式拼裝方式，占用場(chǎng)地不大，所需起重設(shè)備小，拼裝過(guò)程簡(jiǎn)單、安全；

(9)安拆底模中縫螺栓的操作平臺(tái)可縱向移動(dòng)，橫向打開(kāi)過(guò)墩；

(10)采用大塊的平面模板設(shè)計(jì)，節(jié)段少，剛度大，接縫少，澆注質(zhì)量容易控制。

3 移動(dòng)模架拼裝拆除技術(shù)

曼秧村特大橋吊裝場(chǎng)地受限，從橋下吊裝模架組裝件難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)大，移動(dòng)模架拼裝采用橋臺(tái)后路基上拼裝頂推就位的方案。

移動(dòng)模架拼裝順序：場(chǎng)地處理→安裝臨時(shí)支墩→安裝墩頂位移機(jī)構(gòu)→安裝移動(dòng)模架主梁→模板系統(tǒng)安裝→電控、液壓系統(tǒng)安裝→輔助設(shè)施安裝。

分段頂推拼裝模架共分六個(gè)步驟。

第一步拼裝30 m前導(dǎo)梁，通過(guò)布置好的支座走行上支架；

第二步再拼裝主梁節(jié)段及模板等構(gòu)件；

第三步依次拼裝剩余主梁節(jié)段及模板等構(gòu)件，繼續(xù)前行模架；

第四步依次拼裝后導(dǎo)梁，繼續(xù)前行模架至制梁位；

第五步安裝主梁橫移至制梁中心距。安裝梁面門(mén)吊，利用門(mén)吊安裝側(cè)模、翼模；

第六步進(jìn)行模架調(diào)整、固定，完成后即可進(jìn)入下道工序。

移動(dòng)模架拆除步驟與模架安裝步驟相反，同樣需在0#臺(tái)前搭設(shè)支架，逐段移出梁體，逐步拆除。

4 移動(dòng)模架現(xiàn)澆箱梁主要工序技術(shù)要點(diǎn)

(1)模板由移動(dòng)模架自帶，由外模、內(nèi)模、底模、端模拼裝組成，全部采用定型鋼模板，各模板與移動(dòng)模架組裝成一個(gè)整體。

底模包括橫移裝置和底模系統(tǒng)，橫移裝置由鉤掛支架、正壓輪組及反壓輪組、橫移滑靴、橫移油缸等部分組成，整機(jī)共設(shè)置2×14套。橫向移動(dòng)滑靴機(jī)構(gòu)利用杠桿結(jié)構(gòu)理論，利用內(nèi)部插銷軸角度的不同實(shí)現(xiàn)液壓油缸頂推底模內(nèi)外滑移。側(cè)模利用可調(diào)式支撐系統(tǒng)作用于承重梁上。

內(nèi)模采用可拆卸模架、分塊式鋼模。內(nèi)模板總長(zhǎng)度49.1 m，由標(biāo)準(zhǔn)段模板、變截段模板及支撐框架組成，在布設(shè)底腹板鋼筋后進(jìn)行內(nèi)模安裝作業(yè)。內(nèi)模系統(tǒng)利用人工拆卸、搬運(yùn)及安裝。單片鋼模重量不大于100 kg。

端模共分15個(gè)節(jié)，單個(gè)重量小于0.18 t，每節(jié)及各模板之間用高強(qiáng)螺栓聯(lián)接。

(2)預(yù)拱度設(shè)置：鋼箱梁制造時(shí)預(yù)設(shè)拱度，底模和梁體同時(shí)起拱，預(yù)拱度設(shè)置根據(jù)主梁承受實(shí)際鋼筋混凝土荷載加內(nèi)模自重計(jì)算，以便成橋后橋梁曲線與設(shè)計(jì)值相符。

(3)混凝土澆筑順序

箱梁混凝土澆筑從梁體低處往高處澆筑，先澆筑腹板底部倒角，左右交替全斷面對(duì)稱澆筑，當(dāng)腹板混凝土高度達(dá)到0.5 m左右，或腹板內(nèi)混凝土不下沉(隨時(shí)觀察底板混凝土情況，不能翻漿高出底板頂面)，然后從頂面中心澆筑底板，直至底板全部澆筑完成，再開(kāi)始澆筑剩余腹板混凝土，澆筑翼板，頂板直至完成。

(4)張拉注意事項(xiàng)

①?gòu)埨埃瑧?yīng)做全面檢查，確保各項(xiàng)指標(biāo)均合格，否則不得進(jìn)行張拉。

②油表和千斤頂均需檢驗(yàn)合格后方可使用，油表與千斤頂聯(lián)合使用。鋼絞線需按圖紙及相關(guān)規(guī)范要求抽檢，鋼絞線彈模由試驗(yàn)確定。

③張拉前要對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道、錨墊板等進(jìn)行檢查，確保錨墊板承壓面與張拉孔相垂。

④梁體張拉時(shí)，安排專人負(fù)責(zé)填寫(xiě)張拉原始記錄。

⑤千斤頂不允許過(guò)載，不能超出規(guī)定張拉行程；油泵移動(dòng)時(shí)將油壓表拆卸后轉(zhuǎn)送。

⑥千斤頂給油、回油規(guī)定速率平穩(wěn)進(jìn)行。避免回油過(guò)猛，產(chǎn)生較大沖擊荷載，發(fā)生滑絲。

⑦高壓油管使用前應(yīng)做耐壓試驗(yàn)，不合格的不能使用。油壓泵安全閥應(yīng)保證最大工作油壓能自動(dòng)打開(kāi)。油壓表需安裝牢固，油泵與千斤頂?shù)母鞑拷宇^均須完整緊密，確保不滴不漏。

5 移動(dòng)模架過(guò)孔施工技術(shù)

現(xiàn)澆梁在完成梁體一期張拉后，即將進(jìn)入過(guò)孔作業(yè)，在過(guò)孔前對(duì)其移動(dòng)模架液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)連接系統(tǒng)等重點(diǎn)部位進(jìn)行全面檢查。

脫模：墩頂頂升油缸收縮，模架整體下落120 mm后脫模；橫移底模油缸，使底模橫向向外開(kāi)啟，底模向兩側(cè)橫移1 890 mm；啟動(dòng)墩頂橫移油缸，模架整體向外開(kāi)移400 mm；安裝前導(dǎo)梁聯(lián)系聯(lián)連接段。

過(guò)孔：?jiǎn)?dòng)墩頂縱移油缸，整機(jī)(除門(mén)吊外)前移約18 m左右停止，采用前導(dǎo)梁上自制“擺吊”轉(zhuǎn)運(yùn)材料，安裝下一墩柱墩頂移位機(jī)構(gòu)；前方墩頂移位機(jī)構(gòu)安裝完成后，整機(jī)繼續(xù)前移大約12 m左右，再緩緩前移使后方墩頂移位機(jī)構(gòu)脫空，拆除后方墩頂移位機(jī)構(gòu)；繼續(xù)整機(jī)前移至下一跨箱梁澆筑位置。

模板安裝：?jiǎn)?dòng)墩頂橫移油缸，模架向內(nèi)橫移400 mm；下落門(mén)吊，使其落在導(dǎo)梁軌道上；安裝門(mén)吊支腿配重，安全解除平臺(tái)走道一側(cè)吊掛，門(mén)吊走行到預(yù)澆梁跨內(nèi)；重新吊掛平臺(tái)走道；拆除底模與主梁間鎖定；啟動(dòng)底模橫移油缸，兩側(cè)底模向內(nèi)橫移1 890 mm；葫蘆吊掛操作平臺(tái)并安裝保險(xiǎn)裝置；安裝底模與主梁之間的螺栓；

就位：?jiǎn)?dòng)墩頂主油缸，模架整體提升120 mm，到達(dá)制梁標(biāo)高；進(jìn)入制梁作業(yè)工序。

6 移動(dòng)模架現(xiàn)澆箱梁線型控制技術(shù)

6.1 線形控制因素

(1)模架對(duì)箱梁線形的影響

影響梁體線形控制的主要因素是移動(dòng)模架在施工過(guò)程中的變形。移動(dòng)模架變形一是主梁系統(tǒng)在自重及各種施工荷載作用下的撓度增加；二是支撐在施工荷載下的彈性壓縮變形；

(2)鋼束張拉時(shí)產(chǎn)生的上拱。

(3)徐變拱度值。

6.2 預(yù)壓承載試驗(yàn)

(1)對(duì)移動(dòng)模架的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保施工的安全；

(2)消除移動(dòng)模架的非彈性變形；

(3)獲取相關(guān)技術(shù)參數(shù)；監(jiān)控監(jiān)測(cè)鋼箱梁撓度以及試壓后的撓度變化。

6.3 現(xiàn)場(chǎng)變形監(jiān)控

為控制梁體線形，施工中對(duì)梁體標(biāo)高及平面位置進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

(1)測(cè)量控制網(wǎng)建立在橋臺(tái)、墩頂上，充分利用附近的施工控制點(diǎn)，控制網(wǎng)利用既有施工測(cè)量網(wǎng)。

(2)高程控制采用高等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量，在各墩臺(tái)頂面設(shè)置控制點(diǎn)。

7 結(jié) 語(yǔ)

(1)研制了墩頂行走的墩頂支承下行式移動(dòng)模架，省略了托架、牛腿及支腿，自重較輕，滿足了原位制梁的要求，解決了鐵路50 m箱梁在場(chǎng)地受限地區(qū)現(xiàn)澆施工的難題。

(2)研制的底模平抽開(kāi)合系統(tǒng)，避開(kāi)了橋墩、墊石，行走簡(jiǎn)單、安全、快速。

(3)研制的外模與鋼箱主梁一體化連接，在墩頂可縱移、橫移及自由升降，外模定位精確，操作簡(jiǎn)單、快速。

(4)自主研制的位于前導(dǎo)梁上的可旋轉(zhuǎn)吊具，安全可靠，操作簡(jiǎn)單，方便移動(dòng)模架與前方墩頂之間材料轉(zhuǎn)運(yùn)。

(5)采用頂推拼裝上橋的措施，解決了拼裝場(chǎng)地受限的問(wèn)題，滿足了拼裝工期要求。

該套技術(shù)先進(jìn)，操作簡(jiǎn)便，工效高，有利于保證施工安全、質(zhì)量和工期，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著，有較明顯的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，推廣應(yīng)用前景廣闊。