海上雙幅移動(dòng)模架拆除方案比選分析

0 引言

在濱海地區(qū)公路建設(shè)上，常采用多跨連續(xù)現(xiàn)澆箱梁的設(shè)計(jì)。對(duì)于大跨徑連續(xù)現(xiàn)澆箱梁，常采用移動(dòng)模架工藝進(jìn)行箱梁現(xiàn)澆施工。移動(dòng)模架也稱為“空中造橋機(jī)”，具備荷載承載力高、拼裝完成后可獨(dú)立行走、標(biāo)準(zhǔn)化施工等特點(diǎn)。在采用移動(dòng)模架完成箱梁現(xiàn)澆作業(yè)后，需進(jìn)行移動(dòng)模架設(shè)備的拆除，此時(shí)需考慮移動(dòng)模架構(gòu)件情況及末跨施工條件選擇適當(dāng)?shù)牟鸪桨浮?/p>

1工程概況

龍門大橋東輔航道橋移動(dòng)模架段現(xiàn)澆梁梁面寬16.25m、高3m，底板寬7.45m，翼板寬 3.5m ，標(biāo)準(zhǔn)施工跨徑為 50m ，采用DXZ50/2000型移動(dòng)模架進(jìn)行現(xiàn)澆施工。DXZ50/2000型移動(dòng)模架施工起始于 76^°～77^° 橋臺(tái)間路基段，自小樁號(hào)側(cè)開始向大樁號(hào)側(cè)施工東輔航道橋第八聯(lián)上部結(jié)構(gòu)，再?gòu)牡诎寺?lián)回退，向小樁號(hào)側(cè)進(jìn)行第七至第三聯(lián)上部結(jié)構(gòu)施工。第三聯(lián)箱梁施工于 55^°～56^° 跨處完成末跨箱梁現(xiàn)澆施工，隨后進(jìn)行移動(dòng)模架拆除。

移動(dòng)模架作為大型施工裝備，在其完成現(xiàn)澆箱梁任務(wù)后，需要將移動(dòng)模架設(shè)備從完成澆筑的末跨箱梁處進(jìn)行拆除并轉(zhuǎn)運(yùn)，便于后續(xù)進(jìn)行橋梁鋪裝及橋梁表面涂裝等工作。

選用適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)模架拆除方案，不僅能順利推動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)的整體進(jìn)度，減小移動(dòng)模架拆除對(duì)總體工期的影響，還可以減少拆除過(guò)程的措施成本，提升項(xiàng)目建設(shè)效益，故進(jìn)行移動(dòng)模架拆除方案比選是十分有必要的。本文將對(duì)三種不同的移動(dòng)模架拆除方案進(jìn)行介紹及對(duì)比。

2移動(dòng)模架拆除方案

2.1方案一：移動(dòng)模架倒退行進(jìn)拆除

此方案為將移動(dòng)模架移位拆除，將移動(dòng)模架進(jìn)行縱移至施工條件較好的原拼裝區(qū)域，在原拼裝區(qū)域采用履帶吊及汽車吊進(jìn)行陸上拆除及轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)。此拆除方案的關(guān)鍵在于移動(dòng)模架倒退進(jìn)行、保留原有拼裝場(chǎng)地。

移動(dòng)模架于 76^°～77^° 橋臺(tái)間路基段進(jìn)行拼裝完成后，先自小樁號(hào)側(cè)開始向大樁號(hào)側(cè)施工第八聯(lián)箱梁，隨后倒退至路基段，在路基段調(diào)整導(dǎo)梁位置，反向向小樁號(hào)側(cè)施工第七至第三聯(lián)箱梁。

在第八聯(lián)箱梁施工完成后，移動(dòng)模架采用倒退行進(jìn)工藝，將模架移動(dòng)至路基段拼裝區(qū)[1。故在移動(dòng)模架施工完成第三聯(lián)箱梁后，可以采取相同的倒退行進(jìn)工藝，將移動(dòng)模架倒退至路基段拼裝區(qū)進(jìn)行拆除。

移動(dòng)模架倒退行進(jìn)拆除方案具體操作流程如下：

（1）末跨箱梁澆筑并張拉壓漿完成后，將移動(dòng)模架開模，隨后將模板進(jìn)行折疊避免雙幅移動(dòng)模架交叉時(shí)產(chǎn)生沖突，同時(shí)調(diào)換墩旁托架上縱移油缸方向，準(zhǔn)備后退。

（2）移動(dòng)模架在后輔助支腿和前、后墩旁托架支撐下，整體縱移后退50m至前一跨。其中，后輔助支腿為將移動(dòng)模架吊掛的狀態(tài)下，與移動(dòng)模架共同在箱梁梁面行走。前、后墩旁托架錨固于墩柱為移動(dòng)模架提供支點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)模架在墩旁托架上滑行。步驟二移動(dòng)模架工況如圖2所示。

（3）移動(dòng)模架整體后退一跨完成后，將模架主梁橫移合模，安裝前、中輔助支腿，連同后輔助支腿支撐于梁面上，使用螺紋鋼筋吊掛模架主梁抬高 100mm ，使移動(dòng)模架導(dǎo)梁、主梁及模板系統(tǒng)脫離墩旁托架，依靠前、中、后輔助支腿吊掛錨固。

（4）解除墩旁托架橫向連接，啟動(dòng)橫移油缸，使墩旁托架向外橫移約600mm，在斷面位置上避開橋墩。隨后按照順序，先啟動(dòng)后墩旁托架上的縱移油缸使其后退一跨（序號(hào) ① ，再啟動(dòng)前墩旁托架上的縱移油缸使其后退一跨（序號(hào) ② 。墩旁托架縱移完成后進(jìn)行橫移安裝錨固于墩柱上。步驟四移動(dòng)模架工況如圖3所示。

（5）解除前、中、后輔助支腿的吊掛錨固，將移動(dòng)模架導(dǎo)梁、主梁及模板系統(tǒng)落于移動(dòng)后的墩旁托架上。隨后重復(fù)步驟一及步驟四，完成下一跨移動(dòng)模架倒退行進(jìn)作業(yè)。

在移動(dòng)模架循環(huán)完成倒退至路基段拼裝區(qū)后，在拼裝區(qū)進(jìn)行陸上拆除作業(yè)，采用履帶吊及汽車吊對(duì)移動(dòng)模架進(jìn)行散件拆除及轉(zhuǎn)運(yùn)，即完成移動(dòng)模架的拆除作業(yè)。

2.2方案二：搭設(shè)海上鋼平臺(tái)進(jìn)行整體下放拆除此方案為將移動(dòng)模架在末跨箱梁處進(jìn)行原位拆除，在末跨箱梁下放搭設(shè)鋼平臺(tái)作為臨時(shí)放置平臺(tái)，箱梁現(xiàn)澆完成后無(wú)須將移動(dòng)模架進(jìn)行縱向移動(dòng)，采用4臺(tái)同步千斤頂對(duì)2套移動(dòng)模架主梁進(jìn)行整體下放，下放完成后在臨時(shí)鋼平臺(tái)上進(jìn)行拆解轉(zhuǎn)運(yùn)。此拆除方案的關(guān)鍵在于臨時(shí)鋼平臺(tái)的搭設(shè)、同步千斤頂及錨固點(diǎn)的布置、整體下放過(guò)程的監(jiān)測(cè)。

在移動(dòng)模架施工完成第三聯(lián)箱梁后，可以在已完成的箱梁處進(jìn)行原位拆除，搭設(shè)整體的海上鋼平臺(tái)，將移動(dòng)模架整體下放至鋼平臺(tái)上，隨后在鋼平臺(tái)上進(jìn)行散件拆除[2-3]，其具體實(shí)施步驟如下：

（1）末跨箱梁施工前，由于鄰近掛籃施工段影響，需在移動(dòng)模架向前行進(jìn)的過(guò)程中，采用汽車吊在支棧橋上遂步拆除前輔助支腿、前導(dǎo)梁。前移過(guò)程拆除前導(dǎo)梁工況如圖4所示。完成導(dǎo)梁拆除后，進(jìn)行末跨箱梁澆筑時(shí)，移動(dòng)模架不帶導(dǎo)梁及前輔助支腿進(jìn)行作業(yè)。

在末跨箱梁施工完成前，進(jìn)行模架下放鋼平臺(tái)拼裝。鋼平臺(tái)主要承載移動(dòng)模架下放后主梁等構(gòu)件自重荷載、汽車吊拆解構(gòu)件時(shí)的作業(yè)荷載。故新增鋼平臺(tái)共3個(gè)，每個(gè)鋼平臺(tái)對(duì)應(yīng)移動(dòng)模架主梁下方，其中左右幅中間位置共用一個(gè)鋼平臺(tái)。新增鋼平臺(tái)采用與支棧橋相同的布置，縱向跨徑最大為 12m ，橫向?qū)挾葹?.5m，新增鋼平臺(tái)平面布置如圖5所示。

（2）末跨箱梁澆筑并張拉壓漿完成后，將移動(dòng)模架開模，隨后將模架外模板及中、后三道輔助支腿進(jìn)行拆除。

（③安裝整體下放吊具及千斤頂，使用4臺(tái)400t循環(huán)千斤頂將移動(dòng)模架主梁提升約10cm，使墩旁托架不再受力后，啟動(dòng)橫移油缸將墩旁托架橫移脫離墩柱。

隨后4臺(tái)循環(huán)千斤頂同步進(jìn)行作業(yè)，循環(huán)將移動(dòng)模架進(jìn)行下放。下放過(guò)程需監(jiān)測(cè)移動(dòng)模架上各吊點(diǎn)處受力情況，保證4臺(tái)千斤頂?shù)氖芰鶆?，防止出現(xiàn)某處千斤頂荷載集中的現(xiàn)象，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。千斤頂整體下放移動(dòng)模架施工立面如圖6所示。

（4）在移動(dòng)模架墩旁托架下降至鋼平臺(tái)高度后（未與鋼平臺(tái)接觸），先采用汽車吊將墩旁托架及其附屬構(gòu)件進(jìn)行拆解轉(zhuǎn)運(yùn)。隨后再啟動(dòng)下放千斤頂將移動(dòng)模架主梁下放至鋼平臺(tái)上，解除移動(dòng)模架主梁上吊具與千斤頂?shù)倪B接，采用汽車吊將移動(dòng)模架主梁進(jìn)行拆除轉(zhuǎn)運(yùn)。

（5）完成整個(gè)移動(dòng)模架拆解轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)后，將臨時(shí)海上鋼平臺(tái)進(jìn)行拆除，即完成整個(gè)移動(dòng)模架拆除作業(yè)。

2.3方案三：利用支棧橋進(jìn)行高位散件拆除

此方案為原位拆除方式，在末跨箱梁現(xiàn)澆完成后，通過(guò)后輔助支腿帶動(dòng)移動(dòng)模架主梁向前推進(jìn)，將移動(dòng)模架主梁推出一個(gè)主梁節(jié)段后進(jìn)行散件拆除，采用汽車吊對(duì)主梁節(jié)段、墩旁托架、輔助支腿的各構(gòu)件逐件進(jìn)行散件拆除。

此拆除方案的關(guān)鍵在于大噸位汽車吊選型、吊裝鋼平臺(tái)搭設(shè)、散件拆除受力轉(zhuǎn)換、構(gòu)件抗傾覆穩(wěn)定保證。

在移動(dòng)模架施工完成第三聯(lián)箱梁后，在已完成的箱梁處進(jìn)行原位拆除，采用大噸位汽車吊對(duì)移動(dòng)模架構(gòu)件進(jìn)行散件拆除。散件拆除的原則為將移動(dòng)模架向前頂推露出一個(gè)主梁節(jié)段后進(jìn)行該節(jié)段主梁拆除，拆除完成后繼續(xù)向前頂推移動(dòng)模架，以此循環(huán)進(jìn)行作業(yè)[4-5]。具體實(shí)施步驟如下：

（1）末跨箱梁施工前，在移動(dòng)模架向前行進(jìn)的過(guò)程中，采用汽車吊在支棧橋上逐步拆除前輔助支腿、前導(dǎo)梁。其施工工況同上述方案二步驟一。

（2）進(jìn)行高位散件拆除需要大噸位汽車吊，吊車支腿支反力較大，故利用現(xiàn)有支棧橋進(jìn)行加寬，搭設(shè)吊裝鋼平臺(tái)。需驗(yàn)證鋼平臺(tái)在大噸位汽車吊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際拆除的作業(yè)高度及半徑工況下承受的支反力滿足規(guī)范使用要求。

（3）末跨箱梁澆筑并張拉壓漿完成后，將移動(dòng)模架開模，拆除模架外模板。

（4）安裝后輔助支腿，在前墩旁托架啟動(dòng)縱移油缸將移動(dòng)模架整體向前頂推，直至將第一節(jié)主梁超出前墩旁托架支撐點(diǎn)。隨后進(jìn)行移動(dòng)模架主梁兩側(cè)附屬構(gòu)件拆除，包括底模桁架、配重塊、模板弦桿等。此時(shí)，可采用大噸位吊車拆除后墩旁托架。

（5）在主梁附屬構(gòu)件拆除完成后，使用大噸位吊車將主梁拆除。先提前將準(zhǔn)備拆除的主梁連接處螺栓擰松但不拔除，在使用汽車吊將主梁節(jié)段帶緊受力后，將連接螺栓進(jìn)行拔除，汽車吊將主梁構(gòu)件吊裝至鋼棧橋上運(yùn)輸車轉(zhuǎn)運(yùn)，完成該節(jié)段主梁拆除。此步驟如圖7所示。

（6）單節(jié)主梁拆除后，繼續(xù)過(guò)孔并重復(fù)步驟四及步驟五，完成除最后兩節(jié)主梁外其他主梁的拆除。

（7）倒數(shù)第二節(jié)主梁拆除。倒數(shù)第二節(jié)主梁拆除時(shí)，移動(dòng)模架往前行進(jìn)，墩旁托架位于第一節(jié)主梁接頭后方，此工況下進(jìn)行作業(yè)，需驗(yàn)算移動(dòng)模架剩余構(gòu)件的抗傾覆能力是否滿足2倍安全系數(shù)的要求，若不滿足，需在最后一節(jié)主梁上增加配重，保證倒數(shù)第二節(jié)主梁頂推過(guò)程的安全性。如圖8所示。

（8）最后一節(jié)主梁拆除。倒數(shù)第二節(jié)主梁拆除后，最后一節(jié)主梁由后輔助支腿吊掛、墩旁托架支撐。故需先進(jìn)行主梁臨時(shí)錨固于箱梁上轉(zhuǎn)換受力體系，再?gòu)纳贤乱来芜M(jìn)行后輔助支腿、主梁節(jié)段、墩旁托架拆除。

3 三種方案對(duì)比分析

針對(duì)三種不同的移動(dòng)模架拆除方案，從施工難度、施工工期、施工成本等方面進(jìn)行對(duì)比分析。具體描述見表1。

結(jié)合龍門大橋工程實(shí)際施工情況對(duì)移動(dòng)模架拆除方案進(jìn)行比選。

方案一施工成本低，但施工工期較長(zhǎng)，倒退行進(jìn)需63d，進(jìn)行至路基段后拆除模架需15d，單幅模架拆除耗時(shí) 78d 此外，雙幅移動(dòng)模架施工存在約40d時(shí)差，故倒退至路基進(jìn)行移動(dòng)模架拆除對(duì)總體工期影響長(zhǎng)達(dá)118d，對(duì)總體進(jìn)度影響較大，故不采用該方案。

方案二施工工藝簡(jiǎn)明，實(shí)際拆除作業(yè)時(shí)間短，整體下放移動(dòng)模架主梁過(guò)程1d即可完成。但該方案耗費(fèi)成本較高，需新增鋼平臺(tái)，用鋼量約500t，一次投入成本過(guò)高，故不采用該方案。

方案三僅需新增吊裝鋼平臺(tái)，用鋼量約42.3t，增加投入一臺(tái)220t汽車吊，即可完成作業(yè)。在做好安全防護(hù)，采用相應(yīng)的頂推鎖定措施后，此方案安全風(fēng)險(xiǎn)可控。另外，該方案作業(yè)時(shí)間短，僅需16d即可將主梁及墩旁托架拆除完成，僅對(duì) 55^? 橋墩邊跨現(xiàn)澆段施工帶來(lái)影響，對(duì)總體施工進(jìn)度影響范圍較小。綜上考慮，龍門大橋移動(dòng)模架拆除采用利用支棧橋進(jìn)行高位散件拆除方式施工。

4結(jié)語(yǔ)

針對(duì)龍門大橋東輔航道橋移動(dòng)模架拆除施工，其拆龍門大橋已采用本文介紹的利用支棧橋進(jìn)行高位散件拆除方案（方案三）完成移動(dòng)模架拆除作業(yè)，拆除過(guò)程受力轉(zhuǎn)換明確，未發(fā)生構(gòu)件傾覆情況，吊裝鋼平臺(tái)安全可靠無(wú)損壞。拆除轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程銜接得當(dāng)，單套移動(dòng)模架拆除歷時(shí)20d安全完成，對(duì)鄰近掛籃施工段、橋面附屬及橋梁表面涂裝作業(yè)工期未產(chǎn)生影響。采用此拆除方案達(dá)到預(yù)期效果，提升了項(xiàng)目建設(shè)效益。

除施工位于半海半島施工環(huán)境，并受鄰近掛籃施工段影響的情況，不僅需考慮減小移動(dòng)模架拆除對(duì)總體工期的影響，還需考慮降低整體施工成本。故本文對(duì)移動(dòng)模架拆除方案進(jìn)行比選，介紹了移動(dòng)模架倒退行進(jìn)拆除、搭設(shè)海上鋼平臺(tái)進(jìn)行整體下放拆除、利用支棧橋進(jìn)行高位散件拆除三種不同拆除方案施工流程及特點(diǎn)，并選擇適宜項(xiàng)目的移動(dòng)模架拆除方式。本文介紹的三種不同的移動(dòng)模架拆除方案具備不同的特點(diǎn)及適應(yīng)性，對(duì)類似工程的移動(dòng)模架施工具有參考意義，不同項(xiàng)目可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇適宜的移動(dòng)模架拆除方式，從項(xiàng)目場(chǎng)地條件及作業(yè)環(huán)境選擇移動(dòng)模架拆除方案，以實(shí)現(xiàn)施工方案的最優(yōu)化。 ⑦

參考文獻(xiàn)

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