移动模架造桥机制梁施工机理

第２１期总第１５１期　内蒙占科技与经济　Ｎｏ．２１，ｔｈｅ　１５１ｔｈ　ｉｓｓｕｅ　２００７年１１月　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｎｏｖ．２００７　移动模架造桥机制粱施工机理　张小娟　（中铁六局集团公司，北京　１０００３６）　摘　要：新建温福（温州至福建）客运专线桥的梁体设计均为大跨度，采用移动模架制梁，经过施工　实践，将移动模架制梁的工作机理作了详细的介绍，以供参考。　关键词：移动模架；制梁；机理　中图分类号：Ｕ４４５．４６３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７－－６９２１（２００７）２１—０４６０～０２　１　工程概况　桥机工作时，造桥机主梁及其模架、模板、箱梁钢筋　大云特大桥位于新建温福客运专线福安市下白　及混凝土等荷载均通过牛腿传递至造桥机支腿，并　石镇的幸福村与宁德市八都镇的云淡岛之间的跨海　通过支腿传递至墩身或混凝土箱梁顶面。　大桥，里程范围为ＤＫ１９６＋１７１．９７～ＤＫ１９８＋　导梁由２节空腹箱形梁组．０２，为辅助整机过孔　６０８．２７，全长２　４３６．３ｍ。下部有墩台７５座，除０＃　的结构。各节间以精制螺栓连接，导梁下炫焊有２　台～７＃墩为明挖基础外，其余均为中１．２５ｍ钻孑Ｌ灌　根５０ｍｍ走道方钢，供整机纵向移动使用。　注桩基础，群桩式承台，圆端式桥墩，矩形空心桥台。　２．２．２前、后支腿　上部均为３２．６ｍ预应力钢筋砼简支箱梁，本桥简支　前、后支腿是造桥机主梁的直接支承结构。前　箱梁采用移动模架施工方法。　支腿支承在前墩墩顶，是造桥机工作状态的前支点。　２移动模架简述　前支腿整体为门式结构，由支腿立柱、支腿横梁、横　移动模架造桥机采用桥面上支承，利用钢箱梁　向微调机构、托辊轮箱、吊挂轮、液压系统等构成。　支承模板，通过模板开合、模架纵移等功能，实现对　造桥机工作时，竖向荷载通过钢箱梁牛腿依次传递　混凝土梁原位现浇、逐孑Ｌ成桥的施工技术。　至支承油缸、横向微调机构、支腿横梁、支腿立柱、墩　２．１　主要技术参数　顶。　①一次现浇梁片重量约９００ｔ；②现浇梁片跨度　后支腿在后跨已浇筑的混凝土箱梁顶面安装，　３２．７ｍ；③整机自重约３８０ｔ；④整机纵移速度０．５ｍ／　是造桥机工作的后支点。后支腿无立柱结构，其他　ｍｉｎ；⑤工作时支点最大支反力约５６０Ｔ；⑥整机功　结构与前支腿相同，通过锁定垫块支承在混凝土箱　率５０ｋｗ；⑦整机外形尺寸：６２．５ｍ（长）×１８．８５ｍ　梁顶面，垫块尺寸能满足箱梁混凝土局部承压要求。　（宽）×１０．３ｍ（高）；⑧平均施工速度约１２天／孑Ｌ；⑨　２．２．３　立柱　适应曲线半径ｒ＞３　０００ｍ；⑩适应纵坡／横坡为　立柱为桁架结构，上下均设置连接法兰，下端与　１．２％／２％。　墩顶预埋件连接，上端与支腿横梁连接。在纵移过　２．２主要结构及其功能　孑Ｌ阶段，立柱与墩顶间设置斜拉机构，－Ｎ证纵移过程　移动模架造桥机分为承重主梁及导梁、前后支　中立柱的稳定性。　腿、纵移辅助支腿及配重、挑梁及吊杆、侧模架及底　２．２．４横梁及横向微调机构　模、液压和电气系统等部分，构成一个完整的承载结　支腿横梁为箱形结构，底部与立柱通过法兰连　构体系。　接，顶部安装横向微调机构。在需要横向微调及过　２．２．１承重主梁及导梁　孑Ｌ前预偏时，通过液压油缸在支腿横梁上的滑道梁　由１组钢箱梁及导梁构成。钢箱梁含４节承重　横向移动。　钢箱梁、１节辅助钢箱梁和４组接头，各节间以精制　２．２．５　吊挂轮　螺栓连接，单节最大重量２５ｔ，箱梁全宽２　５２０ｍｍ，　吊挂轮挂在主梁两侧的吊挂走道上，通过卷扬　全高３　２００ｍｍ，下翼缘设２根５０ｍｍ高轨道方钢，供　机锁定牵引支腿横梁以实现支腿纵移。　整机纵移使用。腹板根部设有吊挂角钢及加劲，作　２．２．６托辊轮箱　为支腿吊挂的轨道，同时起到保证腹板根部在轮压　托辊轮箱每支腿共有两组，包含大轮箱、小轮　作用下不发生局部扭曲。辅助钢箱梁位于主梁尾　箱、支座、托辊轮等结构。每组轮箱有１个支座、１　部，为正交箱形结构，底部安装有辅助支腿及吊挂移　个大轮箱、２个小轮箱和４个托辊轮，形成桥式结　动卷扬机。钢箱梁在支腿部位设有支撑牛腿，在造　构，使托辊轮均匀受力；支座布置在大轮箱的中部，　收稿日期：２００７—０８—１２　・４６０・　维普资讯 http://www.cqvip.com

张小娟・移动模架造桥机制梁施工机理　两个小轮箱对称于支座布置在大轮箱内部，每个小　２００７年第２１期　由对接法兰连接成整体，构成一个工作单元。该工　作单元共有４个吊挂点．夕　侧通过吊挂轮吊挂在侧　模架的下弦杆上，内侧通过吊杆吊挂在挑梁或己浇　筑的混凝土箱梁上。当模架过孑Ｌ时，拆除底模架工　作单元中的对接法兰螺栓和吊杆，此时底模架由吊　挂轮和托辊轮支承，并可在侧模架的下弦杆上滑移。　２，２，１２侧模架及侧模底模架及底模　侧模架左右对称，通过吊挂臂与挑梁连接；通过　轮箱包含２个托辊轮，两组轮箱对称布置在横梁上。　轮箱铰座与横梁顶部滑道分配梁为圆管铰接，这样　整个轮箱可以水平旋转一定角度，适应性更好。轮　箱是主梁纵移的滚动支撑。主梁走行前，梁体下降，　梁底的走道方钢落在轮箱的托辊轮上。　２，２，７支腿液压系统　前后支腿液压系统配置基本相同，每套都含有　两只支腿油缸、一只横移油缸和一台泵站。前后支　下弦杆与底模架连接。仅因设置预拱度的需要，每　腿油缸为双作用油缸，工作推力３００ｔ，行程２４０ｍｍ；　横移微凋油缸为双作用油缸，工作推（拉）力２０ｔ，行　程４００ｍｍ。　２，２，８纵移辅助支腿及纵移机构　本例造桥机纵移机构安装在辅助支腿处，它由　纵移油缸、固定耳座、移动耳座、移动滑道和定位销　轴等组成。一端通过连接滑动走道上，另一端通过　移动耳座连在后支腿横梁上。其推移步距为１　０００　ｍｍ，推移合力约２×２０ｔ。其中移动滑道预留孑Ｌ布　置长横担梁连接的固定方式，同时该固定装置兼作　整机纵向锁定机构。　纵移机构工作过程：整机需要过孑Ｌ移位时，先将　移动滑道一端与后支腿横梁绞座收至最小行程，同　步顶推１ｍ后，将后支腿千斤顶起顶脱空移动滑道，　回收纵移千斤顶ｌｍ，收到后支腿千斤项并脱空，继　续千斤顶项推１ｍ，实现步进式纵移的原理。其主要　组件：①纵移油缸：纵移油缸为杆端外螺纹、杆头耳　环连接的双作用工程油缸。公称推力：２０ｔ，工作压　力：１６ＭＰａ，工作行程：１　１００ｍｍ。②移动耳座：由耳　板、滑块和卡块等组成，可以在主梁的对应滑板上做　水平方向滑动而不翻转。③定位销轴：　６０销轴，带　有手把，可以方便装拆。　２．２．９挑梁及吊杆　挑梁为桁架结构，位于主梁的两侧，负责吊挂模　架，将模架的荷载传递给主梁。挑梁每两根为一组，　每组中间用联结系连接；整个造桥机含挑梁系统１０　组。吊杆是附属在挑梁上的传力结构，顶端与挑梁　相连，下端与模架锚固。为便于安装、拆卸，吊杆分　为上、中、下三节，节间通过连接器连接，吊杆拆除　时，旋动下方螺母即可。　２．２．１０模架及底模架　模架包括底模架和侧模架。是箱梁混凝土的直　接支承体系；工作时，左右两片底模架以承压型８．８　级螺栓对拉，形成整体。底模架的上弦杆与吊杆相　连，其外侧分别布置有吊挂轮和托辊轮，与侧模架的　下弦杆连接。侧模架吊挂在挑梁外端。　过孑Ｌ时，底模架对拉螺栓解除，拆除吊杆，底模　架以侧模架的下弦杆为依托通过液压系统向外顶推　滑动，达到理想位置后与侧模架临时固定。施工时　必须注意的是，底模架与底模始终保持一体；侧模架　与侧模始终保持一体。侧模架设有可调撑杆用以固　定模板和辅助拆模。　２．２．１１底模架　底模架共８个，正反各４个。该模架左右对称，　片侧模架吊挂杆的长度有所不同。侧模架上设置了　可调撑杆，以调节侧模的位置并辅助拆模。　底模是箱梁混凝土的支撑及成型体系，由钢板　和型钢组焊而成，为适应施工需要及满足运输需要，　纵横向与模架对应分块制造。为脱模及造桥机施工　方便，在纵桥向两相邻模板间留２０ｍｍ的缝隙，底模　与底模架间以螺栓连接固定，以利于脱模及过孑Ｌ。　侧模包括腹板模板及翼板模板，均通过螺栓固　定在侧模架上。侧模与侧模架间通过可调机构连　接，以利于模板调整定位。　２．２．１３　电气系统　电气系统采用３８０Ｖ三相四线制交流供电，零　线与机体连接，电源进线电缆容量不得小于２５０Ａ，　由主配电柜接入。电缆两端采用多芯接插件，在柜　屏上布置互联电缆接线端，便于拆接、检修和应急处　理。各液压站电气系统采用变压器和整流电路，为　控制回路提供２４Ｖ直流电源。整机主操作柜置于　移动模架造桥机后部Ｌ号梁内集中控制。整机总　功率约５０ＫＷ（不含混凝土施工用电源）。　３　移动模架造桥机施工步骤　３．１　过孔前准备工作　①箱梁张拉完毕，拆除墩顶散模及墩顶处侧模　对拉设施；②拆除吊杆、拆除底模及侧模纵横向连接　螺栓，拆除模架横向对拉螺栓；③辅助支腿油缸伸出　与桥面顶紧，后支腿油缸收回脱空并吊挂前移至指　定位置；④辅助支腿及前支腿支承油缸收回脱空，整　机下降０．１８ｍ；⑤底模架横移开启并临时锁定，准备　第一次过孑Ｌ。　３．２　吊挂前移　①启动造桥机纵移机构，整机前移１０ｍ后停　止；②造桥机后支腿与桥面竖向预应力筋或桥面预　留吊杆孔锁定；③后支腿油缸伸出顶升０．１ｎ　，前支　腿脱空，准备吊挂前移。　３．３第二次前移过孔　①辅助支腿与桥面竖向预应力筋或桥面预留吊　杆孑Ｌ锁定；②前支腿脱空后吊挂前移至前墩顶指定　位置安装，并将立柱与墩顶临时斜拉杆张紧，立柱与　墩顶预埋件间锁定，经检查无误后，后支腿油缸收　回，准备第二次前移过孑Ｌ。　３．４现浇整片梁体　①启动造桥机纵移机构，整机前移２２．７ｍ后到　位；②横移关闭底模架，连接左右模架间连接螺栓；　③前后支腿油缸顶升０．１８ｍ至工作状态并锁定；④　安装吊杆并调整，模板测量并调整，（下转第４６４页）　・４６】・　维普资讯 http://www.cqvip.com 总第１５１期　度，再者浇筑砼时最好不要让砼在太阳下直接爆晒。　内蒙古科技与经济　右，控制在规范规定范围内，未发现异常现象。　２、２　温度的控制和防止裂缝的措施　施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良　好，自来水预可先放人地下蓄水池中降温。　２．１、７改进施工技术　为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度　和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如　下：　、施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于　钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝　产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压，以　消除初期裂缝，并加强早期养护，提高砼抗拉强度。　２．１．８加强砼浇筑后的养护　采用改善骨料级配，用于硬性混凝土，掺混合　料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水　泥用量；拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降　砼浇筑后，应尽快回填土——土是砼最好的养　护材料之一。目前这是砼保温保湿养护的最有效方　法，对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温　低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑　厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通　人冷水降温；规定合理的拆模时间，气温骤降时进行　表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；施　工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在　寒冷季节采取保温措施；改善约束条件的措施是：合　理地分缝分块；避免基础过大起伏；合理的安排施工　工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。　在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往　往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高　于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表　养护，在混凝土施工期间可通人冷却循环水，以便加　快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护　措施，可有效降低混凝土的温升值，且可大大缩短养　护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。　２．１、９加强技术管理　加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按　照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到　人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录，　认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施　加以杜绝。在变截面施工前，一定要加强预测，并保　面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大　的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初　期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，　此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温　证预测的科学性。同时在实施过程中，要切实落实　施工方案。　２．１．１０加强混凝土的测温工作　度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应　力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的　为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化　值，在承台内埋没若干个测温点，采用Ｌ形布置，每　个测温点埋设温管２根，测量混凝土中心的最高温　升，另一根管底距承台上表面ｌＯＯｍｍ．测量混凝土　的表面温度，测温管均露出混凝土表面ｌＯＯｍｍ。用　１００的红色水银温度计测温，以方便读数。第ｌ～５ｄ　拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如　果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，　如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉　应力，具有显著的效果。　２．３混凝土的早期养护　实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深　每２ｈ测温１次，第６ｄ后每４ｈ测温１次，测至温度　稳定为止。从已有施工经验的测温情况看，混凝土　内部温升的高峰值一般在３．５ｄ内产生，３ｄ内温度　可上升到或接近最大温升，内外温差值在２０℃左　度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地　区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保　温对防止表面早期裂缝尤其重要。　＜＞●０●＜）●—Ｉ　‘●＜＞●＜）●＜）●Ｃ、‘＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●　＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞‘＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞‘＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●＜＞‘＜＞‘＜＞●＜＞●＜＞‘＜＞●＜＞●＜＞●＜＞●　（上接第４６１页）拆除前支腿立柱临时斜拉杆；⑤绑　扎底板、腹板钢筋及预应力筋；⑥安装拆装式内模完　毕；⑦绑扎顶板钢筋及预应力筋；⑧浇筑箱梁混凝土　较重，在２０ｔ～２４．３ｔ之间，考虑用ＫＨ１８０履带吊　（５０ｔ）来进行拼装。具体拼装步骤如下：　安装墩顶立柱及其支腿结构一安装１＃、２＃、３　＃临时支墩一安装１＃、２＃、３＃钢箱梁一拆除１＃　临时支墩一安装４＃钢箱梁一拆除所有临时支墩一　悬臂拼装６＃、７＃钢箱梁一安装挑梁系统一安装模　并养生；⑨混凝土养生至张拉强度，进行预应力张拉　作业。　３．５移动模架造桥机拼装　根据本桥箱梁的设计及移动模架造桥机的特　架系统一安装底模、侧模一安装箱梁钢筋、预应力等　点，在温州侧０＃一１＃墩（４４＃一４５＃墩）问进行拼　装移动模架，拼装前在０＃台～１＃墩（４４＃一４５＃　附件一安装内模及其支撑系统一安装顶板底模及人　行道板底模。　４移动模架施工特点　无需梁场，少占耕地；机动灵活，可迅速转场；设　４．１　优点　墩）间设２个临时支墩，每个临时支墩基础由四根钢　管桩组成，再在钢管柱基础上设分配梁拼装支架，然　后在其上拼装移动模架造桥机。待模架安装全部完　成后，即可进行混凝土浇筑，然后模架总体往前方温　州方向移动，逐跨施工其余箱梁。　本形移动模架造桥机总的拼装顺序为：钢箱梁　一挑梁系统一模架系统一底模一侧模一钢筋、预应　力一顶板底模。钢箱梁拼装采用在接头处设置钢管　柱临时支架的施工方法。由于钢箱梁１＃～４＃节　・备投入少，研制风险低；作业程序清晰、结构受力明　确、模架强度高，不受桥下地质条件的。　４．２　缺点　移动模架具有野外、高空和流动的特点，管理跨　度大，资源凋配难，安全质量控制任务艰巨。　４６４・