林泗益

廈門中平工程監(jiān)理咨詢有限公司（361000）

淺析橋梁移動模架施工工藝

林泗益

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移動模架系統(tǒng)簡稱MSS，是橋梁施工的先進方法，是一種自帶模板，利用承重梁支承模板，對混凝土梁進行逐孔現(xiàn)場澆注的施工機械。其施工周期短、適用范圍廣、施工交通影響小、工序程序化、線形易于控制、不需要進行基礎(chǔ)的處理等特點，使大型橋梁施工向機械化、自動化和標準化的方向邁進了成功的一步。文章以福州長平高速松下跨海特大橋移動模架為例，簡要介紹了其構(gòu)造及施工工藝。

橋梁；移動模架；施工工藝

1 工程概況

松下跨海特大橋橋梁結(jié)構(gòu)形式為左幅2×(5×58 m)+3×(4×58 m)（共 5 聯(lián) 22 跨）、 右幅 2×(5×58 m)+3×(4×58 m)+（46.742+49.5+49.5 m）（共 6 聯(lián) 25 跨）雙幅、單箱單室斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，位于半徑1 350 m的圓曲線上、緩和曲線上、直線上。箱梁通過梁體旋轉(zhuǎn)形成橋面2%～4%漸變橫坡和超高。

2 工程創(chuàng)新點

1）目前國內(nèi)高速公路跨徑第一的下行式移動模架，移動模架跨徑達58 m，首跨澆筑68 m，箱梁一次澆筑成型，澆筑方量大，最大澆筑方量近1 000 m2。

2）橋面曲線半徑較小，而每一孔澆筑混凝土方量大，導(dǎo)致橋面標高及線形不易控制，為適應(yīng)小半徑曲線制梁，移動模架導(dǎo)梁和主梁采用鉸接的方式，可進行平轉(zhuǎn)。

3）8級強風(fēng)時，移動模架過孔保證安全。本項目移動模架過孔存在三個較大的不利因素:①橋位處于強風(fēng)區(qū)（全年平均風(fēng)速8.42 m/s，全年大于8級大風(fēng)232 d，為福建省強風(fēng)區(qū)之一）；②雙幅橋間距近（僅50 cm），兩套移動模架間距小，過孔困難；c、橋面曲線半徑小，過孔折角大。

3 移動模架的構(gòu)造

松下跨海特大橋的混凝土箱梁施工共投放兩臺58 m移動模架。移動模架系統(tǒng)主要由牛腿、推進平車、主梁、導(dǎo)梁、橫梁、后吊梁、中吊點橫梁、前支撐橫梁、外模及內(nèi)模組成。每一部分都配有相應(yīng)的液壓或機械系統(tǒng)。

各組成部分結(jié)構(gòu)功能簡介如下:

1）牛腿

牛腿是由箱形梁組拼成的三角形空間結(jié)構(gòu)，φ40的高強度精軋螺紋鋼筋將牛腿與橋墩緊貼一起。由牛腿把模架承受的壓力傳遞給橋墩。牛腿伸入橋墩的承剪梁在牛腿的下部，牛腿的上部只在側(cè)向抱緊橋墩。牛腿上部設(shè)有橫移滑道，小車可在橫移油缸的作用下在其上部做橫移動作。牛腿下部有承剪梁，伸入到橋墩所開的洞內(nèi)并墊20 mm橡膠板（帶夾織物橡膠板）。牛腿上部由精軋螺紋對拉。

圖1 牛腿結(jié)構(gòu)圖

2）小車

推進平車是整機動作的執(zhí)行部件:升模、落模由小車的頂升油缸完成；縱移及倒運牛腿腿動作由小車的縱移油缸完成；另外還有小車提升機構(gòu)、橫移機構(gòu)和吊掛輪機構(gòu)均作為倒運牛腿的輔助機構(gòu)，以共同完成倒運牛腿的動作。

3）主梁

主梁為對稱的兩組鋼箱梁，橫斷面尺寸為2 500 mm×4 770 mm。主梁長為76.2 m，分為6節(jié)，兩榀主梁共有12個節(jié)段。其單節(jié)最大重量45.4 t，每節(jié)通過節(jié)點板用高強螺栓連接。

主梁采用Q345B材質(zhì)。主梁腹板開孔，以減輕重量同時增加梁內(nèi)采光，并且可以從開孔處進入到橫梁內(nèi)。主梁腹板內(nèi)側(cè)設(shè)有法蘭座，以安裝橫梁。主梁下蓋板兩邊有供小車前移的軌道。下蓋板中間有縱移推進機構(gòu)，供縱移油缸使用，使模架縱移過孔。

4）鼻梁

鼻梁的作用是為模架前移過孔和牛腿自行倒運提供支承點。鼻梁設(shè)計為矩形桁架結(jié)構(gòu)，分為四節(jié)，鼻梁總長51.8 m。鼻梁與鼻梁之間采用節(jié)點板用高強螺栓連接。鼻梁底部設(shè)置有與主梁軌距相同的縱移軌道。為適應(yīng)平曲線，要求鼻梁與主梁采用鉸接方式，并每接頭設(shè)4組機械鎖保持主鼻梁穩(wěn)定。

5）橫梁

橫梁為底模的支撐架，為桁架結(jié)構(gòu)。左右橫梁設(shè)對接導(dǎo)向裝置，主要作用為左右兩片橫梁定位，且使兩邊的橫梁在合模時更易對接。左右橫梁通過高強螺栓連接。

6）外模板

外模由底板、腹板、肋板及翼緣板組成。底板分塊直接鋪設(shè)在橫梁上，并與橫梁相對應(yīng)。每對底板沿橫梁銷接方向由普通螺栓連接。腹板、肋板及翼緣板也與橫梁相對應(yīng)，并通過在橫梁設(shè)置的模板支架及支撐來安裝。

采用“底模包側(cè)模”方式實現(xiàn)澆筑帶平曲線混凝土箱梁:側(cè)模采用分段（約7 m）結(jié)構(gòu)，可在底模上滑動，這樣可通過一系列的折線擺出平曲線。

另外，為減小現(xiàn)澆梁與已澆梁的錯臺，在距已澆梁端600 mm處設(shè)置了外模拉桿，防錯臺后吊梁總裝。

7）前橫梁

前橫梁的作用之一是將左右兩組鼻梁聯(lián)接成一體，加強其橫向穩(wěn)定性；作用之二是為移動模架自動倒腿提供支承。

前橫梁為箱形結(jié)構(gòu)，配有2個液壓千斤頂，可以使其在倒運支承腿時進行升降動作，方便支腿安裝。前橫梁中間為銷軸連接，在過孔時，拆除銷軸，前橫梁從中間打開，分為兩半。在合模時，左右兩部分連接在一起。前橫梁油缸液壓站設(shè)置于一側(cè)鼻梁上方，無液壓站側(cè)油缸通過中部快速接頭連接。

8）中橫梁

中橫梁作用:在過孔時，為模架自動倒腿提供支點，承載主梁及支腿。中橫梁與主梁之間通過φ40（PSB930）精軋螺紋鋼連接。每跨施工時，應(yīng)在梁翼緣預(yù)留Φ120～540 mm的預(yù)留長條孔，用來穿吊桿。中橫梁下方配有走行車輪，可在梁面上走行。

9）后橫梁

后橫梁的作用有三個:一是為模架自動倒腿提供支點，承載主梁及支腿。當(dāng)模架倒運支腿時，需前、中、后橫梁一起受力，然后再進行倒運支腿。二是作為模架開模時動力之一,后橫梁上有橫移油缸，開模時，同時啟動中墩小車及后橫梁上的橫移油缸，打開主梁。三是作為模架縱移過孔時后支點。當(dāng)模架縱移時，后橫梁提吊主梁后端，在后橫梁和中墩小車縱移油缸共同推動下，模架整體向前縱移。

10）液壓系統(tǒng)

移動模架系統(tǒng)配有8套液壓系統(tǒng)，其中4套小車液壓系統(tǒng)，1套后吊梁液壓系統(tǒng)，1套中吊梁液壓系統(tǒng)，1套前橫梁液壓系統(tǒng)，1套模板折疊液壓系統(tǒng)。每個液壓站包括油箱、液壓泵、電機、吸油濾清器、回油濾清器、溢流閥、壓力表、油溫液位計等。

控制元件及管路：包括手動換向閥、截止閥、單向閥，及帶快速接頭的軟管和連接用鋼管。通過截止閥的開關(guān)和換向閥的換位，可分別使各執(zhí)行元件動作。

4 施工工藝流程

移動模架施工工藝流程為:施工準備工作→移動模架安裝→移動模架預(yù)壓及預(yù)拱度設(shè)置→箱梁梁體施工→移動模架脫模過孔→循環(huán)完成箱梁施工后拆除移動模架。

5 移動模架施工關(guān)鍵技術(shù)

5.1 移動模架安裝

本工程采用2套移動模架分左右幅進行施工，左右幅均由小樁號向大樁號施工。拼裝位置在0#臺、1#墩之間，計劃采用頂推法拼裝，利用0#橋臺前的平地作為主要的拼裝場地，鼻梁地面拼裝整體吊裝，逐節(jié)頂推安裝主梁等構(gòu)件，然后利用汽車吊或者履帶吊高空安裝其他構(gòu)件并進行預(yù)壓等后續(xù)工作。主要拼裝順序為:牛腿和推進小車→鼻梁→主梁→橫梁→模板→前中后橫梁。

5.2 移動模架預(yù)壓

本工程施工區(qū)域臨近海邊，取水比較方便，預(yù)壓擬采用砂袋配合加水進行預(yù)壓。模擬移動模架實際所承受的荷載，觀察移動模架的受力變形以及承載的安全性，將變形數(shù)據(jù)與理論變形數(shù)據(jù)進行對比，以確定移動模架的預(yù)拱度值。

5.3 預(yù)拱度設(shè)置

根據(jù)預(yù)壓取得移動模架工作的各項參數(shù)，繪出移動模架加卸載變形曲線圖，計算出移動模架的綜合剛度系數(shù)，并監(jiān)測鋼箱主梁撓度及加載預(yù)壓后的撓度變化情況。當(dāng)移動模架安裝完成后，即可進行標高及中線調(diào)整。模板控制標高=設(shè)計標高+施工預(yù)留拱度。設(shè)計標高由設(shè)計院提供。施工預(yù)留拱度由設(shè)計院提供的理論預(yù)留拱度結(jié)合現(xiàn)場移動模架施壓測試數(shù)值（如彈性變形值）及已完箱梁的實測標高等因素計算而得。設(shè)置合理的預(yù)拱度，以使完成后的箱梁在縱向線型保持平順美觀,符合設(shè)計要求。

5.4 箱梁梁體施工

箱梁梁體施工的工藝流程為:模板清理并涂脫模劑→綁扎底板、腹板鋼筋→安裝預(yù)應(yīng)力管道及穿鋼鉸線→內(nèi)模安裝→綁扎頂板鋼筋→封頭模板安裝→澆筑箱梁混凝土→預(yù)應(yīng)力張拉。

5.5 其他施工關(guān)鍵問題

1）移動模架脫模過孔、拆除，應(yīng)加強現(xiàn)場指揮，做好各項施工準備措施、安全應(yīng)急措施，禁止在大風(fēng)、雷雨、大霧等惡劣天氣下進行施工作業(yè)，以確保施工安全。

2）工程施工中的移動模架等施工結(jié)構(gòu)，從設(shè)計至施工結(jié)束應(yīng)充分考慮本地區(qū)的風(fēng)荷載，使結(jié)構(gòu)具有抗風(fēng)、防臺能力，并嚴格組織穩(wěn)定性監(jiān)測和控制，保證施工結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

3）本工程支撐體系主要采用精軋螺紋鋼，每根精軋螺紋鋼的施工質(zhì)量都極為重要，是保證支撐體系能否形成整體，從而確保其穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

6 結(jié)語

移動模架施工是一種先進的橋梁施工技術(shù)，為使移動模架施工得到更好的改進和推廣應(yīng)用，有必要結(jié)合我國實際，從移動模架設(shè)計、施工和養(yǎng)護等方面制定整套指南或規(guī)程，以滿足我國橋梁建設(shè)發(fā)展需要。