赫宏偉

（中鐵建大橋工程局集團西北工程有限公司，寧夏銀川 750403）

簡支梁橋?qū)Φ鼗两档囊筝^低，受力簡單明確且后期維護(hù)方便，在我國鐵路橋梁建設(shè)中被廣泛采用。當(dāng)前，該類結(jié)構(gòu)的施工方法主要有支架施工、移動模架施工以及預(yù)制拼裝施工3種［1-4］。

三門峽黃河公鐵兩用大橋是蒙華鐵路、運城至三門峽鐵路（以下簡稱“運三鐵路”）及山西省、河南省規(guī)劃的運三高速公路跨越黃河的共用橋梁，橋址位于三門峽黃河公路大橋上游8.4 km，距三門峽水利樞紐壩址28.9 km，全長5.6 km。三門峽黃河公鐵兩用大橋采取公路在上、鐵路在下方案，鐵路為四線鐵路，公路為雙向六車道高速公路。公路梁與運三鐵路分別通過平曲線與蒙華鐵路逐漸分離。其中，三門峽黃河公鐵兩用大橋北引橋公鐵合建段共有16孔40 m 簡支箱梁；蒙華鐵路與運三鐵路合建段為12 孔40 m 簡支箱梁；蒙華鐵路單建段由一聯(lián)（40.7+60.0+40.7）m 3 跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁與62 孔40 m 預(yù)應(yīng)力簡支箱梁組成。北引橋公鐵合建段布置如圖1所示。

圖1 北引橋公鐵合建段布置示意

三門峽黃河公鐵兩用大橋北引橋鐵路梁的墩高超過50 m，公鐵合建段的墩高達(dá)70 m，給橋梁施工組織、質(zhì)量和安全控制帶來了巨大挑戰(zhàn)。高墩使得支架現(xiàn)澆施工的風(fēng)險較大，而預(yù)制拼裝須單獨設(shè)立制梁場地，經(jīng)濟性不高，因此北引橋簡支箱梁最終采用移動模架法施工［5-8］。

本文結(jié)合三門峽黃河公鐵兩用大橋北引橋40 m簡支箱梁施工，介紹了移動模架的結(jié)構(gòu)，并從移動模架的提升、預(yù)壓以及曲線段、公鐵合建段的過孔出發(fā)，介紹了移動模架的的制梁工藝流程。

1 工程概況

三門峽黃河公鐵兩用大橋北引橋鐵路混凝土箱梁采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土單箱室斜腹板箱梁。箱梁截面高度3.4 m，考慮2%的橋面橫坡，箱梁中心線處梁高3.488 m。箱梁混凝土強度等級為C50，單孔箱梁共使用混凝土414.6 m3，鋼絞線14.9 t，鋼筋85.5 t，單孔箱梁質(zhì)量為1 188.7 t。典型斷面如圖2所示。

圖2 箱梁典型斷面示意（單位：cm）

2 施工方案

北引橋共有90孔（按單幅計，下同）40 m鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁，孔數(shù)多，工期緊。鐵路梁與公路梁分層布置，鐵路梁在下層，公路梁在上層。引橋全線墩高超過50 m，其中公鐵合建段墩高70 m，考慮施工的安全性及經(jīng)濟性指標(biāo)，北引橋主梁采用移動模架法施工。由于鐵路梁既有單幅布置也有雙幅布置，施工涉及曲線段、公鐵合建段小空間過孔，因此專門開發(fā)了用于現(xiàn)澆施工的上行式移動模架。

2.1 移動模架介紹

ZQMS1200 上行式移動模架是為了滿足北引橋40 m 跨混凝土鐵路簡支箱梁原位現(xiàn)澆施工要求而設(shè)計制造的橋梁施工設(shè)備，具備支腿自移以及模架自行過孔的功能，采用電氣液壓驅(qū)動，油缸步進(jìn)式頂推過孔，所制箱梁最大質(zhì)量為 1 200 t［9］。

ZQMS1200上行式移動模架（圖3）主要由主框架、模板系統(tǒng)、電氣液壓系統(tǒng)組成。其中主框架包括主梁、支腿以及外吊掛結(jié)構(gòu)；模板系統(tǒng)由內(nèi)、外模系統(tǒng)及端模系統(tǒng)組成；電氣液壓系統(tǒng)包括5 t電動葫蘆起吊系統(tǒng)、2×5 t門吊、輔助設(shè)施等部分組成。

圖3 ZQMS1200上行式移動模架示意

由于本工程特殊性，開發(fā)了2種上行式移動模架，其中一種移動模架的底?？扇问綑M開（如圖4（a）所示），應(yīng)用于公鐵合建段位置，可完全避開公路橋三柱式框架墩預(yù)留鋼筋。另一種底模兩段式橫開移動模架如圖4（b）所示，可減少施工人員工作量，縱移過孔效率更高。

圖4 2種上行式移動模架示意

2.2 施工工藝流程

2.2.1 移動模架提升

1）墩頂分別安裝錨固支腿及提升架。

2）地面拼裝移動模架，將主梁2，3 節(jié)段內(nèi)的構(gòu)件拼裝完成。在提升架尾部安裝60 t 配重，使用500 t 吊機，在主墩外側(cè)將移動模架及主梁一組合節(jié)段整體吊裝至墩頂臨時支架平臺上，如圖5所示。

圖5 移動模架提升示意

3）安裝底模。解除第1層主梁與臨時支撐處所有連接，啟動350 t連續(xù)提升千斤頂對移動模架進(jìn)行連續(xù)緩慢主動提升，同時啟動主墩提升架尾部的60 t配重，以減小提升架的支點拉力。繼續(xù)逐步加載，待移動模架整體脫離臨時支撐后，靜置觀察3 h。隨后提升主梁節(jié)段，待主梁節(jié)段提升到位后，利用350 t 連續(xù)提升千斤頂繼續(xù)提升主梁節(jié)段至高出標(biāo)高20 cm。重新安裝提升架支撐牛腿銷軸，利用水平儀將牛腿抄到同一平面，再將主梁節(jié)段下放20 cm，擱置于支撐牛腿上。后導(dǎo)梁與主梁接口安裝方法與上述相同。

4）橫向移動中、后主支腿至制梁位置，并錨固于墩頂。

5）整體下放，連接支腿。

2.2.2 移動模架預(yù)壓

1）空載情況下的模板調(diào)整功能試驗

主要檢驗底模、側(cè)模各段各塊微調(diào)動作以及預(yù)拱度設(shè)置是否可實現(xiàn)；模架整體頂升、降落動作是否可靠；檢查開模油缸和吊掛外肋開合對接的可靠性，以及模板結(jié)合處間隙是否符合要求；模架縱向移動距離為1～2 m，檢查縱向移動是否可靠。

2）空載測量

預(yù)壓試驗前將移動模架調(diào)到制梁標(biāo)高，對移動模架進(jìn)行測點布置。共分5 個斷面左右對稱布置，分別為梁端面、L1/4 斷面、L1/2 斷面、3L1/4 斷面以及梁端面，其中L1為移動模架長度。每個斷面設(shè)5 個測點，其中底模1個，側(cè)模與翼模交匯處2個，翼緣板端部2個。

主梁設(shè)10 個測點，共5 個斷面，分別為主梁對應(yīng)墊石中心線斷面、L2/4 斷面、L2/2 斷面、3L2/4 斷面、主梁對應(yīng)墊石中心線斷面，其中L2為簡支箱梁長度。每個斷面設(shè)2 個測點，其中在中主支腿和后主支腿處各1個。模架預(yù)壓前第1次讀取數(shù)據(jù)，并以此狀態(tài)作為撓度、位移、應(yīng)力和應(yīng)變測量的初始狀態(tài)。

3）模架預(yù)壓

按最大施工荷載的60%，100%，120%三級預(yù)壓，每級加載持荷時間應(yīng)分別不小于2，2，8 h。依據(jù)北引橋40 m 預(yù)應(yīng)力簡支箱梁的設(shè)計荷載，加載到60%，100%，120%分別對應(yīng) 550，920，1 100 t 壓塊的重量。每級加載完成后每1 h觀測1次，全部加載完成后持荷8 h 且最后2 次觀測變形值之差小于2 mm 時，可認(rèn)定變形穩(wěn)定，然后進(jìn)行卸載。卸載時應(yīng)均勻?qū)ΨQ卸載。

2.2.3 移動模架制梁流程

采用移動模架對1 孔40 m 預(yù)應(yīng)力簡支箱梁進(jìn)行澆筑的順序為：

前、后主支腿承重油缸頂升移動模架就位并調(diào)整模板→綁扎底板、腹板鋼筋，安裝內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋，澆筑混凝土→混凝土達(dá)到強度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，移動模架整機準(zhǔn)備過孔→整機向前縱移35.45 m，過孔到位→通過開模油缸將外模合攏并安裝螺栓→安裝精軋螺紋鋼筋→預(yù)壓→鋪設(shè)鋼筋，安裝內(nèi)模，準(zhǔn)備澆筑混凝土，完成一次施工流程循環(huán)。

需要注意的是移動模架在頂起時，應(yīng)先頂前主支腿再頂后輔助支腿；前主支腿在前方墩頂支撐前要將前主支腿支撐立柱套上保護(hù)套管。

2.3 移動模架過孔

三門峽黃河公鐵兩用大橋北引橋的移動模架過孔方式主要有3種：

①單墩直線段過孔；

②公鐵合建直線段過孔；

③曲線半徑為1 200 m的曲線段過孔。

由于單墩直線段過孔與常規(guī)的移動模架過孔方式大致相同，僅對曲線段以及公鐵合建直線段移動模架的過孔方式進(jìn)行說明。

2.3.1 公鐵合建直線段過孔

混凝土梁完成養(yǎng)護(hù)并張拉后，移動模架脫模150 mm，拆除吊掛鋼筋，打開吊掛處橫移油缸，使底模三段式橫開，左右兩段底模分別從墊石兩側(cè)過墩，中間段從墊石中間通過。底模過孔時與墊石的間距為100 mm，同時與吊掛處還有65 mm 的調(diào)整空間，可以完全避開公路墩預(yù)留鋼筋。移動模架縱移至前主支腿，然后到達(dá)下一孔墩頂位置，底模分三段過墩后，三段底模橫移合攏，橫移吊掛處橫移油缸，調(diào)整梁型，頂升支頂油缸到達(dá)制梁位置。隨后綁扎鋼筋，鋪設(shè)內(nèi)模，澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)。

按上述步驟循環(huán)操作。公鐵合建段底模三段式橫開模架如圖6所示。

圖6 公鐵合建段底模三段式橫開模架示意

2.3.2 曲線段過孔

底模兩段式橫開的上行式移動模架準(zhǔn)備縱移狀態(tài)，打開模板與直線段過孔步驟一致。隨后，移動模架先沿直線前移16.42 m，使前主支腿到達(dá)下一孔墩頂（如圖7 所示）；再縱移后主支腿至已澆筑完成的梁面。然后通過調(diào)整后主支腿支承臺車處橫移油缸的偏擺角度來適應(yīng)下一孔制梁站位。接著自移中主支腿至下一孔墩頂，調(diào)整中主支腿臺車處的橫移油缸，使中主支腿站于制梁位置。再將移動模架整機繼續(xù)沿直線前移24.28 m，縱移過孔到位，如圖8所示。

圖7 移動模架曲線段過孔16.42 m示意

圖8 移動模架整機縱移就位

啟動中、后主支腿支承臺車處橫移油缸，調(diào)整移動模架使其軸線與下一孔混凝土箱梁的軸線重合。安裝吊掛鋼筋，頂升制梁油缸到制梁位，綁扎底板、腹板鋼筋，安裝內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋，準(zhǔn)備澆筑混凝土進(jìn)行制梁。

3 結(jié)語

三門峽黃河公鐵兩用大橋北引橋40 m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁采用上行式移動模架施工。為了適應(yīng)曲線段以及公鐵合建段過孔，開發(fā)了底模兩段式及三段式橫開移動模架。三門峽黃河公鐵兩用大橋北引橋已完成了軌道鋪架，ZQMS1200 上行式移動模架保證了90 孔簡支箱梁的施工質(zhì)量。通過預(yù)壓過程中移動模架的應(yīng)力、撓度監(jiān)測結(jié)果可知，針對本項目設(shè)計的移動模架能夠保證施工全過程的強度及剛度。