劉艷鋒

中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司 山東青島 266000

1 概述

隨著高速鐵路在我國(guó)迅速崛起和發(fā)展，進(jìn)一步加速了鐵路的高速化、重載化和多式運(yùn)輸?shù)闹黧w化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鐵路網(wǎng)的現(xiàn)代化。在特定條件下的施工過程中，整孔大體積（900噸）箱梁大量投入使用。

為了規(guī)避大體積（900噸）箱梁制運(yùn)架設(shè)備和場(chǎng)地資金投資大的問題，盡力提高投資的有效性。移動(dòng)模架制梁技術(shù)得到大力推廣。

在初次使用移動(dòng)模架時(shí)，應(yīng)科學(xué)嚴(yán)格的進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)，以便將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，確定彈性變形是否與計(jì)算相符，同時(shí)取得非彈性變形數(shù)據(jù)指導(dǎo)后續(xù)梁跨施工預(yù)拱度設(shè)置。現(xiàn)就廣深港客運(yùn)專線ZH-2標(biāo)xxx特大橋79#～80#墩ZQM900型移動(dòng)模架堆載計(jì)算及底模線型調(diào)設(shè)進(jìn)行說明。

2 移動(dòng)模架制梁預(yù)壓施工控制

2.1 線型控制

移動(dòng)模架在混凝土澆注過程中會(huì)使鋼箱梁等主要支撐構(gòu)件發(fā)生變形下?lián)?，為此需要預(yù)先根據(jù)移動(dòng)模架整機(jī)支撐系統(tǒng)的剛度，計(jì)算在各種工況下的下?lián)现?，以便在澆注混凝土前提前調(diào)整模架，設(shè)置反拱度以使成橋狀態(tài)接近設(shè)計(jì)線型。

移動(dòng)模架實(shí)際施工前，應(yīng)制定移動(dòng)模架線型控制方案，在實(shí)際施工過程中，采用預(yù)壓觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行預(yù)留拱度設(shè)置。

2.2 移動(dòng)模架預(yù)壓及預(yù)拱度設(shè)置

移動(dòng)模架拼裝完成后，在首孔箱梁施工前必須進(jìn)行堆載預(yù)壓，以消除模架拼裝的非彈性變形。測(cè)量主梁、橫梁等不同部位的彈性變形，計(jì)算出施工荷載下的彈性變形，根據(jù)箱梁張拉后的上拱度，再計(jì)算出模架底模的預(yù)拱度值。同時(shí)，在施工過程中應(yīng)檢查各部位聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，檢驗(yàn)?zāi)＜艿陌踩阅堋?/p>

首次堆載按最大施工荷載的1．1倍預(yù)壓，預(yù)拱度為箱梁設(shè)計(jì)反拱度值與模架彈性變形之代數(shù)和。模架彈性變形應(yīng)根據(jù)預(yù)壓變形測(cè)量結(jié)果繪制沉降曲線，并結(jié)合模架的設(shè)計(jì)拱度和實(shí)際變形來確定。施工時(shí)，也應(yīng)對(duì)首孔箱梁分別在澆注混凝土前、后測(cè)定和記錄模架的變形，以便在后續(xù)箱梁微調(diào)模架預(yù)拱值，來消除模擬狀態(tài)和實(shí)際狀態(tài)不同而帶來的預(yù)拱度偏差。

2.3 工藝流程

布點(diǎn)并初測(cè)→加載50%→觀測(cè)并記錄→加載100%（最大施工荷載的1．1倍）→觀測(cè)并記錄→持荷24小時(shí)→卸載50%→觀測(cè)并記錄→卸載100%→觀測(cè)并記錄。

3 工況條件

堆載預(yù)壓：采用分級(jí)加在預(yù)壓的方式，分別在主箱梁、底模、翼模上布置觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行撓度測(cè)量。

為保證預(yù)壓荷載的合理分布，采用等荷載砂袋預(yù)壓。堆載過程及荷載分布模擬砼澆筑順序進(jìn)行。箱梁張拉后底板反拱參照設(shè)計(jì)給定的二次拋物線，結(jié)合模架彈性變形量進(jìn)行分配計(jì)算，跨中為反拱峰值，其他部位將橫坐標(biāo)代入二次拋物線坐標(biāo)方程計(jì)算。

根據(jù)梁型圖可知混凝土梁的總重量為819．05噸，我們?cè)诙演d試驗(yàn)時(shí)按混凝土梁重的1．1倍（即900噸）進(jìn)行堆載。

3.1 理論混凝土梁載荷分布

如圖1所示。

3.2 實(shí)際堆載載荷分布

如圖2所示。

3.3 示意圖說明

（1）上圖中所標(biāo)注的尺寸均為毫米計(jì)；

（2）梁截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ與縱向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相對(duì)應(yīng)；

（3）圖中堆載砂子總重為900噸，濕細(xì)砂計(jì)算密度取1．5t/m3。

4 觀測(cè)點(diǎn)布置

觀測(cè)點(diǎn)位置見觀測(cè)點(diǎn)平面布置圖。

圖2 實(shí)際堆載載荷分布

5 堆載過程控制

5.1 堆砂范圍及裝砂工具

用挖掘機(jī)向噸袋內(nèi)裝砂，挖掘機(jī)每斗裝砂為一方，故噸袋每袋裝砂為一立方，重為1．5 t，且噸袋裝砂高度為1米左右?？v向總長(zhǎng)32．6m為堆碼砂袋的有效范圍，堆載砂袋的范圍為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ截面。故需要裝砂袋600袋。

5.2 堆載砂袋不同位置數(shù)量的控制

將Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ截面導(dǎo)至模板內(nèi)的模型。其中Ⅰ中底板裝砂面積為 5．79m2，腹板裝砂面積為 4．69m2，翼緣板裝砂面積為 4．65m2，陰影部分面積為1．54m2。Ⅱ中底板裝砂面積為10．3m2，腹板裝砂面積為5．21m2，翼緣板裝砂面積為4．65m2，陰影部分面積為1．54m2。Ⅲ中底板裝砂面積為 13．17m2，腹板裝砂面積為 5．4m2，翼緣板裝砂面積為4．65m2，陰影部分面積為3．45m2。

①Ⅰ縱向范圍內(nèi)堆載

底板堆載砂袋數(shù)：5．79×23．6＝137袋

腹板堆載砂袋數(shù)：4．69×23．6＝111袋

翼緣板堆載砂袋數(shù)：（4．65+1．54）×23．6 ＝ 146 袋

②Ⅱ縱向范圍內(nèi)堆載

底板堆載砂袋數(shù)：10．3×6＝62袋

腹板堆載砂袋數(shù)：5．21×6＝31袋

翼緣板堆載砂袋數(shù)：（4．65+1．54）×6＝37袋

③Ⅲ縱向范圍內(nèi)堆載

底板堆載砂袋數(shù)：13．17×3＝40袋

腹板堆載砂袋數(shù)：5．4×3＝16袋

翼緣板堆載砂袋數(shù)：（4．65+3．45）×3＝24袋

5.3 堆（卸）載順序的控制

堆載順序是模擬箱梁澆筑砼的順序。先底板，后腹板，再翼緣板；延模板縱向方向，由兩端向中間，左右對(duì)稱分三層進(jìn)行。卸載順序則反之。

6 沉降觀測(cè)控制

6.1 加載觀測(cè)

加載分2次觀測(cè)，即堆載50%、堆載100%。第一次（堆載50%）：Ⅰ截面底板加載完畢，再加載腹板范圍60袋砂袋，并將其平均分布，即完成Ⅰ截面50%堆載；Ⅱ截面完成底板加載，即近似完成Ⅱ截面50%堆載；Ⅲ截面完成底板加載，即近似完成Ⅱ截面50%堆載。之后，持荷3小時(shí)，進(jìn)行第一次觀測(cè)。第二次（堆載100%）：第一次觀測(cè)完，隨后連續(xù)不斷進(jìn)行均勻加載，直至加載100%，持荷一天，進(jìn)行第二次觀測(cè)。按照兩次觀測(cè)變形數(shù)據(jù)作好原始記錄。

6.2 卸載觀測(cè)

卸載分2次觀測(cè)。第一次卸載50%，第二批卸載100%，與加載順序亦反之。按照兩次觀測(cè)變形數(shù)據(jù)作好原始記錄。

6.3 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理

（1）原始數(shù)據(jù)整理

開始加載前對(duì)觀測(cè)點(diǎn)（預(yù)先作好標(biāo)記，便于觀測(cè)）進(jìn)行初測(cè)，并作好初測(cè)高程的記錄，記錄數(shù)值記作a。再當(dāng)加載至計(jì)劃堆載值的50%時(shí)，對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，并作好觀測(cè)點(diǎn)高程的記錄，記錄數(shù)值記作b。以后加載直至100%，作好觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)，并作好觀測(cè)點(diǎn)高程的記錄，記錄數(shù)值記作c。卸載至50%時(shí)，并作好觀測(cè)點(diǎn)高程的記錄，記錄數(shù)值記作d。直至卸載至100%，作好觀測(cè)點(diǎn)高程的記錄，記錄數(shù)值記作e。故而,堆載塑性形變值n=a-e; 加載直至100%形變值m=a-c。原始數(shù)據(jù)是移動(dòng)模架底模線形調(diào)設(shè)的基本依據(jù)。

（2）彈性形變值（w）

由原始數(shù)據(jù)可以計(jì)算出彈性形變值w，即w＝m-n。

（3）調(diào)整后彈性形變值（w1）

由移動(dòng)模架結(jié)構(gòu)和觀測(cè)點(diǎn)位置不難看出，觀測(cè)點(diǎn)是關(guān)于模板縱向中心線對(duì)稱的。故以關(guān)于模板縫對(duì)稱最大變形觀測(cè)點(diǎn)作為研究對(duì)象，以線路縱向作為x軸，以高程方向y軸，建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)計(jì)算出彈性形變值w繪制兩條曲線。再根據(jù)繪圖法求出漸近方程，即為調(diào)整后彈性形變曲線。依據(jù)該彈性形變曲線求出相應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)調(diào)整后彈性形變值w1。

（4）張拉反拱值（h）

根據(jù)圖紙張拉后所給的最大起拱值出現(xiàn)于跨中為17．4cm，及邊界起拱為0的邊界條件，切定張拉起拱方程，再根據(jù)起拱方程求出觀測(cè)點(diǎn)相應(yīng)起拱值h。

（5）預(yù)拱值（Δh）

根據(jù)前面求出的調(diào)整后彈性形變值w1和張拉反拱值h，求解預(yù)拱值Δh＝w1-h。

7 結(jié)語

移動(dòng)模架推進(jìn)拼裝工藝在特殊地理?xiàng)l件下與傳統(tǒng)的支架拼裝和整體吊裝施工工藝相比，很好地解決了由于場(chǎng)地受限制、平面高差大、整體拼裝困難的問題，體現(xiàn)了很高的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)降低了施工成本、縮短了施工周期。