嚴少發(fā)， 危志豪， 毛志剛， 陸兵

(中交一公局集團有限公司， 北京市 100024)

1 工程概況

黑山BAR港至北部城市BOLJARE(毗鄰塞爾維亞)高速公路主干道是由黑山交通和海事部主導(dǎo)建設(shè)的重點基礎(chǔ)公路項目，建成后將并入國際公路交通網(wǎng)。路線全長40.871 km，其中UVAC4橋為現(xiàn)澆空心箱梁橋、梁寬9.9 m、梁高2.5 m，左右幅共40跨，橋梁全長1 694 m，標準跨徑45 m，梁部第二聯(lián)、第三聯(lián)采用移動模架進行施工。左線橋縱坡為0.5%下坡，右線橋縱坡由0.81%變至1.4%(先下坡后上坡)；最大橫坡為5.5%，平曲線半徑r=700 m，主梁橫坡的變化是主梁整體變化，梁高保持不變。右線移動模架施工梁跨立面圖見圖1，箱梁截面見圖2。

圖1 UVAC4右線橋移動模架施工部位立面圖(除標高、里程樁單位為m外，其余:cm)

圖2 UVAC4橋箱梁截面示意圖(單位:cm)

2 移動模架結(jié)構(gòu)及特點

2.1 移動模架結(jié)構(gòu)

該橋使用的設(shè)備為DXZ45/860型下承自行式移動模架。模架總長93.3 m，主梁中心距8.6 m，結(jié)構(gòu)主要部件材質(zhì)為Q345b,結(jié)構(gòu)自重約600 t(不含內(nèi)模、墩頂散模)，設(shè)計承載力8 600 kN,設(shè)備使用環(huán)境為：-20～40 ℃。其結(jié)構(gòu)如圖3、4所示。

圖3 UVAC4橋移動模架立面圖(單位:mm)

2.2 移動模架特點

(1) 采用歐標模塊化裝配式設(shè)計，靈活程度、自動智能化程度高，增設(shè)壓力監(jiān)測模塊、天氣預(yù)警模塊，對山區(qū)適應(yīng)性強，能滿足歐洲環(huán)境施工要求。

(2) 導(dǎo)梁與主梁鉸接，折線式導(dǎo)梁適用小平曲線半徑過孔，適用于縱坡達3%，橫坡達5.5%，曲線半徑最小為700 m的梁型。

(3) 托架牛腿承載方式抗風(fēng)能力強，抗傾覆穩(wěn)定性好。

(4) 行走系統(tǒng)采用液壓輪式行走，水平阻力小，對薄壁墩結(jié)構(gòu)影響小。

3 結(jié)構(gòu)驗算

通過SAP2000有限元分析軟件采用極限狀態(tài)法對移動模架主要結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)驗算，主梁采用梁單元模擬，導(dǎo)梁采用桁架二力桿單元模擬，分別賦予桿件相應(yīng)的截面特性、材料屬性及邊界條件，模型見圖5。

圖4 UVAC4橋移動模架標準截面圖(單位:mm)

圖5 移動模架主導(dǎo)梁驗算模型

3.1 工況1：自重作用

(1) 強度驗算：移動模架吊裝過程中，在1.35永久荷載作用下，主梁應(yīng)力比為0.31，導(dǎo)梁桿件應(yīng)力比為0.23，滿足規(guī)范要求。

(2) 剛度驗算：在1.0永久荷載作用下，主梁最大變形15 mm，導(dǎo)梁前端變形142.9 mm。導(dǎo)梁前端變形較大。

3.2 工況2:首跨澆筑(45+9) m

(1) 強度驗算：支架澆筑過程中，1.2永久荷載+1.4可變荷載+1.4×0.6風(fēng)荷載(10年)作用下，主梁應(yīng)力比為0.83，導(dǎo)梁桿件應(yīng)力比為0.4，滿足規(guī)范要求。

(2) 剛度驗算：在1.0永久荷載+1.0可變荷載+0.4風(fēng)荷載作用下，主梁最大變形89 mm，導(dǎo)梁向上變形36 mm。導(dǎo)梁前端有上翹的趨勢。89/45 000=1/506<1/400，滿足要求。1.0倍活荷載作用下的撓度為64 mm，64/45 000=1/703<1/700，滿足要求。

3.3 工況3:標準跨澆筑(36+9) m

(1) 強度驗算：支架澆筑過程中，在1.2永久荷載+1.4可變荷載+1.4×0.6風(fēng)荷載(10年)作用下，主梁應(yīng)力比為0.765，滿足要求。

(2) 剛度驗算：在1.0永久荷載+1.0可變荷載+0.4風(fēng)荷載作用下，主梁豎向撓度最大值為80.8 mm，導(dǎo)梁向上變形為31 mm，80.8/45 000=1/557<1/400，滿足要求。1.0倍活荷載作用下的撓度為52 mm，52/45 000=1/865.4<1/700，滿足要求。

3.4 工況4:末跨澆筑 36 m，此時導(dǎo)梁已拆除

(1) 強度驗算：支架澆筑過程中，在1.2永久荷載+1.4可變荷載+1.4×0.6風(fēng)荷載(10年)作用下，主梁應(yīng)力比為0.95，滿足要求。

(2) 剛度驗算：在1.0永久荷載+1.0可變荷載+0.4風(fēng)荷載作用下，主梁最大撓度為62 mm，外懸臂主梁上翹55 mm，62/45 000=1/725<1/700，滿足要求。

將復(fù)核計算結(jié)果與廠家設(shè)計書結(jié)果進行對比，差值較小，而且支點反力均小于牛腿托架承載力標準值，滿足結(jié)構(gòu)安全使用要求。

4 施工方案概述

4.1 移動模架施工流程圖

移動模架施工流程圖見圖6。

圖6 移動模架施工流程圖

4.2 移動模架施工工藝概述

(1) 移動模架拼裝調(diào)試完畢后，調(diào)整底模、側(cè)模位置及標高，設(shè)置預(yù)拱度。綁扎箱梁底腹板鋼筋并安裝預(yù)應(yīng)力鋼束，安裝內(nèi)腔模板并調(diào)整位置及標高。綁扎箱梁頂板鋼筋，安裝端頭模板，檢查并報檢通過，完成首跨(45+9) m混凝土澆筑。灑水覆蓋養(yǎng)生，待強5 d，拆除內(nèi)模，預(yù)應(yīng)力張拉壓漿。

(2) 墩旁托架上的移位臺車主油缸為7 cm，使模架脫離混凝土。調(diào)整前、中、后輔助支腿，吊掛起移動模架。解除墩旁托架左右連接，收縮鉤掛油缸使托架脫空。啟動橫移油缸，使托架相對于臺車向外橫移70 cm，避開橋墩。在縱移油缸驅(qū)動下，墩旁托架向前過跨(如圖7、8)，在前墩重新張拉固定。

圖7 墩旁托架吊掛在主梁下方

圖8 縱移油缸推動，步履向前

(3) 前、中、后輔助支腿豎向油缸回縮約100 mm；移動模架前方下落在移位臺車滑道上，后方由后輔助支腿承載。松開前輔助支腿支撐；解除中輔助支腿拉桿螺紋鋼筋。解除底模桁架、底模、前輔助支腿中部的連接螺栓。移動模架在前、后墩旁托架及后輔助支腿橫移油缸作用下，向兩側(cè)橫移約2.4 m開模，過跨前各輔助支腿狀態(tài)如圖9所示。模架橫移到位后對前后兩個墩旁托架上的移位臺車進行微調(diào)，確認前后兩個移位臺車的中心線與主梁的中心線重合，以保證主梁前移過程中不與移位臺車上托輥輪緣發(fā)生摩擦。

圖9 輔助支腿過跨狀態(tài)示意圖(單位:mm)

(4) 移動模架在墩旁托架移位臺車的縱移油缸推動下，同步前進，移動模架到達新的制梁位。移動模架開始過孔，用銷子把縱移油缸自由端連接在縱向推進連接鋼板上，開動油泵給縱向千斤頂進油，千斤頂伸長，推動主梁前移。千斤頂伸長接近100 cm時停止進油，并拔出縱向推進連接板上的固定銷子，然后千斤頂回油，頂桿回縮完畢后重復(fù)以上步驟，繼續(xù)縱移。當(dāng)模架縱移至接近設(shè)計位置時，放慢前移速度直至指揮人員查看，確認達到設(shè)計要求位置時，方可停止縱移。

當(dāng)曲線行走時，后輔助支腿的橫移油缸作配合橫移，每縱移2～5 m時，橫移油缸推動模架尾部擺動一個距離，完成曲線過跨。當(dāng)R=700 m最小曲線半徑時，過跨時導(dǎo)梁前端到達前方橋墩，利用前輔助支腿千斤頂支承配合，將導(dǎo)梁折曲3°～4°，主梁與導(dǎo)梁連接螺桿伸長約133 mm，然后將螺桿緊固。 底模桁架及外模橫移合龍就位。前、后移位臺車主油缸頂升模架就位并調(diào)整模板。施工縫后方2.1 m處吊掛中輔助支腿。綁扎底、腹板鋼筋，立內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋，澆注中間標準段45 m混凝土。按照以上施工、過孔步驟，完成余下箱梁澆筑。

5 施工控制要點

5.1 底模板調(diào)整

底模板面(中)距桁架安裝面高H0=873 mm；螺桿伸出量h=260 mm(露出部分)。各撐桿的最終調(diào)節(jié)高程H=H0+Δ1(預(yù)拱值)+Δ2(橫坡值)。調(diào)底模板拱度：根據(jù)預(yù)壓結(jié)果的測量數(shù)據(jù)(后續(xù)跨為實測修正值)、主設(shè)計給定的梁體預(yù)拱度值、初定底模板的預(yù)拱度，調(diào)節(jié)底模撐桿的高度。每側(cè)底模共12塊，設(shè)主梁預(yù)拱度為Δ1，則兩跨間，1/2跨內(nèi)每塊模板的高度計算如下(另一半對稱)：

(1)

式中：Li為每塊模板的縱向距離(m)；H0為底模面距桁架支承面的基本高度。

調(diào)底模板橫坡根據(jù)橫坡度計算(外)撐桿的調(diào)坡高度：Δ2≈±4 170×i%/2，所以底模撐桿的最終調(diào)節(jié)高程H=Hi+Δ2(橫坡值)。

5.2 側(cè)模曲線調(diào)整

根據(jù)梁體的結(jié)構(gòu)尺寸圖，在底模板上測繪出梁形曲線的坐標，將側(cè)模對應(yīng)固定。側(cè)模的拼接縫用騎縫板封閉。當(dāng)梁平曲線的弦高H≤200 mm時，可以設(shè)置曲線在底模板中縫一側(cè)(圖10)；當(dāng)曲線的弦高H≥200 mm時，取曲線的1/2弦高(割距)對齊底模板中縫(圖11),模板調(diào)整到位，根據(jù)設(shè)計值，核查模板對角線長度x值以及模板底口凈距離a值(圖12)。

圖10 底模橫坡調(diào)整示意圖

圖11 側(cè)模弦高關(guān)系圖(L1：梁形中心線， L2：底模板中心線)(單位：mm)

圖12 側(cè)模安裝后尺寸復(fù)核示意圖

5.3 體系轉(zhuǎn)換

(1) 后輔助支腿支承在梁面軌道上，油缸頂升承載，裝銷軸保護，必要時加墊板。

(3) 前輔助支腿用30 t千斤頂支承，保證主支腿過跨空間，并錨固牢固。

(4) 主油缸繼續(xù)卸載，與主梁脫空10 mm靜載觀察20 min，無沉降，方可繼續(xù)下步動作。墩旁托架螺桿張拉力，要求分級張拉(至少2級)，以確保每根張拉鋼筋受力均勻。最終張拉力為25～27 t(30 MPa)，初張拉力控制為20 t(23 MPa)。

(5) 移除梁面及作業(yè)面上雜物，確保作業(yè)空間整潔安全，同時操作墩旁托架兩側(cè)的主油缸，緩緩頂升使安全鎖定螺母松開并且上旋5 cm。油缸卸載時，要求墩旁四支主油缸同時緩緩下落，以確保移動模架在落架過程中整體安全穩(wěn)定。

5.4 移動模架整機縱移過跨

(1) 由于導(dǎo)梁懸臂狀態(tài)下前端下垂，過孔前要求導(dǎo)梁、主梁直線度偏差不大于±(50～30) mm，當(dāng)偏差較大時，可微調(diào)整后支腿的高度來滿足施工要求。但當(dāng)由緩上坡走向陡坡時偏差值應(yīng)當(dāng)為正值；當(dāng)由緩下坡走向陡下坡時偏差值應(yīng)當(dāng)為負值。

(2) 彎道過跨時，后輔助支腿需要擺偏(后輔助支腿的橫移油缸作配合尾部橫移)，每個行程的偏移量計算如下(以右線S7～S9跨為例)：

當(dāng)橫坡為5.5%、平曲線半徑為700 m的梁跨，需要將導(dǎo)梁調(diào)折線、變角度完成小曲線過跨。 過跨時導(dǎo)梁前端到達前方橋墩，利用前輔助支腿千斤頂支承配合，將導(dǎo)梁折曲3°～4°，主梁與導(dǎo)梁連接螺桿伸長約133 mm，然后將螺桿錨固(圖13)。

圖13 移動模架折線過跨示意圖(單位：mm)

(3) 過跨過程中，安排專人對前托架“擦輪緣”、后輔助支腿吊帶的偏斜情況進行觀測。要求每次行程1 m，同步推進?？v移過程換行程時，可采取防溜坡措施(如塞墊木楔塊等)。

6 結(jié)語

黑山南北高速公路UVAC4橋已圓滿完成移動模架現(xiàn)澆梁所有施工任務(wù)，充分驗證了該施工工藝在大縱坡、小平曲線半徑橋梁的適用性、安全性。該文對東歐山區(qū)大縱坡小平曲線半徑移動模架關(guān)鍵施工技術(shù)底模調(diào)整、側(cè)模調(diào)整、體系轉(zhuǎn)換、縱移過跨等進行了較為詳細的介紹，同時也對施工工藝進行了概述，可為后續(xù)類似梁形采用移動模架施工提供參考。