陳春衛(wèi)

中鐵一局集團第四工程有限公司 陜西 咸陽 712099

1 工程概況及移動模架設(shè)計簡介

1.1 工程概況

我項目施工管段位于云南省鎮(zhèn)雄縣大灣鎮(zhèn)境內(nèi)，管段全長5.575km2，從小里程往大里程主要結(jié)構(gòu)物依次為文閣隧道、香壩河特大橋、大地坎1號隧道、大灣大橋、大地坎2號隧道、茨菰山1號大橋、92m路基過渡段、茨菰山2號大橋。橋梁上部設(shè)計現(xiàn)澆簡支梁32孔（其中32m梁26孔，24m梁6孔）。香壩河特大橋為全線的控制性工程，最高墩107m，其余橋梁平均墩高為38.5m，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查橋區(qū)無公路通往，山路崎嶇，新建便道不能滿運梁通道要求，不具備預(yù)制梁工作。

1.2 移動模架設(shè)計簡介

移動模架造橋機主要由主框架、后行走機構(gòu)、后支承、中主支腿、前支腿、起吊小車、吊掛外肋、外模及底模系統(tǒng)、端模系統(tǒng)、外肋橫移機構(gòu)、吊掛外肋橫向鎖定機構(gòu)、液壓縮放式內(nèi)模系統(tǒng)、電氣液壓系統(tǒng)及輔助設(shè)施等部分組成。

⑴主梁系統(tǒng)由并列的2組縱梁+連接梁、挑梁組成，總重236噸。主要吊掛外模板系統(tǒng)等設(shè)備重量及鋼筋、混凝土等結(jié)構(gòu)材料重量。

每組縱梁由5節(jié)承重鋼箱梁(8m+3×7m+8m)+4節(jié)導(dǎo)梁（3×8+9m）組成，全長70m，相鄰兩組縱梁中心距為6m。澆注狀態(tài)時，鋼箱梁的設(shè)計剛度大于1/550。鋼箱梁高2.9 m，翼緣板寬1.6m，腹板中心距1.5m。鋼箱梁接頭采用螺栓節(jié)點板聯(lián)結(jié)。每節(jié)鋼箱梁重量小于12t。導(dǎo)梁采用空腹式箱梁結(jié)構(gòu)，接頭為螺栓節(jié)點板聯(lián)結(jié)。鋼箱梁蓋板和腹板材質(zhì)為Q345B，主梁接頭螺栓GB5782-2000，10.9級。其它鋼材材質(zhì)Q235B。主梁連接系共9組，挑梁每側(cè)8組。挑梁與連接系位置對應(yīng)，便于力的對稱傳遞[1]。

⑵后主支腿

后主支腿共1套，位于主梁系統(tǒng)的尾部，支撐于已澆筑好的橋梁端部，主要由后走行機構(gòu)2個、后支承機構(gòu)（含400t液壓支撐油缸,行程150mm）2個等組成。 后走行機構(gòu)為輪軌式，電機驅(qū)動（8×1.5KW），以實現(xiàn)主梁系統(tǒng)攜外模系統(tǒng)縱移過孔。走行速度0～1.5m/min。后走行輪共8個，啟動時輪壓最大為39.5t，走行至已澆注梁的跨中時輪壓為28t，過孔過程中，最小輪壓為20t。后支承機構(gòu)的豎向支撐油缸用于重載支撐，并有機械鎖緊螺母，在澆注狀態(tài)實現(xiàn)機械支撐。

⑶液壓系統(tǒng)

RHS32(24)-900上行式移動模架整機共配四套液壓系統(tǒng)，每套液壓系統(tǒng)由泵站、400t自鎖支承油缸（1根）、橫移油缸（4根）、液壓管路和電氣控制系統(tǒng)組成。

2 施工中遇到的重難點問題

香壩河特大橋為全線的重難點控制工程，施工任務(wù)重、工期緊、作業(yè)空間有限且交通運輸困難。如何克服實際困難，實現(xiàn)移動模架整體施工安全，工期可控、成本可控，是本項目成敗的關(guān)鍵。通過關(guān)鍵分析，如何縮短移動模架拆解運輸拼裝時間成為本項目研究的重點、難點。經(jīng)多次研討分析，將移動模架三次拆解運輸拼裝分為兩類問題進(jìn)行研究和解決。

第一個問題：第一次拆解主要因為路基寬度為26m、長度為92m，而移動模架要實現(xiàn)移動模架整體快速掉頭，需旋轉(zhuǎn)掉頭，但場地要求不小于60m×60m，現(xiàn)場不能滿足要求，且該路基為土質(zhì)滑坡高路塹，不具備拓寬條件。如何實現(xiàn)快速原地調(diào)頭是關(guān)鍵所在。

第二個問題：第二次拆解和第三次拆解主要原因是移動模架被大地坎2號隧道和大地坎1號隧道所阻擋，移動模架穿越隧道代替拆解、運輸、拼裝是縮短工期的關(guān)鍵。

3 重難點問題解決措施

3.1 有限空間內(nèi)移動模架旋轉(zhuǎn)掉頭解決措施

為了節(jié)省施工時間，實現(xiàn)移動模架快速掉頭，須通過調(diào)整移動模架主梁方向來實現(xiàn)，項目邀請廠家一起對掉頭方案進(jìn)行了研究。

經(jīng)過對場地、移動模架設(shè)計圖紙及相資料查詢后，要實現(xiàn)移動模架整體快速掉頭，需旋轉(zhuǎn)掉頭，但場地要求不小于60m×60m，現(xiàn)場實測后發(fā)現(xiàn)路基線路左右側(cè)可調(diào)頭位置最寬只有26m，場地受限，但可以利用路基施工便道入口。項目購置的移動模架因進(jìn)場道路條件限制，加工模型每組縱梁由5節(jié)承重鋼箱梁(8m+3×7m+8m)與4節(jié)導(dǎo)梁（3×8m+9m）組成，全長70m，相鄰兩組縱梁中心距為6m，鋼箱梁高2.9m，鋼箱梁接頭采用螺栓節(jié)點板聯(lián)結(jié)，每節(jié)鋼箱梁重量小于12t。經(jīng)過研討，要實現(xiàn)移動模架旋轉(zhuǎn)掉頭需將移動模架從中部節(jié)點板處拆分成兩部分，利用施工便道口位置分別進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)頭。

通過計算機模擬各種工況下的掉頭方式。最終確定采取在92m路基過渡段上將主梁先采用臨時支墩進(jìn)行支墊，然后將移動模架主梁從中部節(jié)點處拆分成兩部分。 拆分完成后，將走行、頂升支腿進(jìn)行安裝加固，在施工便道口將移動模架行走系統(tǒng)底部填筑密實，并在走行軌道下方鋪墊2cm厚鋼墊板，對行走路線精確測量。

主梁在前支腿托輥輪與后支腿走形軌道上進(jìn)轉(zhuǎn)彎掉頭，當(dāng)行走出現(xiàn)卡位時，通過中支腿與后支腿安裝的頂升系統(tǒng)頂起主梁，調(diào)整位置，反復(fù)行走偏轉(zhuǎn)180°。

支腿移動后，掉頭工況導(dǎo)梁移動荷載傾覆分析:

L1：后行走機構(gòu)與中主支腿之間的間距；

L2：（澆注工況時）中主支腿與前支腿之間的間距；

q：主梁后段均布荷載；

P1：主梁后支腿后主梁處集中荷載；

P2：主梁前支腿移動至最大位置處前端主梁集中荷載；

X：位移量；

P：中支腿與后支腿之間集中荷載；

支腿調(diào)整后，當(dāng)P+P2＞P1且P+P1＞P2時不會出現(xiàn)傾覆；

當(dāng)x∈[0，16]時變化時，前支腿移動至中支腿位置處時，P2增加到最大，此時為最不利條件，分析計算知：

P+P1＞P2

后支腿前移8m，前支腿在0-16m范圍移動，移動模架旋轉(zhuǎn)掉頭過程中不會出現(xiàn)傾覆。

橫向、縱向滑移穩(wěn)定性檢算與移動模架設(shè)計檢算相同，結(jié)構(gòu)設(shè)計安全。

通過以上模擬分析實現(xiàn)有限空間內(nèi)移動模架旋轉(zhuǎn)掉頭需要經(jīng)過以下七個步驟。

步驟一、依據(jù)計算機模擬計算結(jié)果在92m路基過渡段測量放養(yǎng)，在施工便道口將移動模架行走系統(tǒng)底部填筑密實，并在走行軌道下方鋪墊2cm厚鋼墊板，對行走路線精確測量。對安裝臨時支墩位置進(jìn)行地基加固，確保移動模架不因地基沉降而發(fā)生傾覆。

步驟二、將移動模架行走只指點地點，并在規(guī)定的主梁位置安裝臨時支墩進(jìn)行支墊，然后將移動模架主梁從中部節(jié)點處拆分成兩部分。

步驟三、主梁在前支腿托輥輪與后支腿走形軌道上進(jìn)轉(zhuǎn)彎掉頭，當(dāng)行走出現(xiàn)卡位時，通過中支腿與后支腿安裝的頂升系統(tǒng)頂起主梁，調(diào)整位置，反復(fù)行走偏轉(zhuǎn)180°

步驟四、移動模架原地調(diào)頭后采用節(jié)點板組裝，組中后進(jìn)行移動模架整體性能驗收。

步驟五、移動模架整體性能驗收合格后正常行走至下一座施工橋位準(zhǔn)備作業(yè)。

步驟六、移動模架需調(diào)整整機的前進(jìn)方向時把鋼墊板與四氟乙烯滑板墊在前輔助支腿與墊石之間，可以通過手動千斤頂使前輔助支腿偏移到正確的位置[2]。

步驟七、進(jìn)入移動模架預(yù)壓及正常作業(yè)環(huán)節(jié)。

3.2 有限空間內(nèi)移動模架減少拆解重組解決措施

為加快施工進(jìn)度，確保香壩特大橋工期受控，經(jīng)工期分析，移動模架拆解、轉(zhuǎn)場運輸、重組是關(guān)鍵性工序。為解決這一難題，項目邀請廠家一起到現(xiàn)場研究，最終確定移動模架分別穿越大地坎1號、2號隧道的施工方案。

步驟一、移動模架澆筑后茨菰山1號大橋的最后一孔簡支梁后利用路基過渡段拆除移動模架吊掛外肋、外模及底模系統(tǒng)、端模系統(tǒng)、外肋橫移機構(gòu)、吊掛外肋橫向鎖定機構(gòu)、拆裝式內(nèi)模系統(tǒng)。只保留主框架、后行走機構(gòu)、后支承、中主支腿、前支腿、起吊小車、電氣液壓系統(tǒng)及輔助設(shè)施等部分，確保主框架可以正常行走。

步驟二、清理要穿越隧道內(nèi)的障礙物，確保動力電線或備用電源滿足移動模架行走要求，將拆除移動模架吊掛外肋、外模及底模系統(tǒng)、端模系統(tǒng)、外肋橫移機構(gòu)、吊掛外肋橫向鎖定機構(gòu)、拆裝式內(nèi)模系統(tǒng)根據(jù)重組先后順序依次倒運至下一個拼裝場地。

步驟三、移動模架主框架在電氣液壓系統(tǒng)驅(qū)動下穿越隧道，每行走100m設(shè)備冷卻休息1h，直至穿越出隧道。

步驟四、在移動模架穿越出隧道口側(cè)，依次安裝動模架，重新驗收移動模架對存在問題進(jìn)行整改，并進(jìn)行整機預(yù)壓，然后進(jìn)入移動模架正常作業(yè)環(huán)節(jié)。

4 總結(jié)

通過成貴鐵路香壩河特大橋移動模架現(xiàn)澆梁工程實踐，針對山嶺重丘移動模架現(xiàn)場有限空間不足，我部對移動模架調(diào)頭設(shè)施模擬計算，研制出有約束可旋轉(zhuǎn)的調(diào)頭裝置，通過后支腿與前支腿不斷前后偏移移動，實現(xiàn)有約束可旋轉(zhuǎn)的調(diào)頭，確保移動模架的整體安全、快速調(diào)頭，比預(yù)期工期提前45天完成；通過移動模架穿越2次隧道減少了移動模架拆解、運輸、拼裝工序，節(jié)約了80天。