◎翟海濤 中交第二航務(wù)工程局有限公司第五工程分公司

隨著國家經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，越來越多的跨海大橋建造新技術(shù)凸現(xiàn)出來，移動模架法施工在橋梁建設(shè)工程中應(yīng)用較多。移動模架系統(tǒng)是一種自帶主梁、模板和支架的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通過支腿將荷載傳遞到承臺或者墩柱，在橋跨之間不斷進行移位循環(huán)和匹配，以適應(yīng)不同截面和線性的現(xiàn)澆混凝土箱梁施工。箱梁鋼筋綁扎、混凝土澆筑和養(yǎng)護、張拉作業(yè)等均在移動模架施工平臺上完成，具有施工周期短、施工質(zhì)量好、不影響周邊環(huán)境、適用于跨海大橋等優(yōu)點。

目前，國內(nèi)的跨海橋梁建設(shè)多以架橋機、浮吊整跨吊裝、掛籃懸澆等工藝施工，移動模架多用于固定斷面和直線型橋梁施工。多跨連續(xù)、變跨徑的移動模架施工案例較少。為此，本文以海南某大橋的移動模架施工實例為背景，對架橋機過跨、橫移、縱移、支承、拆除等關(guān)鍵施工技術(shù)進行研究，為同類型橋梁建設(shè)提供參考。

1.工程概況

1.1 概況

大橋是連接?？诤臀牟心车氐目绾４髽?，橋跨布置為4×30m(第一聯(lián))+4×30m(第二聯(lián))+4×30m(第三聯(lián))+5×30m(第四聯(lián))+5×30m(第五聯(lián))+5×30m(第六聯(lián))+6×50m(第七聯(lián))=1130m，共七聯(lián)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，為左右兩幅。現(xiàn)澆連續(xù)箱梁處于直線段、A=489.898緩和曲線、左偏1200m圓曲線、A=489.898緩和曲線和直線整體式路基段上?？v面位于i=0.5%的上坡、i=-2.5%上坡段上，曲線要素R=10400。

大橋的引橋采用板式墩設(shè)計，根據(jù)橋梁的跨徑和墩身高度不同，分別設(shè)計為花瓶型的空心墩和實心墩?，F(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用單箱單室結(jié)構(gòu)，邊腹板采用斜腹板。

第一聯(lián)至第六聯(lián)跨徑為30m，梁高1.8m，頂板寬15.75m，翼緣懸臂長3.5m，現(xiàn)澆箱梁的腹板厚度是漸變設(shè)計的，從跨中到梁端一次性變化到位，厚度從0.5m變化到0.75m，漸變長度為3m。

橋梁的第七聯(lián)跨徑為50m，梁高2.8m，頂板寬15.75m，翼緣懸臂長3.5m。腹板厚度與前序的橋跨變化一致，但是腹板厚度是從0.5m變化到0.8m，漸變段長度為4m。

1.2 施工難點

（1）本項目存在30m和50m橋跨兩種跨徑，兩種跨徑箱梁斷面尺寸不同，需要先進行30m跨徑梁段的施工，施工完成后，對移動模架拆裝再施工50m跨徑梁段。

（2）橋墩高度差別大，橋墩有實心墩和空心墩兩種，移動模架的支撐方式跟隨橋墩方式采用落地式支撐和墩身開孔式兩種。

（3）由于橋梁線性設(shè)計有橫向和縱向的曲線變化，移動模架施工需要考慮縱向線性和橫向線形，確保線形滿足設(shè)計的精度要求。

2.移動模架設(shè)計研究

橋跨施工的方向從橋臺開始，總體向33號墩推進，33號橋墩是過渡墩，在這6跨30m的橋梁中，連續(xù)梁的最大階段為（30+30+6）m，混凝土澆筑量687.4m；混凝土重量1787.3噸；50m跨連續(xù)梁施工最大節(jié)段為（50+9）m；混凝土澆筑量728.1m；混凝土重量1893噸。采用移動模架進行作為原位現(xiàn)澆施工的平臺，移動模架采用原九江二橋ZQM2150移動模架進行改造。

2.1 移動模架設(shè)計

移動模板自下而上可分為承臺或墩身側(cè)邊支架、支撐油缸臺車、主桁架梁、前后導(dǎo)向機構(gòu)、水平連接、底部模板、側(cè)模和其他輔助系統(tǒng)。本項目采用下行式的支撐體系，整體上可以使用模板開合、橫向移動與縱向移動的功能，以滿足橋梁現(xiàn)場現(xiàn)澆施工的目的。

2.2 各機構(gòu)設(shè)置及作用

（1）墩旁托架，將整機載荷和施工工作載荷傳到墩身和承臺的作用，設(shè)置有不銹鋼滑道和油缸，箱梁現(xiàn)澆施工的時候頂升油缸將整個模架頂起，脫模時頂升油缸縮回，使主梁落在支承臺車滑架上，達到模架系統(tǒng)橫向和縱向調(diào)位的目的。

（2）支承臺車，模架整體脫模、橫向、縱向移位的作用，主要的機構(gòu)包括臺車的底架、支腿臺座、滑動架、滑靴以及油缸等，支撐臺車的移動都是通過液橫向與縱向的液壓油缸操作的。

（3）主梁，是造橋機的主要受力部件，用于承受混凝土箱梁的澆注時的工作載荷。采用矩形鋼箱梁形式，分為七節(jié),節(jié)間用高強螺栓連接，單組鋼箱梁重約180t。

（4）導(dǎo)向機構(gòu)，移動模架在往下一跨移動時引導(dǎo)和承載的專業(yè)機構(gòu)，通過鋼材桁架結(jié)構(gòu)焊接，總體分四組，單組長為25100mm。高強螺栓用于導(dǎo)梁與主梁之間連接，而本身導(dǎo)梁之間采用的是銷軸連接方式。

（5）橫向聯(lián)結(jié)系統(tǒng)，橫聯(lián)系統(tǒng)也是設(shè)置有千斤頂，千斤頂?shù)男问綖槁菪剑饕糜谥蔚啄０?，可調(diào)節(jié)底模標高和預(yù)拱度。采用矩形桁架梁，桁架中心高1500mm，雙榀橫聯(lián)共14榀，設(shè)置為不對稱橫開的兩片。

（6）外模系統(tǒng)，用于現(xiàn)澆混凝土的模板框架，包括底模、側(cè)模和側(cè)模支撐組成。外模系統(tǒng)設(shè)計時充分考慮了30m和50m梁模板的兼容性和互換性。

（7）托架支撐，大橋20m以下墩施工時采用落地支撐進行支撐，移動模架的全部豎向荷載通過落地支撐傳遞到承臺上，落地支撐按照不同組合裝配用于不同高度墩身跨箱梁澆注。落地支撐通過張緊的精軋螺紋鋼筋抱緊墩身。

（8）電氣系統(tǒng)，主要由一臺動力配電箱，主要供電給六臺支承臺車以及扁擔(dān)梁液壓站,照明等。

2.3 移動模架計算

根據(jù)施工工藝考慮，計算兩種工況下的移動模架的強度、剛度和主梁穩(wěn)定性計算。

（1）計算依據(jù)。

（2）荷載說明。

a、恒載：移動模架上面所有結(jié)構(gòu)部件自身的荷載；

b、活載：移動模架的活荷載主要包括風(fēng)荷載、混凝土載荷、人員荷載、施工載荷等。

（3）工況考慮。

分別對50m和30m跨徑制梁及過孔工況進行計算，制梁和過孔工況荷載分布圖見圖1。

圖1 工況荷載分布圖

（4）模型建立及計算。

項目的移動模架結(jié)構(gòu)單元分析采用有限元軟件ANSYS進行分析。主梁采用空間梁單元模擬，鼻梁采用空間梁單元模擬，橫梁采用空間梁單元模擬。50m和30m制梁及過孔工況有限元計算分析模型計算見圖2。

圖2 有限元分析模型計算

50米制梁工況最大應(yīng)力出現(xiàn)在主梁中間部分，最大應(yīng)力119MPa，主梁最大應(yīng)變90.7mm，滿足要求。50米過孔工況時最大應(yīng)力出現(xiàn)在導(dǎo)梁支撐點處，最大應(yīng)力145MPa，在許可范圍內(nèi)。計算結(jié)果見表1。

表1 移動模架受力計算結(jié)果

3.移動模架施工工法

3.1 第一跨施工工藝

現(xiàn)澆箱梁施工工藝與常規(guī)的流程大體一致，但是采用移動模架需要先進行墩旁托架的調(diào)整安裝等，總體施工工藝流程為：1）安裝墩旁托架及支承臺車；2）主梁安裝就位；3）外模系統(tǒng)安裝；4）鋼筋綁扎和波紋管安裝；5）調(diào)整模板，檢查拼縫；6）安裝內(nèi)模板；7）綁扎頂板鋼筋；8）澆筑全斷面混凝土；9）養(yǎng)護；10）脫模；11）張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線和壓漿。一跨施工完成后移動至下一跨繼續(xù)循環(huán)以上步驟。

（1）墩旁托架安裝，根據(jù)墩身高度拼裝好托架支撐，利用吊機將其安裝在橋墩兩側(cè)。橋墩兩側(cè)托架應(yīng)同步、對應(yīng)地分別安裝，安裝完畢后校核托架懸臂橫梁安裝精度,然后拉緊精軋螺紋鋼筋。

（2）支承臺車安裝，在安裝支承臺車前，需要在墩身托架的橫移軌道和臺車縱向移動的軌道上涂上潤滑油，然后用吊車將支承臺車吊于墩旁托架橫梁軌道上，之后安裝其相關(guān)的電氣、液壓部件。

（3）主梁安裝，主梁分節(jié)段安裝于鋼管樁支架上，然后在鋼管樁支架上將兩節(jié)段主梁拼裝。相鄰的兩節(jié)主梁拼裝在一起之后，采用千斤頂設(shè)備進行精準的對接，先進行上下連接板的安裝，再安裝左右連接板，緊固螺栓，連接主梁，左右側(cè)都安裝好后整體吊裝到墩旁托架的軌道上，最后裝上支撐臺車的夾持器。

（4）模板系統(tǒng)安裝，底模安裝時分段安裝，隨主梁一起起拱，底模安裝完成后，試驗開合，保證底模開合順暢，并調(diào)整拼縫合錯臺。模板安裝完成后，利用吊車安裝外側(cè)翼緣模板。

（5）預(yù)壓，在橫斷面上模擬箱梁的實際載荷分布，采用“砂帶+水”進行預(yù)壓試驗。

（6）鋼筋混凝土施工，分別綁扎底板、腹板以及頂板的鋼筋，但是在綁扎腹板鋼筋的同時進行波紋管和預(yù)應(yīng)力鋼絞線的安裝，然后安裝內(nèi)模和調(diào)位，最后澆筑混凝土和養(yǎng)護，達到設(shè)計強度后拆除模板，施加預(yù)應(yīng)力和壓漿，完成現(xiàn)澆箱梁施工。

3.2 移動模架循環(huán)施工工藝

移動模架循環(huán)用于現(xiàn)澆箱梁施工大致分為四個階段：

（1）按照3.1施工工藝完成第一跨現(xiàn)澆箱梁施工。

（2）模架系統(tǒng)下放，前一跨現(xiàn)澆箱梁的預(yù)應(yīng)力張拉壓漿完成后，脫開內(nèi)模板與模架系統(tǒng)的連接，將內(nèi)模以外的模架系統(tǒng)整體下放25cm左右，使移動模架整體與已經(jīng)完成的現(xiàn)澆箱梁分離開，移動模架整體都下放到前后支承的臺車上。

（3）模架對開。松開橫向連接系，啟動支承臺車上的橫移油缸，模架分成左右兩組向兩側(cè)橫移。

（4）主梁移至新的制梁位。啟動縱移油缸，兩組模架分別向前方橋位縱移，單邊縱移距離差控制在2米；縱移到位，將兩組模架向中部合攏到位；聯(lián)接橫梁及底模中部連接螺栓；操作柜機收回掛在臺車上面的模架頂升油缸，然后將模架系統(tǒng)通過油缸頂升到橋梁的設(shè)計標高，循環(huán)制梁步驟進行施工。

4.結(jié)束語

在跨海大橋中的現(xiàn)澆箱梁施工中，結(jié)合項目施工環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點，整合現(xiàn)有資源，對架橋機改造后的下行式移動模架成功的解決了2×30米混凝土箱梁制梁的結(jié)構(gòu)安全及線性控制和50米混凝土箱梁制梁的結(jié)構(gòu)安全及線性控制。在施工過程中進行施工工況分析，對制梁和過孔施工研究計算，各項結(jié)果均滿足規(guī)范要求，創(chuàng)造的了極大的經(jīng)濟效益，供類似項目施工借鑒。