張 媛,張媛芳

（南昌公路橋梁工程有限公司,江西 南昌 330077）

0 引言

預(yù)應(yīng)力箱梁移動(dòng)模架原位現(xiàn)澆施工技術(shù)在高架橋、公路及鐵路橋梁引橋等施工中較為常見(jiàn)，其因具備較大的跨越能力，較好的經(jīng)濟(jì)適用性，較大的結(jié)構(gòu)剛度，對(duì)于墩柱高、橋跨長(zhǎng)、橋下凈空受限等工程條件較為適用，但移動(dòng)模架在受到橋臺(tái)或起始跨結(jié)構(gòu)物的干擾和影響后，存在無(wú)法使用的情況。基于此背景，以具體橋跨工程為例，對(duì)搭設(shè)支架+模板法施工尾跨的設(shè)計(jì)及施工流程展開(kāi)分析探討，為移動(dòng)模架尾跨順利過(guò)跨提供參考。

1 工程概況

某跨河大橋第Ⅲ合同段橋梁跨徑1×（5×44 m）+13×（5×50 m），其中包括5跨單聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。尾跨位于半徑3 000 m的圓曲線上。單梁室斜腹板結(jié)構(gòu)箱梁為等高等截面梁設(shè)計(jì)，梁高3.0 m，頂?shù)酌鎸?5.25 m和7.35 m，尾跨箱梁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為42 m。該連續(xù)箱梁上部結(jié)構(gòu)擬采用移動(dòng)模架逐跨現(xiàn)澆施工，但因設(shè)計(jì)方案、施工工藝與工期安排不一致，致使48#邊墩標(biāo)段工序存在沖突，移動(dòng)模架就位受到Ⅱ標(biāo)段邊墩現(xiàn)澆支架限制而無(wú)法正常工作。為保證正常施工，經(jīng)過(guò)比選和論證，決定在48#及49#墩間設(shè)置中支墩，并在48#承臺(tái)處設(shè)置前支墩，為模架過(guò)跨及箱梁施工提供輔助。

2 工藝設(shè)計(jì)

2.1 移動(dòng)模架技術(shù)參數(shù)

該連續(xù)箱梁尾跨采用MZ50/1500型移動(dòng)模架，關(guān)鍵性技術(shù)參數(shù)取值情況見(jiàn)表1。立柱支撐和墩旁托架設(shè)置在樁基礎(chǔ)承臺(tái)頂部，兩側(cè)縱向主梁由托架承托，主梁由桁架梁連接，同時(shí)布置由桁架橫梁、主梁、模板、支撐桿等組成的工作模架，使其能夠在橫縱向、豎直向、水平向靈活施作。合模后構(gòu)建起混凝土澆筑空間，向左右橫向及下方移動(dòng)脫模后，縱向移位過(guò)孔繼續(xù)作業(yè)。

表1 技術(shù)參數(shù)取值

該型號(hào)移動(dòng)模架動(dòng)作通過(guò)液壓傳動(dòng)和液壓油缸驅(qū)動(dòng)，并可借助制動(dòng)閥微調(diào)。模板成形面可通過(guò)支撐桿微調(diào)，以形成高精度預(yù)設(shè)拱度及模板空間，確保連續(xù)箱梁線形[1-3]。

2.2 中支墩設(shè)計(jì)

中支墩主要布置在水中，為便于前導(dǎo)梁整節(jié)段拆除及模架過(guò)跨的順利進(jìn)行，具體設(shè)置在與48#墩相距15 m處。從橫橋向看，3根鋼管樁組成中支墩豎向支承，各鋼管樁均包括6根φ930×12鋼管，每組鋼管設(shè)置間距為9.5 m；并在每個(gè)間隔處設(shè)置雙工字鋼平聯(lián)和剪刀撐。順橋向按3.0 m間距設(shè)置3排鋼管樁，共18根；其上鋪設(shè)雙拼型鋼縱向分配梁和橫向分配梁。模架過(guò)跨過(guò)程中必將產(chǎn)生較大的水平推力，為保證中支墩結(jié)構(gòu)受力均衡及穩(wěn)定，控制水平位移，還必須在中支墩與前支墩之間增設(shè)雙工字鋼平聯(lián)與剪刀撐。

2.3 前支墩設(shè)計(jì)

前支墩是最后跨箱梁澆筑及移動(dòng)模架開(kāi)模的前道工序，前支墩由上至下依次為軌道梁、鋼桁梁、鋼管立柱、雙型鋼平聯(lián)、剪刀撐、工字鋼承重梁、鋼管樁。前支墩左側(cè)的48#墩左右承臺(tái)上滿鋪搭設(shè)8組型鋼橫梁；右側(cè)鋼管樁基礎(chǔ)順橋向布置3排，樁頂增設(shè)雙拼型鋼橫梁，并確保橫梁標(biāo)高與承臺(tái)高度一致。

2.4 模板設(shè)計(jì)

以原移動(dòng)模架模板系統(tǒng)為該連續(xù)箱梁尾跨施工模板。Ⅲ標(biāo)段尾跨箱梁端頭正下方存在Ⅱ標(biāo)段邊跨貝雷架伸入的情況，導(dǎo)致4#移動(dòng)模架主箱梁無(wú)法在進(jìn)入48#墩側(cè)邊區(qū)域時(shí)順利過(guò)孔。為此，必須調(diào)整原模板體系，保證尾跨箱梁順利施工。

由于端橫梁部位的翼緣板和側(cè)模板兩端分別支承于主梁和Ⅱ標(biāo)段貝雷梁型鋼支架，為避免澆筑箱梁混凝土期間發(fā)生脹模，還必須將4根對(duì)拉精軋螺紋鋼分別設(shè)置在腹板底頂[4-7]。

2.5 模架加固

主梁因受到邊跨支架的限制而無(wú)法行走至模架正常工位，為此，必須在末跨箱梁澆筑施工期間對(duì)前支墩和主梁支點(diǎn)實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)處理。經(jīng)與移動(dòng)模架廠家協(xié)商后決定，補(bǔ)強(qiáng)方案由廠家提供，在現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)對(duì)模架主梁4個(gè)支點(diǎn)的補(bǔ)強(qiáng)施工，并加強(qiáng)焊縫等施工質(zhì)量檢測(cè)控制。

大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐的高職教育教學(xué)出現(xiàn)了多重變化，參與式學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)成為高等職業(yè)院校教學(xué)創(chuàng)新的新方向，是順應(yīng)時(shí)代、教學(xué)、學(xué)生特點(diǎn)的新型范式和方法。慕課、微課是給予網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)技術(shù)開(kāi)發(fā)的高等職業(yè)院校教學(xué)新模式，將傳統(tǒng)固定教學(xué)要素進(jìn)行了再分割、再構(gòu)建，以個(gè)性化學(xué)習(xí)作為教學(xué)的主要路徑和策略，這是高等職業(yè)院校教學(xué)方法多元化發(fā)展的主要表現(xiàn)。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 鋼管樁振沉及安裝

應(yīng)用GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量定位。以棧橋施工所構(gòu)建的基站為參照確定出平面打樁位置，借助150T浮吊擺臂調(diào)整樁位，并糾正其垂直度等偏差，確保鋼管樁樁位和垂直度均滿足設(shè)計(jì)要求。測(cè)量平臺(tái)位于主棧橋橋面，在平臺(tái)上架設(shè)2臺(tái)經(jīng)緯儀實(shí)施交會(huì)測(cè)量，展開(kāi)鋼管樁樁位、標(biāo)高、垂直度等的測(cè)控，2臺(tái)經(jīng)緯儀交匯角位于60～125°之間，橫縱方向均通過(guò)直線法觀測(cè)。通過(guò)150T浮吊和DZ60型振樁錘以及懸打法施打鋼管樁，在支架所在位置展開(kāi)浮吊拋錨定位，其間借助纜繩長(zhǎng)度調(diào)節(jié)浮吊所在位置。

待完成基礎(chǔ)鋼管樁施工后，焊接立柱。立柱以壁厚12 mm的φ930 mm鋼管為主要材料。安裝鋼管立柱前，必須使用全站儀精準(zhǔn)測(cè)放平面控制點(diǎn)位。分段吊裝鋼管，并在空中豎向連接，立柱兩端焊接25 mm厚的法蘭盤(pán)，并通過(guò)螺栓輔助連接，鋼管傾斜度應(yīng)嚴(yán)格控制在0.1%以內(nèi)[8-10]。

施作完同一斷面鋼管樁后，立即展開(kāi)相應(yīng)斷面鋼管樁平聯(lián)和剪刀撐等的焊接，平聯(lián)采用雙工字鋼和φ400 mm×8 mm鋼管，剪刀撐則采用雙工字鋼。操作平臺(tái)施作在法蘭和平聯(lián)施工的同時(shí)進(jìn)行。平臺(tái)主體采用工字鋼，四周欄桿和底部全部采用φ16 mm鋼筋焊接。沉樁前，應(yīng)先將工字鋼件焊接在鋼管樁相應(yīng)位置，以此作為以上施工過(guò)程的受力點(diǎn)。

按照9.0 m間隔設(shè)置硬雜木以填充前支墩和48#墩之間的空隙。為增強(qiáng)立柱穩(wěn)定性，硬雜木處增設(shè)環(huán)向抱箍（圖1），并牢固連接支架和主梁邊跨。

圖1 前支墩抱箍設(shè)計(jì)（mm）

3.2 橫梁施工

橫梁雙拼H40加強(qiáng)型鋼和8拼H40加強(qiáng)型鋼全部在后場(chǎng)加工，通過(guò)將2 cm厚的鋼板加焊在型鋼頂?shù)准案拱遄笥覀?cè)。通過(guò)履帶起重機(jī)將橫梁或縱梁懸吊至測(cè)放位置后，焊接牛腿，焊后安排技術(shù)員檢查焊接質(zhì)量，保證全部焊縫均滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 安裝臺(tái)車

待吊裝完前支墩頂工字鋼橫梁后，鋪設(shè)軌道梁。軌道梁仍為現(xiàn)場(chǎng)加工形式，參照原托架橫移軌道尺寸并采用4拼型鋼加工。將原后托架拆卸后倒運(yùn)至前支墩，以代替原托架橫移系統(tǒng)，為前支墩處臺(tái)車開(kāi)合模提供保證。

3.4 移動(dòng)模架施工

在施作右幅第10聯(lián)第4節(jié)段箱梁前，將前鼻梁首節(jié)段拆除。待完成張拉及壓漿施工任務(wù)后移動(dòng)模架并過(guò)孔，并在次節(jié)前導(dǎo)梁與中支墩徹底脫離后暫停過(guò)孔。借助150T浮吊將前鼻梁次節(jié)段拆除，通過(guò)駁船運(yùn)抵后場(chǎng)放置；此后，分別將前鼻梁第3節(jié)段及主梁第G6節(jié)段拆除。

3.5 連續(xù)箱梁線形控制

在移動(dòng)模架每跨就位后模架模板系統(tǒng)便構(gòu)成箱梁外模，故必須通過(guò)移動(dòng)模架控制箱梁軸線和斷面尺寸。按照設(shè)計(jì)資料，箱梁在恒載+汽車荷載+預(yù)應(yīng)力效應(yīng)綜合作用下?lián)隙容^小，梁體自身拱度可忽略不計(jì)。以澆筑混凝土前設(shè)置模架預(yù)拱度確保澆筑后箱梁符合設(shè)計(jì)要求為線形控制的重點(diǎn)。該連續(xù)箱梁尾跨移動(dòng)模架鋼箱梁段受力和變形情況見(jiàn)表2。

表2 尾跨移動(dòng)模架鋼箱梁段受力和變形情況

移動(dòng)模架結(jié)構(gòu)圖件全部為高強(qiáng)螺栓和銷軸連接，連接件部分非彈性壓縮可忽略不計(jì)，在施工期間，移動(dòng)模架模板系統(tǒng)變形值滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)應(yīng)按反方向設(shè)置預(yù)拱度。

4 移動(dòng)模架靜載試驗(yàn)

試驗(yàn)開(kāi)始前使用橋梁專用軟件展開(kāi)靜力模擬。根據(jù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，對(duì)移動(dòng)模架箱梁、吊掛系統(tǒng)等展開(kāi)計(jì)算，計(jì)算荷載為移動(dòng)模架整機(jī)重量+混凝土梁重。經(jīng)過(guò)模擬，尾跨最大撓度為2.8 cm，吊掛外肋最大撓度2.3 cm。

結(jié)合該連續(xù)箱梁尾跨移動(dòng)模架架梁過(guò)程中的受力工況，應(yīng)主要展開(kāi)移動(dòng)模架橫向托架拉桿與主縱梁應(yīng)力應(yīng)變、尾跨梁控制斷面豎向撓度、移動(dòng)模架支點(diǎn)位移及變位等項(xiàng)目的靜載試驗(yàn)。

4.1 測(cè)點(diǎn)布置

按照《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》（JTG/T J21—01—2015）向待檢測(cè)結(jié)構(gòu)施荷，并測(cè)量移動(dòng)模架結(jié)構(gòu)控制斷面應(yīng)力應(yīng)變、位移、變形，根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷模架結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀態(tài)及安全儲(chǔ)備[4]，評(píng)價(jià)其工作性能，為結(jié)構(gòu)正常運(yùn)行提供安全保障。

（1）應(yīng)變測(cè)試。采用電測(cè)法檢測(cè)連續(xù)箱梁尾跨跨中縱向應(yīng)力及吊桿拉力，即將6個(gè)振弦式應(yīng)變計(jì)縱向粘貼在尾跨梁底，同時(shí)在板下緣粘貼15 cm長(zhǎng)夾具，通過(guò)千分表量測(cè)及機(jī)測(cè)法校核應(yīng)變。

（2）撓度測(cè)試。通過(guò)精密水準(zhǔn)儀測(cè)量尾跨梁、吊桿撓度及移動(dòng)模架兩端支點(diǎn)位移，并在托架下緣設(shè)置百分表復(fù)核測(cè)量結(jié)果，將量測(cè)精度控制在0.01 mm以內(nèi)。尾跨鋼箱梁撓度測(cè)點(diǎn)設(shè)置在吊桿處，即在底板和翼板處順橋向布置5排測(cè)點(diǎn)，依次編號(hào)。

（3）變位測(cè)試。移動(dòng)模架預(yù)壓期間，荷載施加至吊掛外肋系統(tǒng)后必將引發(fā)變位，為保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)在連接角點(diǎn)設(shè)置測(cè)點(diǎn)并粘貼反光片，通過(guò)全站儀展開(kāi)變位觀測(cè)。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果

按照加載試驗(yàn)方案，采取0→50%→100%→105%的三級(jí)加載模式，并以砂袋和鋼筋為堆載材料，按底板→腹板→頂板→翼板的次序施荷。加載物堆放時(shí)應(yīng)模擬尾跨梁實(shí)際狀態(tài)，每級(jí)荷載加載至預(yù)期噸位所耗費(fèi)的靜載時(shí)間必須在4 h以上。加載至最大設(shè)計(jì)荷載時(shí)尾跨梁豎向撓度最大為80 mm，未超出85 mm的理論值。尾跨梁最大加載應(yīng)力（81.96 MPa）出現(xiàn)在跨中截面，遠(yuǎn)小于555.7 MPa的理論值；橫橋向、順橋向最大變位分別為14 mm和48 mm，均位于允許范圍內(nèi)。尾跨跨中截面位移監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 尾跨跨中截面位移監(jiān)測(cè)結(jié)果

移動(dòng)模架屬于梁式支架，任何部位的臨時(shí)荷載均會(huì)引起模架扭曲，通過(guò)梁體高程控制保證移動(dòng)模架現(xiàn)澆箱梁橋面高程滿足設(shè)計(jì)是施工控制的關(guān)鍵。根據(jù)靜力試驗(yàn)結(jié)果，施工單位所采取的合理預(yù)拱度設(shè)置以抵消因箱梁澆筑振搗而施加恒載所引起結(jié)構(gòu)變形的做法起到了較好地控制移動(dòng)模架現(xiàn)澆箱梁橋面高程的效果。

5 結(jié)論

綜上所述，采用移動(dòng)模架展開(kāi)連續(xù)箱梁尾跨施工的過(guò)程中可能面臨橋臺(tái)、主橋邊跨等對(duì)尾跨的限制，無(wú)法展開(kāi)正常施工，整體搭設(shè)支架現(xiàn)澆的做法既缺乏經(jīng)濟(jì)性，又面臨較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，還必須展開(kāi)預(yù)壓以消除支架沉降非彈性變形。該橋梁工程通過(guò)在水中設(shè)置中支墩，為模架過(guò)跨提供條件，同時(shí)在承臺(tái)設(shè)置前支墩，克服了常規(guī)施工所面臨的種種制約和難題，保證了移動(dòng)模架尾跨施工任務(wù)的順利完成，也為類似工程施工提供了可借鑒經(jīng)驗(yàn)。