浅析移动模架现浇简支箱梁施工技术 李玉振

发表时间:2016/6/12   来源:《工程建设标准化》2016年3月总第208期   作者:李玉振
[导读] 移动模架造桥机是一种自带模板,使用承台或者墩柱充当临时的支撑。

李玉振
  (菏泽市公路管理局,山东,菏泽,274000)
  【摘  要】本文介绍了移动模架现浇简支箱梁施工技术的组成构造、工作原理,对移动模架进行箱梁原位现浇施工的施工工艺、要点及其注意事项等进行阐述,从而推行移动模架的应用。
  【关键词】移动模架;简支箱梁;工作原理;操作要点
  在国外,移动模架造桥已经被广泛地应用在公路桥、铁路桥的连续梁施工中,是较为先进的施工方法。国内也已开始在高速公路、铁路客运专线的施工上使用。
  1.移动模架施工工艺
  移动模架造桥机是一种自带模板,使用承台或者墩柱充当临时的支撑,能顺桥轴线纵向移动、对桥梁进行现场浇筑的施工设备,其主要由支腿机构、支承桁梁、内外模板、主梁提升机构等组成。如果施工桥梁的现场出现以下情况,较高的墩高、较多的孔跨、梁体外截面为等截面、桥下方或者桥隧之间有河流、通行道路,其它施工方法在此种情况下不便采用,选用移动模架法现浇箱梁施工更为合适,其优点是机械程度高、作业标准化、施工质量好、施工操作简便、成本低廉、对外干扰少、适用范围广。移动模架造桥普遍运用在大体积整孔简支箱梁或者中小跨度连续梁的施工,按照其运行的方式不同,可以分为上行式和下行式两种结构形式。
  2.原理
  2.1主要工作原理
  (1)以机械和钢结构为托架的体系,为箱梁浇筑施工提供平台,体系结构具有自行行走、过孔功能,通过支承油缸和托辊轮箱的共同作用,可以实现升降及纵向移动动作;
  (2)在模架开启机构的作用下,模架以及模板实行底模架横移的开启和闭合动作;
  (3)在挑梁、吊臂及吊杆的作用下,模架悬挂在主箱梁的底面,使用可调撑杆来调整模板的预拱度,根据设计的要求调节梁底的线型高程。
  2.2上行式移动模架的主要特点和施工原理
  主要特点为:承重的主梁系统通过支腿的支撑处于桥面梁端或墩顶的上方,外模系统吊挂在承重主梁之上,过孔时为了避开桥墩外模系统横向开启,外模系统可以随主梁系统进行纵向移动,而且支腿可自行向前倒装。上行式移动模架占用空间小,对于低矮的桥墩的适用性较强,施工首跨和末跨或连续跨梁施工更方便,能够满足保障通过高压线等障碍物的要求,除此之外还便于短距离转换场地和外模系统的拆除转移。
  施工工作原理:使用梁端部和桥墩安装支腿,支腿支撑主梁系统,外模及模架吊挂在主梁系统上,形成一个可以纵向移动的桥梁制造平台,实行桥梁的施工,移动模架下落脱模,横向开启使其能够通过桥墩,纵向前移过孔到达下一施工位,横向合拢再次形成施工平台,完成下一孔施工,如此反复进行梁片浇筑施工。
  2.3上行式移动模架的主要特点和施工原理
  下行式移动模架主要特点为:使用桥墩安装支撑托架,稳定性良好,各支腿可以自行过孔和就位安装,使高桥高墩的施工更加便捷,同时也减少了施工成本。除此之外下行式移动模架施工作业受到外部条件的干扰少,便于管理,适用范围广,施工安全和工程质量均在可控范围。
  施工工作原理:与上行式的移动模架原理相似,利用桥梁墩身和承台安装主支腿,主支腿支撑主梁系统,外模及模架安装在主梁系统上,形成一个可以纵向移动的桥梁制造平台。模板系统与主梁连为一体,在桥纵轴线处可分合,桥梁施工完成后,移动模架横向分离,使其能够通过桥墩,纵向前移过孔到达下一施工位,横向合拢后再次形成施工平台,如此反复进行梁片浇筑施工。
  3.移动模架现浇简支箱梁工艺
  3.1移动模架的拼装
  移动模架的拼装按照不同的现场施工环境及条件,可分成两种方式:桥位现场拼装和路基拼装。桥位拼装方案课运用在桥台后方为结构物、路基较短或场地受限的情况下;路基拼装方案则可以用于首跨桥台(或桥墩)后方为路基、或已建成桥梁的情况。在搭建好的临时支架(临时支架根据现场情况自行设计安装,不过一般理论要求是不小于25t的单个支架承载力和小于10mm的沉降)上拼装移动模架造桥机(造桥机拼装单件最大起重量约19.8t),逐节吊装造桥机主梁并进行拼装,主梁拼装完成后再进行吊装挑梁、模架及模板等结构的组装。除外,还要根据需要拉设横向缆风绳和在支架顶配置调节千斤顶。



  3.2施工顺序
  安装支座——设置预拱度及调整模板——绑扎底板、腹板钢筋及安装预应力管道——安装内模及其支架——安装顶板钢筋绑扎、横向预应力管道——箱梁混凝土浇筑——养护混凝土——预应力钢绞线张拉——孔道压浆、封端。
  3.3移动模架组装要求及注意事项
  (1)具有足够的强度,刚度和稳定性,和坚实稳固的基础的移动模架的墩旁托架及落地支架。
  (2)每次拼装用于整孔制架的移动模架和用于阶段拼装的移动支架前,必须检查各零部件的完好情况,经现场技术人员和设计部门认可才可以对结构进行改动;拼装完毕,应对设备进行全面检查和试验,与设计要求相符才可以进行使用。
  (3)移动模架移动支架纵向前移的抗倾覆稳定系数不得小于1.5,支腿纵移工作时,必须派专人检查并确认钢丝绳处于张紧状态和锁定了底面与墩顶和梁面预埋件锚固,待确认无误后主梁方可继续纵移,进入下一工序。
  (4)移动模架和用于节段拼装的移动支架,采用稳定措施应对桥墩前移及临时墩主桁梁,其滑道应具有足够的强度、刚度、和长度、宽度。
  (5)混凝土浇注顺序应尽量由前端向后端施工,并确保左右两侧腹板及翼板混凝土对称下料,以保证主梁结构受力均匀,变形一致;外侧模架的开启顺序应严格根据操作规程进行。
  (6)保证各构件处于锁定牢固状态,遇到8级以上风力时,需暂停混凝土浇注;过孔移位的施工,应在小于6级风力的风力下进行。
  3.4移动模架过孔流程
  3.4.1步骤一:脱底模,脱外膜,准备过孔
  (1)张拉完毕箱梁后,撤除墩顶散模及墩顶处侧模对拉设施;
  (2)拆除吊杆、底模以及侧模纵横向连接的螺栓;
  (3)对支腿油缸伸出与桥面顶紧进行辅助,收回脱空后支腿油缸并吊挂前移到规定的位置;
  (4)协助支腿及前支腿支承油缸收回脱空,整机下降;
  (5)开启底模架的横移并临时锁定,准备第一次前移过孔。
  3.4.2步骤二:第一次前移
  (1)启动造桥机纵向移动机构,整机前移;
  (2)造桥机后支腿油缸伸出与主梁转换支点牛腿顶紧,解除前支腿与墩顶间锁定;
  (3)升高后支腿油缸伸出顶,脱空前支腿,准备开始吊挂前移。
  3.4.3步骤三:锁定支架,准备第二次过孔
  (1)协助支腿与桥面纵向预应力筋或桥面预留吊杆孔的锁定;
  (2)脱空后的前支腿吊挂、前移到墩顶的指定位置进行安装,并张紧立柱与墩顶临时的斜拉杆,并且与墩顶预埋件间实行锁定,经查验确认无误后,收回后支腿油缸,准备第二次前移过孔。
  3.4.4步骤四:第二次前移到位,浇注第二孔梁及后续作业
  (1)启动造桥机纵移机构,整机前移到位;
  (2)横移关闭底模架,对左右模架间连接螺栓进行连接;

         (3)前后支腿油缸顶升高工作状态并锁定;
  (4)安装吊杆并调整,模板测量并调整,拆除前支腿立柱临时斜拉杆;
  (5)绑扎底板、腹板钢筋及预应力筋;
  (6)完成拆装式内模安装;
  (7)捆绑、扎牢顶板钢筋及预应力筋;
  (8)浇注并养生箱梁混凝土;
  (9)混凝土养生至张拉强度,实行预应力张拉作业。
  4.结论
  4.1移动模架造桥具整体性好、施工工期短、自动化程度高、机械化程度高工序衔接便捷合理、适用范围广、有利于工程质量和安全控制以及对环境影响小等特点。
  4.2工程的难点简是支箱梁线型控制,这需要在施工中不断进行调整,在梁体线型控制上累积成功的经验。
  4.3在不具备厂制架设的条件下,使用桥位现浇法施工大跨度简支箱梁,其施工方案及工艺值得探讨。
  参考文献:
  [1]黄成造,移动模架设计、施工与养护技术指南
  [2]向中富,邹毅松,杨寿忠;新编桥梁施工工程师手册,北京:人民交通出版社,2011

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