移動模架造橋機在某橋梁施工中的應用

董丞上

中鐵大橋局集團第三工程有限公司，廣東 廣州 510006

1 工程概況

武漢天興洲公鐵兩用長江大橋正橋1#、0#墩為北岸輔助墩及邊墩，P01～028#墩為天興洲岸引橋工程；正橋4#、5#墩為南岸輔助墩及邊墩，P6～20#墩為武昌岸南引橋工程。鐵路引橋上部結構為40米簡支箱梁結構，分上下游兩幅，上游側線路為鐵路客運箱梁，下游側線路為貨運箱梁，型式均為單箱單室結構，橫向凈距0.35m。設計梁高3.5m，梁長分39.35m、40.5m、40.6m3 種[1]。

客運箱梁重1200t，貨運箱梁重1250t。梁體混凝土標號為C50，壓漿水泥漿標號為M40，封錨為C50微膨脹混凝土。采用縱、橫雙向預應力體系。縱向采用鋼絞線群錨預應力體系，塑料波紋管成孔。在箱梁頂板中橫向布置鋼絞線扁錨預應力體系，扁波紋管成孔。鐵路簡支箱梁為單箱單室結構，截面大、跨度長，采用移動模架原位現澆。

2 天興洲岸移動模架現澆鐵路箱梁施工要點

天興洲岸0#、01＃～022＃墩墩身凈高23.5～37.2m，上部結構為雙幅40.5m和40.6m跨鐵路簡支箱梁，橋面寬分別為12.3m和13.4m。采用設計有前后導梁的下行式移動模架分上下游幅逐跨現場澆筑，箱梁一次性澆注成型。

移動模架主體結構為雙主梁、雙導梁、兩側設挑架懸吊模板系統、底模水平開合、油缸頂推過孔、正反方向均可行進。承重梁為異型鋼箱梁，布置在混凝土箱梁翼板的下方，兼作模板使用。底模采用大剛度的正交異性板，兩端通過吊桿吊掛于鋼箱梁上，過孔前逐節解開底模吊桿及螺栓，并將底模向外側平推至鋼箱梁下方，過孔后復位。模架支撐及升降系統采用自鎖千斤頂來完成。

模架縱移采用導梁、不銹鋼板和四氟板滑移系統，以大行程連續千斤頂牽引錨固在前導梁下弦的鋼絞線來完成。模架橫向偏轉采用水平千斤頂在墩頂橫向滑道上頂推。待簡支箱梁混凝土的強度達到規定強度后，張拉完縱向預應力筋和上一跨箱梁橫向預應力鋼束，移動模架縱移至下一跨就位[2]。

內模采用鋼模，內支撐采用Φ48mm鋼管配頂托、底托；移動模架制造完后，要在制造工廠進行預拼裝。

3 移動模架設計

天興洲移動模架采用下行式結構，由承重系統、模板系統、走行系統、液壓系統、電氣系統等構成[3]。移動模架鋼梁段長41m，前后導梁各長25.96m，總長92.92m。

3.1 移動模架造橋機技術特點：

1）將側模和部分翼板模板做成鋼箱，使承重和模板體系合二為一，可有效地節省材料；

2）鋼箱梁支承在墩頂，支腿大大縮短，把寬墩對移動模架過孔的不利狀況轉化為有利的一面，有效利用了寬墩的條件；

3）不受地形、地質條件、水位的限制，常年均可施工；

4）施工周期短；節省費用；

5）承重梁預拱，使混凝土澆筑完畢時的實際撓跨比達1/4000以下；

6）模板接縫少，剛度大，有利于提高混凝土的外觀質量。

3.2 移動模架造橋機結構簡介：

1）承重結構：包括鋼箱梁和承重頂，部分墩身一側設承重牛腿；

2）模板系統：包括底模、翼模板、端模和內模；

3）走行系統：包括前后導梁、鋼絞線、千斤頂、墩頂滑座等；

4）液壓系統：包括模板的頂升和下降、底模平推、模架縱移及模架橫向調整系統等；

5）電氣系統：包含照明系統、吊籃、千斤頂等機構的動力電源。

3.3 移動模架造橋機的技術參數：

1）施工梁段長度：≤40.6m，混凝土箱梁重量：≤1300t；

2）主機重量：340t（不含內模、端模、墩頂散模及預埋件、牛腿等）；

3）整機走行速度：1～2m/min，整機總功率：60kW；

4）主梁工作彈性撓跨比：1/700；

5）平均工作效率：18d／跨。

4 移動模架的工作原理

移動模架造橋機實際上是一個可移動混凝土制梁工廠，把橋梁上部結構的預制變為在橋墩原位現澆，減少了混凝土預制需要的大批場地及預制梁的架設工作，對大噸位大跨度橋梁的施工極為有利,其主要工作原理為4種工況[4]：

1）澆筑混凝土工況：混凝土重量由模板——鋼箱梁——自鎖千斤頂，最后傳力到橋墩墩頂。模板閉合形成混凝土澆筑空間，從而可澆筑混凝土。

2）脫模工況：解除自鎖千斤頂的自鎖裝置，千斤頂卸載，模架依靠自重壓縮千斤頂整體下降180mm，拆底模的吊桿和抗剪的螺栓連接，將底模從內向外平推至設計位置固定，讓出過橋墩空間，完成脫模工作。

3）模架縱向走行過孔工況：當底模打開讓出過橋墩空間，拆除移動模架下部的掛籃,并做完輔助工作后，即可用連續穿心式千斤頂牽引鋼絞線牽引移動模架緩慢向前移動，使其到達下跨澆筑位置，完成移動模架的縱向走行過孔。

5 移動模架拼裝

移動模架在021～022#墩之間拼裝，拼裝萬能桿件作為移動模架的安裝支架，利用大型150t履帶吊機起吊拼裝。

5.1 萬能桿件支架拼裝

將021～022#墩之間的場地進行平整碾壓，地基土較差處則采取換填處理。按設計位置澆筑混凝土基礎，基礎上設置預埋件，預埋件的平面位置及標高應嚴格控制。

在拼裝萬能桿件節段前，要對基礎上的預埋件的標高及平面位置進行檢查，如果有偏差應及時調整處理。

在地上按8m一節先拼裝萬能桿件節段，利用25t吊機起吊萬能桿件節段與基礎聯結，然后再起吊聯結橫梁，將萬能桿件節段起吊聯結成整體。在萬能桿件頂布設分配梁，分配梁采用2[40b焊接而成。

5.2 移動模架拼裝

1）客、貨運移動模架拼裝順序：先貨運模架后客運模架；

2）貨運移動模架的拼裝順序：從線路左側往右側的順序倒退依次拼裝2條鋼箱梁，1條鋼箱梁拼裝完成后再拼裝另1條。單條鋼箱梁拼裝時，先拼中間兩塊后兩端；

3）將貨運移動模架左側的鋼箱梁利用大型履帶吊起吊中間兩塊到萬能桿件安裝支架上的正確位置，鋼箱梁的標高可以利用千斤頂調整，鋼楔塊支墊，位置調整正確后用鋼板螺栓聯結固定。先后起吊組拼兩端的兩塊鋼箱梁，將貨運移動模架外側的鋼箱梁全部聯結完成；

4）利用履帶吊拼裝貨運移動模架左側的前后導梁；

5）拼裝貨運移動模架右側的鋼箱梁，方法與（2）、（3）相同；

6）利用履帶吊拼裝貨運移動模架右側的前后導梁；

7）利用墩頂的橫移設備，調整鋼箱梁橫向位置；

9）客運移動模架拼裝也采用從左往右倒退拼裝，方法與貨運移動模架相同。

6 移動模架施工步驟

1）在首跨內安裝臨時支架，分節段吊裝鋼箱梁，栓接；

2）安裝底模系統和拼裝端散模；

3）調整標高后支墊，吊裝前后導梁；綁扎底腹板鋼筋和預應力筋；

4）安裝內模及對拉筋；綁扎頂板鋼筋和預應力筋；

5）澆筑混凝土并養護；

6）拆內模、張拉縱向預應力束；拆除承重腿柱，通過升降千斤頂卸載，模架依靠自重下降，使鋼箱梁落至縱移托輥上；

7）安裝牽引和導向系統。拆底模連接，逐節將底模平推至箱梁下方固定；移動模架縱移過孔，底模逐節平推復位并連接鋼箱梁；

7 移動模架施工安全措施

移動模架施工均是高空作業，危險性很大，在施工中除嚴格遵守橋梁施工安全技術規程的有關規定外，還應注意以下幾點：

1）移動模板均為大塊鋼模，面積大，自重大，利用起吊設備安裝時要注意吊機的位置，起吊高度，防止出現傾履事故；

2）移動模架翼緣模板牛腿上的操作平臺邊緣要加焊欄桿，用于主梁行走的小型機具及構件要安放牢固，應在梁端、欄桿斷開處及上下人行梯掛好安全網。

[1]武漢天興洲公鐵兩用長江大橋正橋1標段工程施工圖[R],2006,2.

[2]中華人民共和國行業標準《鐵路橋涵施工技術規范》(TB10203—2002)[S].中國建筑工業出版社,2002.

[3]客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南(TZ2132-2005)[S].中國建筑工業出版社,2005.