平潭海峽公鐵兩用大橋鐵路移動(dòng)模架施工技術(shù)

楊碧波

摘 要：本文通過(guò)對(duì)平潭海峽公鐵兩用大橋鼓嶼門(mén)水道橋CX02～CX19#墩17孔37.98m鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁施工技術(shù)的研究與實(shí)施，分析在復(fù)雜海峽氣候、地理環(huán)境下，采用能往返走行的下承式雙導(dǎo)梁移動(dòng)模架，既解決了不能在起始跨安裝移動(dòng)模架的難題，又克服了鐵路箱梁和公路墩身不能同時(shí)施工的困難，大量的節(jié)省了施工工期和資源投入。同時(shí)，該設(shè)計(jì)充分發(fā)揮了移動(dòng)模架在惡劣氣候環(huán)境下的施工安全優(yōu)勢(shì)，希望對(duì)今后同類型施工提供一些借鑒作用。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)模架；氣候惡劣；往返走行；安全優(yōu)勢(shì)；節(jié)省工期

1、概述

平潭海峽公鐵兩用大橋起于長(zhǎng)樂(lè)市松下鎮(zhèn)，跨越元洪航道和鼓嶼門(mén)水道，依次通過(guò)長(zhǎng)嶼島和小練島、跨越大小練島水道抵達(dá)大練島，全長(zhǎng)約11.15km。其中CX02～CX19#墩橫跨長(zhǎng)嶼島（詳見(jiàn)布置圖1），下層為17孔37.98m鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，上層為公路雙幅連續(xù)箱梁。梁體均采用移動(dòng)模架現(xiàn)澆施工。

鐵路箱梁為等高度直腹板單箱單室截面，箱梁高為3.5m，橋面設(shè)2%橫坡，中心線處梁高3.586m，頂面寬12.2m，底板寬度為6.4m。箱梁與橋墩橫斷面布置圖見(jiàn)圖2.

圖2 箱梁橫斷面布置圖

2、總體施工規(guī)劃

本工程CX02～CX03跨與CX18～CX19跨位于長(zhǎng)嶼島兩側(cè)岸灘區(qū)。作為移動(dòng)模架施工箱梁的起始跨，大型浮吊無(wú)法拋錨整體安裝移動(dòng)模架。且墩身高度近60m，采用搭設(shè)鋼管支架拼裝移動(dòng)模架，安全風(fēng)險(xiǎn)較高。施工采取在CX10～CX09跨矮墩處支架拼裝。移動(dòng)模架從CX10#墩往CX02#墩施工后，拆除前導(dǎo)梁橫聯(lián)，再使移動(dòng)模架退回CX10～CX11#跨往CX19#墩方向施工。最后移動(dòng)模架退回CX10～CX09#跨拆除。鐵路箱梁施工與公路墩身同步施工，節(jié)省工期。

3、移動(dòng)模架設(shè)計(jì)

在惡劣氣候環(huán)境下采用移動(dòng)模架施工鐵路箱梁是本工程的難點(diǎn)和重點(diǎn)。移動(dòng)模架設(shè)計(jì)難度大。根據(jù)設(shè)計(jì)文件并結(jié)合梁體截面特征及公路墩身位置，經(jīng)研究決定采用下承式雙導(dǎo)梁移動(dòng)模架。

3.1、移動(dòng)模架設(shè)計(jì)的總體構(gòu)思及特點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)移動(dòng)模架時(shí)，構(gòu)件最大尺寸不超過(guò)10m，重量小于25t，方便現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸和吊裝，移動(dòng)模架采用雙導(dǎo)梁對(duì)稱設(shè)計(jì)，具有往返走行，雙向施工能力。

（2）利用箱梁直腹板特點(diǎn)，將移動(dòng)模架箱型主梁與側(cè)模按一體設(shè)計(jì)，底模橫移張開(kāi)后豎直翻轉(zhuǎn)與主梁鎖定，節(jié)省作業(yè)空間，可以在先施工公路墩身的前提下再施工鐵路箱梁，達(dá)到節(jié)省工期的目的。

（3）鐵路移動(dòng)模架頂部設(shè)計(jì)一臺(tái)10t門(mén)式吊機(jī)，方便內(nèi)模及材料的吊裝。

（4）橋址區(qū)域百年重現(xiàn)期十分鐘平均最大風(fēng)速44.8m/s。全年7級(jí)以上大風(fēng)天數(shù)大于238天，氣候惡劣。移動(dòng)模架按無(wú)支腿設(shè)計(jì)，降低整體重心，同時(shí)在墩頂預(yù)埋錨固鋼筋與主梁錨固，增強(qiáng)施工的安全性。

3.2、移動(dòng)模架構(gòu)造

本移動(dòng)模架外形尺寸為93m×14.5m×12m，主要由主梁、導(dǎo)梁、橫聯(lián)、墩頂位移機(jī)構(gòu)、模板系統(tǒng)、輔助設(shè)施和液壓系統(tǒng)及門(mén)吊等7大部分組成（圖3）。

圖3 移動(dòng)模架平立面布置圖

（1）主梁系統(tǒng)采用Q345B鋼板焊接成箱型結(jié)構(gòu)，底部設(shè)置縱移軌道。側(cè)面與頂面兼做箱梁施工的側(cè)模和翼模。主梁節(jié)段之間采用10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓連接。

（2）導(dǎo)梁為桁架結(jié)構(gòu)，前端根據(jù)移動(dòng)模架過(guò)跨時(shí)擾度按向上翹曲30cm設(shè)計(jì)，便于導(dǎo)梁能順利到達(dá)前方墩頂滑座。前導(dǎo)梁設(shè)計(jì)有橫聯(lián)，并在中間設(shè)置30cm短節(jié)起調(diào)節(jié)導(dǎo)梁間距作用。移動(dòng)模架拆模過(guò)跨時(shí)安裝短節(jié)，合模澆筑時(shí)拆除。

（3）墩頂位移機(jī)構(gòu)與液壓系統(tǒng)（圖4）包括豎向起升油缸、橫移滑座及油缸、縱向油缸及軌道等。預(yù)埋件安裝時(shí)位置必須準(zhǔn)確、牢固可靠。受惡劣海洋環(huán)境影響，墩頂必須預(yù)埋抗臺(tái)錨固預(yù)埋件。豎向油缸支撐反力必須經(jīng)設(shè)計(jì)院驗(yàn)算復(fù)核。

圖4 墩頂位移機(jī)構(gòu)及液壓系統(tǒng)

（4）模板系統(tǒng)包括底模、側(cè)模、內(nèi)模和端模。底模對(duì)稱設(shè)計(jì)，在底板中心線處采用螺栓連接，豎向靠滑靴和拉桿與主梁錨固連接。拆模與合模靠固定在主梁上的橫移滑靴實(shí)現(xiàn)。側(cè)模與主梁一體化設(shè)計(jì)，內(nèi)膜與端模采用組合式鋼模。

（5）移動(dòng)模架上設(shè)置一臺(tái)單軌門(mén)式吊機(jī)，安裝兩臺(tái)5t電動(dòng)葫蘆，方便材料和節(jié)段內(nèi)模整體吊裝。門(mén)式吊機(jī)必須滿足惡劣海洋環(huán)境下的抗臺(tái)穩(wěn)固措施。

（6）輔助設(shè)施主要包括一些安全維護(hù)設(shè)施、走行梯道等。其中主梁底部設(shè)置的操作平臺(tái)主要為方便底模合模和拆模過(guò)程中施工人員的通行和站位，操作平臺(tái)利用底模底部的電動(dòng)葫蘆起升，在地面人工搬運(yùn)過(guò)孔。

4、鐵路箱梁施工

4.1、模架安裝與試壓

首先在CX09～CX10墩位處平整拼裝場(chǎng)地，搭設(shè)支架。利用履帶吊機(jī)吊裝移動(dòng)模架各構(gòu)件進(jìn)行組拼。移動(dòng)模架經(jīng)檢查驗(yàn)收后進(jìn)行靜載試驗(yàn)，消除移動(dòng)模架的非彈性變形，獲取彈性變形值。

4.2、移動(dòng)模架施工梁體工序步驟

（1）綁扎梁體底、腹板鋼筋后安裝內(nèi)模，再綁扎頂板鋼筋并安裝模板頂部對(duì)拉桿后澆筑混凝土。混凝土養(yǎng)生達(dá)到設(shè)計(jì)條件進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，準(zhǔn)備模架脫模。

（2）拆除頂部橫向?qū)瓧U，墩頂頂升油缸收縮，模架整體下落120mm，完成脫模。

（3）利用底模板下方葫蘆提起操作平臺(tái)，解除底模中間的連接螺栓、底模與主梁之間的錨固螺紋鋼筋。然后下落操作平臺(tái)至地面，地面搬運(yùn)過(guò)跨。

（4）啟動(dòng)底模橫移油缸，推動(dòng)底模橫移向外開(kāi)啟3.2m，穿上主梁與底模間的精軋螺紋鋼筋。再啟動(dòng)墩頂橫移油缸，兩側(cè)模架整體向外開(kāi)移150mm后，安裝前導(dǎo)梁間的橫聯(lián)短節(jié)。

（5）檢查過(guò)孔無(wú)障礙并將門(mén)吊開(kāi)至后導(dǎo)梁固定，開(kāi)啟墩頂縱移油缸，模架整體前移18m，使導(dǎo)梁到達(dá)前方墩頂滑座上。

（6）門(mén)吊前行至軌道端頭配重，再將模架繼續(xù)縱移22.7m，使模架過(guò)跨到位。

（7）拆除前導(dǎo)梁間300mm橫聯(lián)短節(jié)后，啟動(dòng)墩頂橫移油缸，兩側(cè)模架向內(nèi)橫移150mm。

（8）拆除底模與主梁間的鎖定，啟動(dòng)底模橫移油缸，使兩側(cè)底模向內(nèi)橫移3200mm，再提起操作平臺(tái)安裝底模連接螺栓及底模與主梁間的錨固精軋螺紋鋼筋。

（9）啟動(dòng)墩頂主油缸，模架整體提升120mm，到達(dá)制梁標(biāo)高，經(jīng)全面檢查后，進(jìn)行循環(huán)梁體施工。

5、結(jié)語(yǔ)

移動(dòng)模架是現(xiàn)澆施工中的主要設(shè)備，是承受梁體重量和各種施工荷載的承重結(jié)構(gòu)，是鋼筋綁扎、混凝土澆筑施工的重要平臺(tái)，其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性從根本上決定了施工質(zhì)量和安全。鐵路箱梁現(xiàn)澆施工必須從移動(dòng)模架設(shè)計(jì)、加工、拼裝、靜載試驗(yàn)及施工過(guò)程中的檢查驗(yàn)收等各方面進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)還需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控進(jìn)行調(diào)整，才能確保現(xiàn)澆施工的質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)

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[4]《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB 10424-2010 J 1155-2011）.

[5] 《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收規(guī)程》JGJ82-91.