移動模架現(xiàn)澆法在山區(qū)高鐵橋梁施工中的應用

李海生

摘要： 我國鐵路建設進入高峰期，尤其是西部地區(qū)的高速鐵路或客運專線的修建受地形條件的限制，簡支箱梁施工很難實現(xiàn)提前預制再專業(yè)設備架設的方式。根據(jù)實際情況，專門設計制作移動模架設施，在橋位處進行現(xiàn)澆制梁，有效克服了大噸位預制梁運輸與架設的難題。

Abstract： China's railway construction has entered the peak period， especially the construction of high-speed railway or passenger dedicated line in the western region is limited by the terrain conditions. It is difficult for the construction of the simply supported box girder to advance the prefabrication and the erection of specialized equipment. According to the actual situation， the special design and manufacture of mobile formwork facilities， in the bridge site cast-in-place beam， effectively overcome the large tonnage prefabricated beam transportation and erection problems.

關鍵詞： 高速鐵路；移動模架；橋梁施工；應用

Key words： high-speed railway；mobile scaffolding；bridge construction；application

中圖分類號：U445.463 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）21-0124-03

1 概述

本項目需要施工梁體的基本情況，32孔單箱單室梁長32m（49孔）和24m（10孔）兩種；所處曲線分別為JD53曲線半徑11000m、JD55曲線半徑9000m、JD56曲線半徑7000m；所處縱坡分別為D1K295+300-D3K301+080設計下坡1.04%，D3K301+080-D3K305+270設計上坡2.5%，DK305+270-DK308+100設計上坡2.04%，DK308+100-DK320+170設計上坡2.5%。箱梁截面類型為單箱單室結(jié)構(gòu)，梁高2.635m，頂板寬 12.2m，橫橋向為3次邊坡，坡度分別為1.5%、7.2%、2%。腹板、頂板及底板局部向內(nèi)側(cè)漸變加厚。腹板斜做，標準截面厚度0.45m，到梁端支座區(qū)域漸變加厚為0.6m；標準截面箱梁頂板厚度為0.285m，到梁端支座區(qū)域漸變加厚為0.535m；標準截面底板厚度為0.28m，到梁端支座區(qū)域漸變加厚為0.60m。支座部位無橫隔板，支座中心線距梁端0.75m。梁端腹板及底板局部后澆以便縱向預應力束張拉及壓漿封錨。（圖1）

2 移動模架選型

2.1 移動模架選型要求

為了更好的施工，要求移動模架開啟結(jié)構(gòu)尺寸宜滿足紅線凈寬及橋下凈高要求；模架側(cè)模及底模開啟后的空間宜滿足過不同橋墩（或連續(xù)梁），下行式模架支撐拖架應滿足不同墩高要求；應用于高墩施工時應具備良好的自倒運性能.整體剛度，應按撓度不大于1/700考慮；總體穩(wěn)定（縱橫向）系數(shù)不小于1.5；開啟和前移由液壓系統(tǒng)應同步控制；應便于底模預拱度調(diào)整設置；嚴格控制支腿的受力變位和溫度變形，首孔、末孔施工的適應性或變通性。

2.2 移動模架方案比選

由于移動模架施工需縱移通過連續(xù)剛構(gòu)或連續(xù)梁，且橋梁第一孔下方多處于山谷處，地形起伏較大，不能滿足下行式移動模架提供拼裝場地要求，所以選定上行式移動模架。廠家應對上承式橋機、中承式橋機與下行式橋機進行優(yōu)缺點比選。（表1）

3 移動模架主要技術參數(shù)的確定

①適應梁型：客運專線鐵路雙線簡支箱梁；

②適應跨度： 32m與24m；

③適應最小平曲線半徑：正線2000m，我部橋梁均處在Jd55、Jd56上，其中Jd55曲線半徑9000m，JD56曲線半徑7000m；

④適應最大縱向坡度：正線25‰，DK305+270-DK308+100設計上坡20.4‰，DK308+100-DK320+170設計上坡25‰；

⑤適應海拔高度：≤2000m，當?shù)睾０?260～1450m；

⑥適應環(huán)境溫度：-11.9℃～30℃（氣象溫度）；

⑦設計抗風能力：≤6級（工作狀態(tài)），≤12級（非工作狀態(tài)，可加臨時固定措施）；

⑧縱橫向穩(wěn)定系數(shù)≥1.5（任何工況下）；

⑨橋墩類型分2種：矩形空心墩、矩形實心墩。

4 移動模架設計及制作要求

為了保證移動模架設計及制作的質(zhì)量，在簽訂正式合同前，廠家應根據(jù)現(xiàn)場實際情況提供移動模架的安裝與拆除基本方案，廠家應提供橋機拼裝所需人員及拼裝時間，并明確因廠家加工誤差導致拼裝進度不能滿足要求時的補償問題，廠家應明確正常施工期間，移動模架的過跨就位時間與內(nèi)膜拆安時間，這是評價橋機靈活性與操控性的關鍵指標，廠家應提供備件清單，寫明橋機的整機重量與單價，并按過磅復核重量，并寫入正式合同中。同時還要提出以下詳細的技術細節(jié)要求。

①主梁撓度不應大于L/550（L為主梁支撐跨度），主梁的安全系數(shù)在持久狀況的安全系數(shù)不應小于3.0，在短暫狀況主梁的安全系數(shù)不應小于2.5，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形的容許值見《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50017-2003）。

②移動模架液壓系統(tǒng)應具備縱向、橫向位置調(diào)節(jié)就位功能，以保證模板就位準確。確保橫向偏移允許誤差≤2mm，豎向允許誤差≤3mm（軌道板厚度允許誤差值）。同一箱梁頂梁段高差應小于2mm，兩側(cè)箱頂高差小于5mm。

③移動模架縱向移動時，應采用有效措施，防止移動模架向后傾覆，梁上軌道應鋪設準確，軌道中心線與橋梁中心線為準，中心偏差應不大于±5mm，軌距偏差應不大于±2mm，梁軌面高差應不大于2mm。

④避雷設施。應根據(jù)云南省鎮(zhèn)雄縣所地處位置，調(diào)查所屬防避雷區(qū)，分類，并按照《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010對移動模架電氣系統(tǒng)優(yōu)化。

⑤防護棚設計。主梁兩側(cè)挑梁頂部設置防風、防雨、防曬的頂棚，能保證移動模架造橋機全天侯工作，以提高造橋機總體工作效率，確?？偣て诘囊蟆Ｄ＜芊雷o棚設計可采用軍用篷布，在挑梁上側(cè)搭設平臺，將篷布鋪在上面，其設計時宜參與整機的抗風能力計算。

⑥造橋機應具備適當?shù)牡踹\功能，滿足鋼筋網(wǎng)片吊裝，縮短鋼筋綁扎時間。

⑦設計圖紙中須提供單件結(jié)構(gòu)尺寸（長、寬、高）和重量表，為進場后安裝方案提供技術資料，便于項目復核廠家安裝方案。

⑧設計圖紙中須提供供電系統(tǒng)中所牽涉的設備功率表，便于安裝時選擇移動模架線路線徑等。

⑨移動模架主梁采用對稱設計，滿足茨菰山1#、2#大橋移動模架掉頭施工，并減少組裝時間。

⑩移動模架應采用剪切型高強螺栓，螺栓等級應選用10.9級，嚴格按照《鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規(guī)程JGJ82-2011》。

{11}焊縫要求、模板安全要求符合《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》和《模板安全技術規(guī)范》。

{12}上行式移動模架支點在梁體上，應對梁體局部受力檢算。

{13}對照“國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局”2014年第114號文件，移動模架施工屬于特種作業(yè)設備，應根據(jù)國標加裝安全監(jiān)控系統(tǒng)，依據(jù)《起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》（GB/T28264-2012）。

{14}出場設備提供相應資料：移動模架性能參數(shù)、設計圖紙、說明書、安全使用手冊、合格證、檢算資料（含各個桿件應力、變形值）。

{15}根據(jù)現(xiàn)場實際道路轉(zhuǎn)彎回轉(zhuǎn)半徑和道路寬度，運輸車輛長度不能大于13.5m，移動模架構(gòu)件長度可適當調(diào)整。

{16}提供真實業(yè)績證明，并且有聯(lián)系電話，具有可追溯性。

{17}考慮到現(xiàn)場地形條件不同，必須針對各個不同地形制定安裝方案，方案中必須明確各個桿件重量、吊車噸位，明確投入安裝人員數(shù)量、吊車臺數(shù)、安裝天數(shù)。

5 移動模架施工要點及常見問題解決方案

5.1 移動模架施工要點

①技術準備。

在項目總工組織下提前完成對我分部移動模架施工相關的設計圖紙及文件進行學習、復核工作，提前完成專項施工方案編制、報審，編制完成施工作業(yè)指導書、交底，完成測量相關導線點布設及施工放樣的坐標計算等工作。

②現(xiàn)場準備。

根據(jù)施工方案提前編制物資、設備供應計劃，物機部根據(jù)物資、設備供應計劃做好鋼材、水泥、砂石料、外加劑等施工材料的運輸和儲備工作，對新進材料及時下達書面通知單，報試驗室提前進行檢驗，做到所有物資、設備必須檢驗驗收合格后方可允許使用。

③機械設備準備。

施工前應該做好吊裝設備工作性能檢查工作，保證吊裝設備的正常運行。

④人員準備。

現(xiàn)場吊裝、移動模架前移等作業(yè)必須配備安全人員，統(tǒng)一指揮，信號一致。

⑤移動模架拼裝順序。

安裝臨時后支架與兩橋墩之間的臨時拼裝支架→安裝后主支腿、各節(jié)主梁、連接系→安裝中主支腿→安裝主梁、連接系欄桿，主梁中部爬梯、中主支腿爬梯→安裝四個泵站及其電氣控制系統(tǒng)→拆除中間的臨時拼裝支架→安裝工字鋼吊掛走道與5噸電動葫蘆→安裝挑梁與吊掛外肋，并將吊掛外肋合攏→安裝底模及其支撐，預調(diào)拱度→安裝腹模、翼模、吊桿→裝吊掛外肋橫向鎖定機構(gòu)→安裝其余欄桿、爬梯、通道→同時安裝電氣、橫移液壓系統(tǒng)，并驅(qū)動調(diào)試液壓缸→安裝前支腿，安裝導梁與梁端連接系→安裝導梁起吊小車→適時安裝端模與內(nèi)模→過孔前安裝后走行機構(gòu)與爬梯→安裝防雨棚。

⑥移動模架預壓。

造橋機拼裝完成后，在第一孔箱梁施工前要對移動模架進行預壓試驗。通過移動模架的預壓試驗消除造橋機拼裝的非彈性變形，測算出施工荷載作用下的彈性變形值，為箱梁施工時模板的預拱度計算提供依據(jù)。并達到檢驗造橋機的強度的目的。

5.2 移動模架施工常見問題解決方案

①忽略前支腿平衡梁設置是否滿足下坡坡度的要求，容易導致移動模架整體穩(wěn)定性出現(xiàn)問題。

原因分析：對移動模架的設計、制造及施工尚沒有具體的規(guī)范要求。

整改結(jié)果： 重新驗算，根據(jù)設計圖紙平衡梁底部距托輥銷軸中心距離為30mm，絞座中心線距平衡梁縱向邊緣672mm，最大可滿足縱坡坡度為：30÷672×100%=4.46%，與現(xiàn)場實際尺寸相符，前支腿平衡梁銷軸設置高度可滿足縱坡2.5%的施工平衡。（圖2）

②未能有效制定大下坡行走的安全措施，易引發(fā)行走工況的安全事故。

原因分析：對移動模架的結(jié)構(gòu)認識不清。

整改結(jié)果：根據(jù)2.5%的縱坡計算的530t的移動模架下坡時的合力，下滑分為F=sin（2.5÷100）×530=13.226t，下坡時的摩擦力為Ff=530×0.0013=6.89t

③移動模架走行過孔時，忽視橫橋向的高差，易引發(fā)局部受力不均。

原因分析：對移動模架過孔受力分析不到位。

整改結(jié)果： 移動模架縱向移動前，應對前支腿托輥，后支腿頂面進行左右對稱調(diào)平，左右對稱高差應不大于2mm。

6 總結(jié)

通過對移動模架在山區(qū)鐵路梁體施工中的成功應用，總結(jié)了移動模架橋機設計與制造關鍵點的控制經(jīng)驗，并通過現(xiàn)場實施，進一步將設計與制造同施工工藝工法相結(jié)合，成體系的掌握了移動模架設計、制造、施工等的關鍵技術，有效規(guī)避了安全、質(zhì)量事故，為后續(xù)類似工程提供科學成熟的經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]高速鐵路軌道工程施工技術指南【鐵建設（2010）241號】.

[2]鋼結(jié)構(gòu)設計與計算[M].機械工業(yè)出版社，2004.

[3]GB/T28264-2012，起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)[S].

[4]黃成造等主編.移動模架設計、施工與養(yǎng)護技術指南.

[5]建筑工程臨時用電設計與實例手冊[M].中國通訊出版社，2003.

[6]JGJ82-2011，鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規(guī)程[S].