新型移動支架在城市高架橋建設(shè)中的應(yīng)用

摘要：從保障工程施工安全，提高城市文明施工程度以及提高目前城市橋梁移動支架施工技術(shù)，有必要結(jié)合武漢東風大道快速化改造二期工程，對適用于城市寬橋梁移動支架架進行研究應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高架橋；城市；移動支架；安裝

在城市快速道路建設(shè)中，為滿足城市發(fā)展所帶來的繁重的交通車流量，對既有城市地面道路改造升級，采用“高架橋快速通道+地面輔道”的建設(shè)型式已經(jīng)普遍。采用傳統(tǒng)支架法施工砼高架橋，由于施工工序復(fù)雜、施工周期相對較長，對既有城市交通和區(qū)域內(nèi)居民生產(chǎn)生活帶來較大影響，并存在對車流和人員通行造成安全威脅，有必要對新型的建設(shè)技術(shù)研究并加以應(yīng)用。

東風大道快速化改造二期工程位于武漢市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，東風大道承載著武漢市西部外來進出城交通以及沿線城區(qū)市內(nèi)交通。二期改造工程采用“地上高架橋+地面輔道”的建設(shè)，起于武漢市民營科技園，終于武漢西京珠高速通道相接，全長7.45公里，道路沿線交通復(fù)雜、跨越多家企業(yè)、工廠及居民生活區(qū)，建設(shè)中將存在較多干擾因素。項目建設(shè)中，研發(fā)采用了新型移動支架施工。

1、設(shè)計情況

東風大道主線高架橋全長7.14km，共跨過12個路口，墩身高度大部分在9-15米之間，上部結(jié)構(gòu)共50聯(lián)箱梁，其中混凝土梁45聯(lián)，共計173孔；梁型結(jié)構(gòu)分別為等寬混凝土梁、上下匝道處變寬段混凝土梁、跨路口變高混凝土梁，其中等寬梁寬度為33m，雙向8車道設(shè)計，等寬梁孔跨構(gòu)造型式為4×35m， 5×35m，5×34m。由于箱梁構(gòu)造截面大，設(shè)計采用分段施工型式，以4×35m為例，施工步驟為第1段42m→第2段35m→第3段35m→第4段28m.

2、施工背景

在武漢市同類城市高架橋施工中，多采用滿堂支架+門洞法或鋼管柱+橫梁法等傳統(tǒng)施工方法，支架在現(xiàn)場拼裝和拆除，所用材料、人工、機具多，工序復(fù)雜，施工時間長，質(zhì)量難于保證，安全風險多。且以往建設(shè)中曾多次出現(xiàn)傷人傷車事故，影響城市的正常生活交通。

原東風大道地面為行車道，路面結(jié)構(gòu)層良好，面層為厚度7cm瀝青混凝土，基層以水泥穩(wěn)定碎石為主，部分為混凝土板結(jié)構(gòu)，道路承載力按公-I標準進行評估取值，可滿足施工支架受力要求。

3、移動支架設(shè)計及構(gòu)造

移動支架是針對東風大道主線高架橋整孔橋梁施工而設(shè)計，為下行式結(jié)構(gòu)，地面設(shè)置基礎(chǔ)和走行軌道，采用電機驅(qū)動，邊、中區(qū)移動支架分開走行。具有自動標準化、操作智能化、施工快速化、安全性高、對交通影響小的特點，能滿足不同跨度、不同高度箱梁的功能要求，移動支架在現(xiàn)場拼裝完成，通過自動走行、自動過孔，實現(xiàn)操作智能化，取代傳統(tǒng)支架發(fā)逐孔拼裝和拆除的繁瑣過程，施工過程中不占用行車道，地面交通不受影響；能滿足城市文明化施工的要求。

1.總體布置

地行式移動支架主要由邊區(qū)移動支架和中區(qū)移動支架組成，邊區(qū)、中區(qū)移動支架又由若干個臺車單元和連接系單元組成，單個臺車單元包含模板系統(tǒng)、縱橫梁系統(tǒng)、支架系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、走行系統(tǒng)等構(gòu)成。走行方式：電機驅(qū)動，邊、中區(qū)移動支架分開走行。過墩方式：邊區(qū)底模翻轉(zhuǎn)，中區(qū)支架下落。

2.結(jié)構(gòu)組成

（1）模板系統(tǒng)

模板系統(tǒng)由面板、背肋、模板桁架組成；

（2）縱橫梁系統(tǒng)

縱橫梁系統(tǒng)由縱梁、橫梁組成；

（3）支架系統(tǒng)

全套移動支架中含A、B、C三類支架，支架A適用于邊區(qū)移動支架，支架

B、C適用于中區(qū)移動支架。

（4）液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)由支架伸縮千斤頂、調(diào)高千斤頂、翻轉(zhuǎn)千斤頂?shù)冉M成，單組支架采

用同一套PLC控制系統(tǒng)。

（5）走行系統(tǒng)

走行系統(tǒng)由主動輪、從動輪、手動夾軌器等組成，單組支架由2個主動輪、2個從動輪、2個手動夾軌器組成。

4、工廠制造、拼裝及功能性試驗

為保證模板線形及模板間連接精度，側(cè)模采用整體胎架制造。底模在剛性平臺上利用標準定位裝置實行單件制造。支架系統(tǒng)部件多為標準節(jié)段，連接方式多為法蘭連接和銷軸連接，要求標準節(jié)段具有互換性，為保證構(gòu)件的互換性，其連接件采用數(shù)控鉆床鉆制，并采用標準定位工裝進行組裝。支架立柱套頭及內(nèi)套筒銷軸孔采用數(shù)控鏜床加工，保證每組通孔的同心度和孔間距。焊接采用埋弧自動焊、CO2 氣體保護焊和手工電弧焊。

移動支架制造所用鋼材、焊材、涂裝材料的各項性能指標符合相關(guān)標準要求。各個構(gòu)件其工序質(zhì)量均進行了嚴格檢查，其質(zhì)量均達到設(shè)計及相關(guān)標準的要求。

各構(gòu)件制造完成后，在工廠內(nèi)進行總體試拼。試拼完成后，工廠內(nèi)對整機性能進行了功能性試驗，有單個臺車升降試驗、模板翻轉(zhuǎn)試驗、走行試驗，整聯(lián)臺車升降試驗、模板翻轉(zhuǎn)試驗、走行試驗。試驗?zāi)康氖菣z查制造和安裝中存在的質(zhì)量缺陷，對移動支架各種動作的可實現(xiàn)性及其穩(wěn)定性進行驗證。試驗按左聯(lián)、右聯(lián)、中聯(lián)的順序分別單獨進行。各項試驗前，檢查關(guān)鍵連接部件是否連接可靠。

5、施工及應(yīng)用

移動支架拼裝于103#墩-104#墩間拼裝。拼裝完成后采用流水化作業(yè)施工，并配備專業(yè)施工班組作業(yè)。主要施工步驟如下：

（1）原路面處理

對于完整的路面，地基承載力滿足要求，在原路面施工移動支架基礎(chǔ)標準件。基礎(chǔ)標準件安放時用砂漿按計算縱坡找平路面，確保基礎(chǔ)標準件的底部平整密實。

（2）基礎(chǔ)標準件及軌道的鋪設(shè)

移動支架基礎(chǔ)為C30鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)標準件，采用場地預(yù)制。在預(yù)制場地先成型標準件鋼筋，成型后放入制好的模板中，并按設(shè)計圖紙尺寸埋設(shè)基礎(chǔ)螺栓。鋼軌安裝時，按定位線精確調(diào)整后，立刻把壓板夾緊固。當整根鋼軌完成調(diào)整后，重新檢查壓板螺栓是否擰緊。

（3）移動支架現(xiàn)場拼裝

移動支架拼裝在103—104#墩之間拼裝，拼裝時利用中區(qū)作為材料、桿件及零配件臨時堆放，小型構(gòu)件組拼及吊機作業(yè)場地，先拼裝一側(cè)邊區(qū)支架，待一側(cè)邊區(qū)支架安裝完成，其下方恢復(fù)交通后再安裝另一側(cè)邊區(qū)支架，最后安裝中區(qū)支架。

移動支架現(xiàn)場的拼裝順序為：邊區(qū)移動支架的拼裝→中區(qū)支架及底模安裝→底模、側(cè)模及翻轉(zhuǎn)模安裝。

移動支架系統(tǒng)安裝完成后，進行標高調(diào)整，檢查側(cè)模、底模頂面各標高控制點的標高是否符合設(shè)計要求，若誤差超過規(guī)范要求，則采用50噸千斤頂起頂、增減抄墊厚度的方法調(diào)整模板頂面標高。根據(jù)移動支架操作的需要，安裝上下人腳手系統(tǒng)及操作平臺，完善必要的照明系統(tǒng)。

（4）移動支架的預(yù)壓

預(yù)壓重量根據(jù)設(shè)計要求取箱梁混凝土重量的1.1倍，堆載材料用袋裝砂子，堆載前應(yīng)按梁重的1.1倍換算底模、側(cè)模各部位需堆載砂袋的層數(shù)和高度。加載分四級進行，分別為總荷載的50%、80%、100%、110%。前兩級采用均布，后兩級局部加載。

預(yù)壓監(jiān)測采取變形觀測和應(yīng)力測試，每個監(jiān)測斷面均設(shè)置底模沉降觀測點；立柱頂沉降觀測點；立柱底沉降觀測點；地基沉降觀測點；立柱應(yīng)力測試點。監(jiān)測工作按六個階段進行：加載前、第一級加載后、第二級加載后、第三級加載后、第四級加載后、卸載后。

通過預(yù)壓檢驗得出移動支架結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性均滿足要求，并通過沉降觀測得出移動支架結(jié)構(gòu)及地基的彈性變形和非彈性變形量。

（5）箱梁施工

箱梁施工遵循常規(guī)預(yù)應(yīng)力箱梁施工方法，主要步驟為：綁扎底板及腹板鋼筋→安裝內(nèi)模→綁扎頂板鋼筋→澆筑底板混凝土（遵循從前向后，從中間向兩側(cè)的澆筑順序；待底板混凝土不翻漿時再進行腹板混凝土澆筑）→澆筑頂板混凝土→混凝土養(yǎng)生→拆除內(nèi)模→預(yù)應(yīng)力施工。

（6）移動支架落架

預(yù)應(yīng)力施工完成后，即開始移動支架落架。在每個下支腿位置放置千斤頂，千斤頂活塞頂?shù)降亓旱皇芰Γ贾猛瓿珊螅瑵仓爸Ъ芊胖玫乃猩巴卜派埃Ъ苤亓θ哭D(zhuǎn)換由50T千斤頂承受。上部模板、支架之間的連接解除后，所有千斤頂同步回油，使支架慢慢降落，至所有走行輪箱落到鋼軌上。支架卸落時分邊區(qū)、中區(qū)、邊區(qū)三個區(qū)域分別卸落。

（7）移動支架走行

支架走行依靠支架上安裝的電氣系統(tǒng)，在支架左聯(lián)及右聯(lián)分別有5臺電氣控制柜，中聯(lián)有4臺電氣控制柜，我們把位于每聯(lián)中部臺車上，集走行與液壓聯(lián)動控制為一體的大柜體稱為集控柜。每聯(lián)只有一臺集控柜。其它控制單車液壓操作的小柜體稱為分控箱。移模走行可以分為每聯(lián)5臺移模小車的聯(lián)動走行和單臺的微調(diào)走行。單臺臺車左右走行可以進行單邊微調(diào)

移動支架走行狀態(tài)示意圖

（8）走行到位后調(diào)整

在支架下支腿位置，利用千斤頂對支架標高進行粗調(diào)，安放砂筒后，精調(diào)模板標高。檢查側(cè)模、底模頂面各標高控制點的標高是否符合設(shè)計要求，若誤差超過規(guī)范要求，則采用50噸千斤頂起頂、增減抄墊厚度的方法微調(diào)模板頂面標高。

6、結(jié)語

移動模架工法在該項目的應(yīng)用效果明顯，相比傳統(tǒng)工法，在工期、資源投入、安全質(zhì)量控制方面有大大優(yōu)勢。按移動模架的使用壽命算，采用移動模架施工每㎡橋面的設(shè)備及人工投入攤銷相比大鋼管支架施工及滿堂支架成本節(jié)約1/3左右，是所有比較方案最低的，其經(jīng)濟效益優(yōu)勢十分明顯。移動模架施工可大大節(jié)省工期，使得橋梁早日建成，可盡早為改善區(qū)域交通、服務(wù)經(jīng)濟建設(shè)，其施工過程幾乎不干擾沿線的廠礦及居民的正常生產(chǎn)和生活，文明施工程度高，具有明顯的社會效應(yīng)和附加的經(jīng)濟效應(yīng)。

該支架在東風大道快速化改造二期的應(yīng)用，打破了原有砼箱梁支架法的施工格局，有著廣泛的應(yīng)用前景。今后，該工法對城市道路快速路建設(shè)有一定的推廣和借鑒意義。

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