上承式移動模架跨門式墩施工技術的應用與研究

山東高速路橋集團設備制造中心 / 劉德建

上承式移動模架是先進的橋梁施工機械化設備。由于其在標準跨徑現澆箱梁的連續長距離施工作業效率高、安全性好、經濟效益高，本世紀初以來被廣泛采用。但是在跨灘涂、峽谷、立交、江、河、湖、海等大橋中，現澆箱梁經常被懸灌連續梁、門式墩等構造物分隔成若干短距離箱梁組合的施工段，這些工況給移動模架施工技術的應用帶來了較多難題。

1.工程概述

新建鐵路廣佛環線佛山西站至廣州南站段工程張搓站，位于佛山市禪城區張槎鎮境內。有南北大涌特大橋、張槎車站大橋，兩座橋首尾相連，里程DK8+228.14～DK9+714.82。其中有連續梁40+56+40m一聯，32+56+32m兩聯，32+56+35m連續梁兩聯，簡支梁共26跨，其中18跨，分2段，第一段6跨為車站，車站設計里程DK9+495～Dk9+705，總長210m，Dk9+485.49(1號墩)～ Dk9+714.82（8號墩）為門式墩；車站寬31.5m（地下部分寬44.8rn），深8.8m～l5. 2m。第二段12跨32.6m標準段，DK8+567.59～DK8+959.99兩段均用移動模架現澆施工。

廣佛環鐵路線張搓站段墩柱有矩型墩和門式墩柱兩類。矩型墩橫向最大寬度6米、門式墩柱橫向寬度為（1、8號墩）19米～31.3米（2～7號墩）。移動模架在整體結構和構件滿足剛度、強度、和穩定性要求的約束下，其最大開模幅度為6.20米遠遠小于門式墩柱的橫向寬度，整機無法縱向通過。（如圖1）

2.上承式移動模架方案設計原理

上承式移動模架是一種利用鋼結構主梁支承模板系統，逐孔進行現澆箱梁的施工機械。主要包括主梁、鼻梁、后支承及行走機構、中支腿、前支腿、起吊小車、掛梁、聯系梁、外模板系統、橫梁及橫移機構、電氣液壓系統等部分。其基本結構和功能如下：

（1）主梁：為一對鋼箱梁。剛度按最大撓度≤L/500～700控制。

（2）導梁：設在主梁前端，為空腹箱梁結構，起到模架縱移時的引導的作用。

（3）前支腿：支撐在墩柱上，用于過孔時承載設備前支點的載荷。

（4）中支腿：支撐在墩柱上，用于承載澆注時移動模架中支點載荷。

（5）后支承及行走機構：后支承與主梁底板連接，用于承載澆注與縱移時移動模架主梁后支點的載荷。

（6）橫梁及橫移機構：為三角桁架結構, 設置在兩根主梁外側，用于懸掛套接掛梁及驅動掛梁帶動外模板橫向開合。

（7）聯系梁：為桁架梁，設置在兩根主梁之間。作用是加強模架在澆筑、模板開合、縱移過孔施工時的穩定性、安全性。

（8）掛梁：為彎臂式箱梁結構，其底部與模板底模連接，上部與三角橫梁套接，可沿上橫梁在液壓缸的作用下水平移動，實現模架整體橫向開合模。

（9）外模系統：外模分塊直接鋪設在掛梁上。

（10）電液控制系統：中、后支腿、外模板等系統均配有電液系統。

（11）跨門式墩方案設計：采用提升外模板系統，將外模板系統豎向提升至門型墩柱蓋梁上方高度后鎖住錨梁及精軋螺紋鋼后按常規施工流程過跨。提升系統主要由上下錨梁、精軋螺紋鋼、穿心千斤頂、電液控制系統組成，安裝、拆除方便。提升系統采用液壓控制提升作業，穩定性好，安全性、可靠性高，操作方便。

3.上承式移動模架安全性、可靠性要求和經濟性比較

3.1 安全性要求

圖1 門式墩柱斷面

系統的抗傾翻穩定性是其關鍵，一般指在自重和外載荷作用下抵抗翻倒的能力。《鐵路橋梁鋼結構設計規范》（TB 10002.2--2005）規定，在計算荷載可能的最不利組合作用下，橫向抗傾覆穩定性不小于1.3。目前規范規定移動模架系統在安裝、橫向開合、縱移行走狀態下穩定系數不小于1.5。

3.2 可靠性要求

在門式墩工況下，縱移過孔整機的自重荷載分別由前支腿、后行走機構承載，為簡支工作狀態。此工況下，方案主要解決整機在橫向開合、縱移過孔及外模板系統豎向提升狀態下的抗傾覆穩定性（橫向穩定性）。

3.3 經濟性分析比較：

整機橫向打開空間小于門式墩或其他障礙物的寬度時，可采用的四種方案對比：

（1）開模狀態下垂直整體提升外模板系統至門式墩柱蓋梁上方高程5～10cm后鎖住錨梁及精軋螺紋吊桿，然后再進行縱移過孔。需要增設1套提升系統，投入費用約20萬元，工期每孔2～3天。

（2）借助大型起重設備，逐級增加中支腿及后行走支腿的高度。施工作業場地大（影響施工便道交通時間長），地基承載力要求高。施工作業時需要2臺600t以上大型的起重設備聯合作業，作業難度和危險性較高；每孔工期2天，成本15～20萬元。

（3）采用大行程液壓缸替換中支腿及后行走支腿上液壓缸。移動模架重心隨著提升高度的增加，穩定性會逐漸減小，作業危險性增大；大行程液壓缸需要6臺，每臺約15萬元，成本增加較高。

（4）采用多次整機的拆除與安裝。每次費用約45萬元，工期60天。

綜合比較上述方案，第一種方案，施工作業安全性、可靠性高，易于操作，成本低經濟性顯著。

4.結束語

MSS32-900上承式移動模架借鑒過去施工中的經驗，在方案設計上進行了技術創新，采用提升外模板系統后，進行縱移過跨。妥善解決了縱移跨過門式墩并進行現澆箱梁施工的技術難題，提升了作業效能，其安全性、可靠性突出，具有良好的推廣價值。