上行式移動模架技術改造與應用

譚堅釗

（中交四航局珠海工程有限公司，廣東珠海519080）

1 移動模架應用概述

目前，移動模架法施工以較新穎的橋梁施工工藝被廣泛應用，該施工方法相對于支架現澆、預制架梁等施工方法具有無須基礎處理、對橋下凈空要求較小、施工占地面積小、環境適應性強、施工成本低等優點，特別在市區橋梁工程施工中，并不具備梁場制梁、運梁和架梁的施工條件，選用移動模架進行簡支梁現澆施工相對能取到較好的經濟效益。

但是，橋梁施工中往往存在很多制約因素，例如，前山水道特大橋中簡支梁分布不連續，需跨越多聯變寬截面連續梁、小半徑平面曲線段等區域，采用傳統的移動模架在正常脫模狀態下，模架容易與前移方向上已施工的梁體等障礙物發生碰撞，或者由于平面曲線半徑過小，無法順利前移過孔，需多次拆裝，嚴重影響了施工連續性，且增加了成本、延長了工期增加了安全風險。因此，移動模架的經濟性指標很大程度上取決于移動模架施工的連續性。

本文以前山水道特大橋雙線簡支箱梁施工為背景，主要針對上行式移動模架在前山水道特大橋復雜工況下的過孔施工進行研究，通過對傳統的上行式移動模架進行技術創新，增強其行走、過孔時通過障礙物的能力，提高上行式移動模架重復利用率，提高其適用性、經濟性、安全性。

2 工程概況

2.1 簡介

珠機城際鐵路前山水道特大橋位于珠海市拱北區，本橋起點珠海站，從珠海站由中間夾著站臺梁的兩條單線引出，在10#和11#墩處并為正線雙線橋，終點與橫琴隧道相接，橋長2033.395m。

前山水道特大橋共有雙線簡支梁22 孔（單箱雙室，底板寬6m，梁寬11.6~12.2m），分布在4 個不連續的區段（14#~19#墩、29#~40#墩、43#~45#墩、49#~53#墩），間隔有連續梁，區間曲線半徑R=400~1600m，簡支梁跨度有24m、30m、32m 3 種，其下橋墩有雙線矩形實心墩和門式墩。

橋址15#~35#墩位于排洪渠內，42#~53#墩跨越前山水道，在市區內進行橋梁施工，受施工場地限制，綜合考慮采用上行式移動模架施工雙線簡支梁。

2.2 需要解決的問題

2.2.1 解決上行式移動模架無法通過相對于簡支梁橫截面更寬的已施工連續梁的問題

前山水道特大橋40#~43#墩的40m+56m+40m 連續梁底板寬度為7.2m，而本線移動模架施工的雙線簡支箱梁底板寬度僅為6.0m，連續梁與簡支梁的梁體橫截面尺寸及外輪廓差異較大。

為了保證梁體施工的連續性，移動模架需行走跨越連續梁進行下一跨簡支梁的施工。然而，該移動模架正常脫模狀態過孔時，側模架凈寬為6.17m，無法正常通過變寬截面的連續梁。若采用傳統的上行式移動模架，往往只能拆除底模架、側模架，僅保留主梁、吊架等不與梁體沖突的部分，通過連續梁后再行組裝。

對于特大橋，簡支梁可能分布在不同區段，間隔多座連續梁，若采用部分拆解模架，就位再安裝的方式，會極大地延誤工期，增加安拆成本及安全風險；更多時候，在市區環境下，連續梁多為跨路、跨江河等設置，不一定具備多次拆裝條件。

2.2.2 解決小半徑平面曲線過孔模架轉彎困難的問題

本項目橋梁平面曲線半徑主要為R=400m 和R=1600m 2 種，而傳統的上行式移動模架原設計允許通過曲線半徑R≥2000m。當通過平面曲線半徑小于2000m 的梁段時，移動模架的側模受到已施工梁體的限制，前、后支腿橫移油缸無法充分發揮作用，使模架左右調整位置達到轉彎過孔要求。例如，曲線半徑R=400m 跨度32.6m 的梁段，移動模架主梁左右調整幅度需達到2.7m，才能保證模架順利通過；曲線半徑R=1600m 的梁段，側模容易與前移方向已施工梁體發生碰撞造成梁體外觀磨損，同時容易造成前支腿與主梁位置跟前墩中心線偏離，無法順利就位。

上述問題的癥結在于上行式移動模架正常脫模狀態下，側模架與梁體垂直脫離，無明顯的水平張開，若僅作為通過相同截面、平面曲線半徑大于設計允許半徑的梁體時，完全適用。在遇到特殊障礙時，模架能否自由張開，成為解決問題的關鍵。

3 移動模架改造創新

3.1 移動模架構造特點

傳統的上行式移動模架，吊架系統主要由挑梁、吊臂、側模架、底模架及拉桿組件等構件組成。由拉桿組件拼成門式結構支承在主梁上。挑梁與吊臂間設有斜撐桿，斜撐桿為2 根鋼桿通過螺桿連接，而側模架張開寬度只能通過吊臂與挑梁間斜撐桿的調節來實現。吊掛結構如圖1 所示。

根據模架結構特點，鋼斜撐桿的調節只能通過旋擰連接螺桿進行微調，最大增量只有10cm。而本項目通過56m 連續梁需要模架至少張開70cm，R=400m 小半徑平面曲線過孔模架至少張開50cm，才能保證模架順利通過。另外，由于每組底模架分別由2 組挑梁吊臂吊掛，兩兩對應，必須保證左側或右側所有鋼斜撐桿同步調整，才能使側模架張開，即使更換鋼斜撐螺桿長度，只通過人工同步調整難以實施。因此，原設計鋼斜撐不能滿足現場側模張開順利通過障礙物的要求[1]。

圖1 吊掛結構圖

3.2 液壓翻轉開模裝置

通過對模架結構特點研究，將上行式移動模架挑梁與吊臂間鋼斜撐桿改裝成液壓翻轉開模裝置的方法來實現開模。

液壓翻轉開模裝置主要部件包括活塞桿、油缸、鋼撐桿、液壓站等。油缸與鋼撐桿通過連接板固定連接，活塞桿、油缸和鋼撐桿位于同一直線上。油缸通過油管連接于液壓站，液壓站固定于挑梁上。油壓變化，油缸即會運作，使活塞桿伸長或回縮，從而改變液壓翻轉開模裝置的總長度。當液壓翻轉開模裝置總長度發生變化時，吊臂與挑梁的夾角也改變，達到開模或合模的目的。相關參數如表1 所示，改造前后結構對比如圖2 所示。

表1 液壓翻轉開模裝置參數表

圖2 移動模架斜撐桿改造前和改造后對照圖

3.3 創新點

該技術的創新點分析如下：

1）液壓翻轉開模裝置具有可伸縮性，即當液壓油缸活塞桿頂升時，液壓翻轉開模裝置伸長，改變了挑梁與吊臂之間的開合夾角，使固定于吊臂上的模架可繞軸（挑梁與吊臂銷接點）翻轉張開，進而調整移動模架過孔姿態，有效避開了障礙物，例如，寬截面連體或小半徑平面曲線，從而滿足過孔要求。使上行式移動模架具有更強的適用性。

2）在上行式移動模架左、右兩側挑梁上分別固定設置一臺液壓站，液壓站隨移動模架共同前移，不需重復拆裝。每個液壓站只需2 人作業，同時操控10 組控制閥，達到了控制單側模架同步張開的目的。

3）挑梁和吊臂為桁架結構，液壓翻轉開模裝置分別銷接于吊臂桁架的下桿和挑梁桁架的下桿，液壓翻轉開模裝置與吊臂桁架的下桿和挑梁桁架的下桿構成底邊可伸縮的三角形。可通過測量液壓油缸活塞桿頂升長度換算開模寬度，反之亦然。

4 工作方法

上行式移動模架翻轉開模過孔實施步驟如下：

1）脫模：箱梁張拉完畢后，拆除吊桿、底模及側模縱橫向連接螺栓，拆除模架橫向對接螺栓。可翻轉開模避開障礙物的上行式移動模架后支腿前移就位，輔助支腿及前支腿支承油缸收回脫空，整機下降0.27m，底模架橫移開啟并臨時鎖定，達到正常脫模狀態。

2）開模：根據過孔障礙尺寸或前移方向梁體截面寬度，計算需開模寬度。利用液壓站的控制閥操控液壓油缸頂升活塞桿，頂升力傳遞至吊臂，模架以吊臂和挑梁的銷接點為軸轉動，使模架緩慢向外翻轉張開。模板張開幅度，以模板與障礙物（或梁體）距離不小于50mm 為宜。

3）鎖定：油缸頂升將模架翻轉至規定寬度后，在缸筒與活塞桿頂部的活塞桿銷接銷接頭之間放入保險裝置，然后將其緊固，并旋緊螺母，由此可將移動模架過孔作業時的模架荷載通過剛性接觸傳至加長鋼撐桿，避免油缸千斤頂長期受力損壞。根據油缸活塞桿伸長量需要放置不同高度尺寸的保險裝置。

4）前移過孔：啟動移動模架縱移機構，整機前移、就位，前移過程中需時刻觀察模板與障礙物（或梁體）是否仍存在沖突，及時通過液壓斜撐桿翻轉開模裝置調整模架姿態。

5）閉模：模架就位后，解除油缸保險裝置，斜撐桿液壓油缸活塞桿收回使模架緩慢向內翻轉閉合，恢復模架正常狀態。然后橫移關閉底模架，進入模架現澆簡支梁標準工序。

5 結論

通過上行式移動模架工藝工法改造創新，實現了以下目標：

1）通過改造模架構件，滿足了移動模架通過寬截面連續梁段的要求及小曲線半徑梁段施工過孔可行性；

2）移動模架曲線段過孔行走時，通過對側模張開幅度及主梁姿態的調整，從而實現模架在曲線段簡支梁的行走以及過孔就位，確保連續逐跨施工，保證了施工工期；

3）避免在復雜環境下進行拆裝，減少施工成本，降低安全風險。

通過技術改造，有效提高了上行式移動模架在橋梁施工中的適用性、經濟性，對于不同梁型的橋梁，只要對模板、桁架局部改造，可重復投入使用。對同類線形復雜，施工區段較為離散的簡支梁移動模架法施工有著重要的借鑒意義。