ZQM900型移動模架堆載施工工藝

劉艷鋒

中鐵十七局集團第一工程有限公司 山東青島 266000

1 概述

隨著高速鐵路在我國迅速崛起和發展，進一步加速了鐵路的高速化、重載化和多式運輸的主體化，進而實現鐵路網的現代化。在特定條件下的施工過程中，整孔大體積（900噸）箱梁大量投入使用。

為了規避大體積（900噸）箱梁制運架設備和場地資金投資大的問題，盡力提高投資的有效性。移動模架制梁技術得到大力推廣。

在初次使用移動模架時，應科學嚴格的進行預壓試驗，以便將試驗數據與計算值進行對比，確定彈性變形是否與計算相符，同時取得非彈性變形數據指導后續梁跨施工預拱度設置?，F就廣深港客運專線ZH-2標xxx特大橋79#～80#墩ZQM900型移動模架堆載計算及底模線型調設進行說明。

2 移動模架制梁預壓施工控制

2.1 線型控制

移動模架在混凝土澆注過程中會使鋼箱梁等主要支撐構件發生變形下撓，為此需要預先根據移動模架整機支撐系統的剛度，計算在各種工況下的下撓值，以便在澆注混凝土前提前調整模架，設置反拱度以使成橋狀態接近設計線型。

移動模架實際施工前，應制定移動模架線型控制方案，在實際施工過程中，采用預壓觀測結果進行預留拱度設置。

2.2 移動模架預壓及預拱度設置

移動模架拼裝完成后，在首孔箱梁施工前必須進行堆載預壓，以消除模架拼裝的非彈性變形。測量主梁、橫梁等不同部位的彈性變形，計算出施工荷載下的彈性變形，根據箱梁張拉后的上拱度，再計算出模架底模的預拱度值。同時，在施工過程中應檢查各部位聯結的強度、穩定性，檢驗模架的安全性能。

首次堆載按最大施工荷載的1．1倍預壓，預拱度為箱梁設計反拱度值與模架彈性變形之代數和。模架彈性變形應根據預壓變形測量結果繪制沉降曲線，并結合模架的設計拱度和實際變形來確定。施工時，也應對首孔箱梁分別在澆注混凝土前、后測定和記錄模架的變形，以便在后續箱梁微調模架預拱值，來消除模擬狀態和實際狀態不同而帶來的預拱度偏差。

2.3 工藝流程

布點并初測→加載50%→觀測并記錄→加載100%（最大施工荷載的1．1倍）→觀測并記錄→持荷24小時→卸載50%→觀測并記錄→卸載100%→觀測并記錄。

3 工況條件

堆載預壓：采用分級加在預壓的方式，分別在主箱梁、底模、翼模上布置觀測點，進行撓度測量。

為保證預壓荷載的合理分布，采用等荷載砂袋預壓。堆載過程及荷載分布模擬砼澆筑順序進行。箱梁張拉后底板反拱參照設計給定的二次拋物線，結合模架彈性變形量進行分配計算，跨中為反拱峰值，其他部位將橫坐標代入二次拋物線坐標方程計算。

根據梁型圖可知混凝土梁的總重量為819．05噸，我們在堆載試驗時按混凝土梁重的1．1倍（即900噸）進行堆載。

3.1 理論混凝土梁載荷分布

如圖1所示。

3.2 實際堆載載荷分布

如圖2所示。

3.3 示意圖說明

（1）上圖中所標注的尺寸均為毫米計；

（2）梁截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ與縱向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相對應；

（3）圖中堆載砂子總重為900噸，濕細砂計算密度取1．5t/m3。

4 觀測點布置

觀測點位置見觀測點平面布置圖。

圖2 實際堆載載荷分布

5 堆載過程控制

5.1 堆砂范圍及裝砂工具

用挖掘機向噸袋內裝砂，挖掘機每斗裝砂為一方，故噸袋每袋裝砂為一立方，重為1．5 t，且噸袋裝砂高度為1米左右?？v向總長32．6m為堆碼砂袋的有效范圍，堆載砂袋的范圍為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ截面。故需要裝砂袋600袋。

5.2 堆載砂袋不同位置數量的控制

將Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ截面導至模板內的模型。其中Ⅰ中底板裝砂面積為 5．79m2，腹板裝砂面積為 4．69m2，翼緣板裝砂面積為 4．65m2，陰影部分面積為1．54m2。Ⅱ中底板裝砂面積為10．3m2，腹板裝砂面積為5．21m2，翼緣板裝砂面積為4．65m2，陰影部分面積為1．54m2。Ⅲ中底板裝砂面積為 13．17m2，腹板裝砂面積為 5．4m2，翼緣板裝砂面積為4．65m2，陰影部分面積為3．45m2。

①Ⅰ縱向范圍內堆載

底板堆載砂袋數：5．79×23．6＝137袋

腹板堆載砂袋數：4．69×23．6＝111袋

翼緣板堆載砂袋數：（4．65+1．54）×23．6 ＝ 146 袋

②Ⅱ縱向范圍內堆載

底板堆載砂袋數：10．3×6＝62袋

腹板堆載砂袋數：5．21×6＝31袋

翼緣板堆載砂袋數：（4．65+1．54）×6＝37袋

③Ⅲ縱向范圍內堆載

底板堆載砂袋數：13．17×3＝40袋

腹板堆載砂袋數：5．4×3＝16袋

翼緣板堆載砂袋數：（4．65+3．45）×3＝24袋

5.3 堆（卸）載順序的控制

堆載順序是模擬箱梁澆筑砼的順序。先底板，后腹板，再翼緣板；延模板縱向方向，由兩端向中間，左右對稱分三層進行。卸載順序則反之。

6 沉降觀測控制

6.1 加載觀測

加載分2次觀測，即堆載50%、堆載100%。第一次（堆載50%）：Ⅰ截面底板加載完畢，再加載腹板范圍60袋砂袋，并將其平均分布，即完成Ⅰ截面50%堆載；Ⅱ截面完成底板加載，即近似完成Ⅱ截面50%堆載；Ⅲ截面完成底板加載，即近似完成Ⅱ截面50%堆載。之后，持荷3小時，進行第一次觀測。第二次（堆載100%）：第一次觀測完，隨后連續不斷進行均勻加載，直至加載100%，持荷一天，進行第二次觀測。按照兩次觀測變形數據作好原始記錄。

6.2 卸載觀測

卸載分2次觀測。第一次卸載50%，第二批卸載100%，與加載順序亦反之。按照兩次觀測變形數據作好原始記錄。

6.3 進行數據整理

（1）原始數據整理

開始加載前對觀測點（預先作好標記，便于觀測）進行初測，并作好初測高程的記錄，記錄數值記作a。再當加載至計劃堆載值的50%時，對觀測點進行觀測，并作好觀測點高程的記錄，記錄數值記作b。以后加載直至100%，作好觀測點觀測，并作好觀測點高程的記錄，記錄數值記作c。卸載至50%時，并作好觀測點高程的記錄，記錄數值記作d。直至卸載至100%，作好觀測點高程的記錄，記錄數值記作e。故而,堆載塑性形變值n=a-e; 加載直至100%形變值m=a-c。原始數據是移動模架底模線形調設的基本依據。

（2）彈性形變值（w）

由原始數據可以計算出彈性形變值w，即w＝m-n。

（3）調整后彈性形變值（w1）

由移動模架結構和觀測點位置不難看出，觀測點是關于模板縱向中心線對稱的。故以關于模板縫對稱最大變形觀測點作為研究對象，以線路縱向作為x軸，以高程方向y軸，建立直角坐標系，根據計算出彈性形變值w繪制兩條曲線。再根據繪圖法求出漸近方程，即為調整后彈性形變曲線。依據該彈性形變曲線求出相應觀測點調整后彈性形變值w1。

（4）張拉反拱值（h）

根據圖紙張拉后所給的最大起拱值出現于跨中為17．4cm，及邊界起拱為0的邊界條件，切定張拉起拱方程，再根據起拱方程求出觀測點相應起拱值h。

（5）預拱值（Δh）

根據前面求出的調整后彈性形變值w1和張拉反拱值h，求解預拱值Δh＝w1-h。

7 結語

移動模架推進拼裝工藝在特殊地理條件下與傳統的支架拼裝和整體吊裝施工工藝相比，很好地解決了由于場地受限制、平面高差大、整體拼裝困難的問題，體現了很高的實用性和經濟性，同時降低了施工成本、縮短了施工周期。