MSS40下行式移動(dòng)模架過空孔技術(shù)

王 維

(蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215104)

1 工程概況

中鐵十四局二公司承建的石濟(jì)客運(yùn)專線SJ-4標(biāo)衡景特大橋位于衡水市武邑縣境內(nèi)，起訖里程為DK117+459.29～DK147+022.69，全長29.56 km，設(shè)計(jì)時(shí)速為250 km/h。標(biāo)段內(nèi)滏東排河與滏陽新河之間為泄洪區(qū)，按設(shè)計(jì)從300#墩～349#墩之間為40.7 m移動(dòng)模架簡支現(xiàn)澆箱梁，共46跨。下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁、承臺(tái)形式，墩身為雙線單圓柱墩，其中312#墩～314#墩之間3跨為預(yù)制32.6 m簡支箱梁，根據(jù)施工進(jìn)度和設(shè)計(jì)要求，泄洪區(qū)內(nèi)的移動(dòng)模架要經(jīng)過3孔連續(xù)空孔。

2 MSS40下行式移動(dòng)模架

2.1 移動(dòng)模架的主要構(gòu)造

MSS40下行式移動(dòng)模架由主梁、導(dǎo)梁、橫梁、C梁、中吊梁、前吊梁、推進(jìn)平臺(tái)、外模、內(nèi)模、牛腿、液壓系統(tǒng)、電氣體系等組成。該移動(dòng)模架為廠家專門為石濟(jì)客運(yùn)專線設(shè)計(jì)制造，主要針對兩墩身之間40.7 m現(xiàn)澆箱型簡支梁施工的設(shè)備。

(1)支撐牛腿。落地式支撐牛腿共有三對，結(jié)構(gòu)為三角桁架，位于每個(gè)橋墩的兩側(cè)。支撐牛腿主要作用是在移動(dòng)模架澆筑和縱移的過程中支撐整個(gè)模架并將承受的荷載傳遞到承臺(tái)上，此種支撐牛腿避免了對墩身開孔。其中兩對用于支撐模架過孔作業(yè)，一對前置于前吊梁下方作為周轉(zhuǎn)用途。支撐牛腿利用多根高強(qiáng)精軋螺紋鋼將支撐牛腿對拉在墩身上，共設(shè)置上下兩道。

(2)推進(jìn)平臺(tái)。推進(jìn)平臺(tái)位于主梁與牛腿之間，是移動(dòng)模架過孔的重要組成部分。每套移動(dòng)模架配6臺(tái)，每個(gè)推進(jìn)平臺(tái)有兩個(gè)橫向移動(dòng)液壓缸，兩個(gè)豎向頂升液壓缸，一個(gè)縱向頂推液壓缸。

(3)主梁。主梁為2根46 m長鋼箱梁，利用高強(qiáng)螺栓拼接。導(dǎo)梁、橫梁、外摸板等均與主梁連接形成移動(dòng)模架。是施工中支撐混凝土、模板、鋼筋等重量的主要結(jié)構(gòu)。兩端設(shè)置前、后導(dǎo)梁，外側(cè)設(shè)置走道和安全護(hù)欄，以此保證作業(yè)人員調(diào)整撐桿時(shí)的作業(yè)安全。

(4)導(dǎo)梁。導(dǎo)梁為三角桁架結(jié)構(gòu)，桁架長41 m，共兩節(jié)，利用銷接連接。裝配在主梁前、后兩端。主要功能是在保證主梁移動(dòng)時(shí)控制方向，即使主梁移動(dòng)時(shí)能夠盡早到達(dá)下一橋墩。

(5)橫梁。橫梁為型鋼梁桁架結(jié)構(gòu)，設(shè)置在兩主梁間，橫梁與主梁以懸臂桁架形式結(jié)合，使橫梁與主梁同步進(jìn)行橫向開合及縱向移動(dòng)。橫梁沿現(xiàn)澆梁中心線兩側(cè)對稱布置，利用高強(qiáng)螺栓連接。可利用螺桿支撐調(diào)節(jié)外模高度以調(diào)節(jié)混凝土現(xiàn)澆梁的橫坡和預(yù)拱度。

(6)C形梁。C形梁是移動(dòng)模架過孔過程中起到懸吊移動(dòng)模架系統(tǒng)作用的下部配備頂升液壓缸的箱式鋼梁。

(7)中間吊梁。中間吊梁為一根鋼箱梁，放置在混凝土現(xiàn)澆梁前端。內(nèi)置液壓缸，解除支撐牛腿受力時(shí)懸吊主梁。

(8)前吊梁。前吊梁為一根鋼箱梁，內(nèi)置液壓缸，放置在前導(dǎo)梁前端，支撐牛腿縱向前移過程中可支撐移動(dòng)模架。

(9)箱型現(xiàn)澆混凝土簡支梁外模板。箱型現(xiàn)澆混凝土簡支梁外模板由翼緣板、肋板、腹板、底板組成。腹板、肋板及翼緣板與橫梁相對應(yīng)，主梁模板支架支撐安裝腹板、肋板及翼緣板。底板利用螺栓沿橫梁銷接方向進(jìn)行連接，同橫梁相對應(yīng)，分塊鋪設(shè)至橫梁上方。

在公路工程施工中，人是整個(gè)工程的主體，因此，在目標(biāo)管理的應(yīng)用中，管理人員一定要重視并充分貫徹與落實(shí)以人為本的原則，通過各種途徑和方式提供平臺(tái)和機(jī)會(huì)加強(qiáng)不同崗位施工人員的學(xué)習(xí)和相互交流，提升其綜合素養(yǎng)，使人的作用和價(jià)值在公路工程目標(biāo)管理中得以充分實(shí)現(xiàn)。此外，企業(yè)要讓員工個(gè)人思維和智慧參與到整個(gè)工程的施工規(guī)劃和組織中來，并對這種參與進(jìn)行合理引導(dǎo)和控制，從而調(diào)動(dòng)所有人的積極性，激發(fā)其空前的熱情和創(chuàng)造力，為企業(yè)帶來意想不到的收益。

(10)箱型現(xiàn)澆混凝土簡支梁內(nèi)模板。箱型現(xiàn)澆混凝土簡支梁內(nèi)模板每塊重量60 kg，采用螺旋鋼管支架，安裝、拆卸方便快捷。內(nèi)模采用胎架法在已澆筑梁段分節(jié)段拼裝成型。

(11)液壓系統(tǒng)。移動(dòng)模架共有6套推進(jìn)平臺(tái)液壓系統(tǒng)，用于模架豎向升降、橫向開合和縱移過孔。分別由液壓油缸、管路及電氣控制系統(tǒng)組成。每套推進(jìn)平臺(tái)有兩個(gè)豎向上升油缸，一個(gè)縱向上推油缸，兩個(gè)橫向側(cè)推油缸。

(12)電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)采用三相四線制交流供電，用于振搗設(shè)備、照明系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等供電。

2.2 移動(dòng)模架工作原理

模架是利用支撐、固定在承臺(tái)及墩身上的牛腿及兩組鋼箱梁支撐模板，通過開模、合模、模架縱向移動(dòng)、橫向移動(dòng)、牛腿縱向移動(dòng)等功能，實(shí)現(xiàn)了逐孔、原位現(xiàn)澆的箱梁的工法。

(1)箱式現(xiàn)澆混凝土簡支梁模板下落

箱式現(xiàn)澆混凝土簡支梁澆筑完畢預(yù)應(yīng)力鋼筋完成張拉后，前、中吊梁及C梁就位后，收縮前后承重油缸，依靠設(shè)備自重整體落模。拆除模板連接螺栓和橫梁連接銷軸，開啟橫向開模液壓缸，模板橫梁帶動(dòng)外模板向外打開讓開橋墩，準(zhǔn)備遷移過孔。

(2)整機(jī)縱移

(3)合模

移動(dòng)模架縱移到位后進(jìn)行合模并安裝模板連接螺栓和橫梁連接銷軸。

(4)牛腿行走及安裝

推進(jìn)平臺(tái)首先將支撐牛腿行走到指定地點(diǎn)，然后利用高強(qiáng)螺紋鋼將墩身與支撐牛腿進(jìn)行綁扎固定。

(5)箱式現(xiàn)澆混凝土簡支梁外側(cè)模板調(diào)整高程

合模完成后頂升豎向液壓缸，使模架至混凝土箱梁的設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，并通過推進(jìn)平臺(tái)上的橫向移動(dòng)液壓缸和縱向頂推液壓缸對主梁在橫橋向、順橋向進(jìn)行微調(diào)，使其平面位置符合設(shè)計(jì)要求。

(6)移動(dòng)模架系統(tǒng)過孔

MSS40下行式移動(dòng)模架過跨主要步驟：前吊梁就位→中間吊梁就位→C型梁就位→移動(dòng)模架系統(tǒng)第一次將箱式混凝土現(xiàn)澆簡支梁模板下落→推進(jìn)平臺(tái)將支撐牛腿運(yùn)行至指定位置→移動(dòng)模架系統(tǒng)第二次將箱式混凝土現(xiàn)澆簡支梁模板下落→移動(dòng)模架系統(tǒng)橫向沿現(xiàn)澆梁縱向中心線向兩側(cè)移動(dòng)→整機(jī)縱移過跨→整機(jī)縱移到位。

3 過空孔時(shí)遇到的問題及解決方法

3.1 前吊梁位置調(diào)整

前吊梁位于前導(dǎo)梁前端，支撐牛腿縱向前移過程中前吊梁液壓缸作用力在墩身處以支撐移動(dòng)模架。移動(dòng)模架系統(tǒng)過孔至312#墩～314#墩，在前吊梁就位工序施工過程中發(fā)現(xiàn)，由于312#墩～314#墩之間3跨預(yù)制簡支箱梁長度為32.6 m，而300#墩～349#墩之間常規(guī)簡支現(xiàn)澆箱梁長度為40.7 m，導(dǎo)致前吊梁的位置超出313#墩中心位置8.22 m，前導(dǎo)梁無法支撐起來，進(jìn)而不能進(jìn)行支撐牛腿和推進(jìn)平臺(tái)的就位工作。因此需要將前吊梁和液壓頂升油缸拆除，并后移8.22 m使其橫向中心軸線位置與313#墩身橫向中心軸線重合。前吊梁位置調(diào)整之后，支撐牛腿和平推小車前移至指定位置就位，然后按正常施工步驟過孔如圖1所示。

圖1 前吊梁位置調(diào)整圖

3.2 無法合模和梁體支撐

梁體支撐問題：40.7 m梁段模架行走前，C梁頂升液壓缸架設(shè)在完成混凝土澆筑及張拉完畢的箱梁上。由于311#～314#墩之間還沒有架梁，所以造成移動(dòng)支撐牛腿和推進(jìn)平臺(tái)時(shí)C梁和中吊梁以及前吊梁無法吊掛主梁等移動(dòng)模架系統(tǒng)。

無法合模問題：移動(dòng)模架整體下落后解鎖所有橫向連接即可整體行走，外模系統(tǒng)及橫梁前、后方距梁縱向中心線距離保持一致，至外模系統(tǒng)及橫梁完全避讓墩身時(shí)模架開始行走。由于311#～314#墩之間跨度不同于常規(guī)跨度且考慮節(jié)省工期不能拆除外模和橫梁，在整個(gè)移動(dòng)行走過程中，外模需要橫向移動(dòng)到一定的位置并且不能合模，這就增大了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

解決方法：考慮施工安全移動(dòng)模架行走前整體下調(diào)10 cm，外模系統(tǒng)橫梁連接處距墩身橫向距離20 cm。橫向距離墩身越遠(yuǎn)安全系數(shù)越高，太近容易碰撞墩身如圖2所示。在墩身之間增加臨時(shí)支撐，臨時(shí)支撐下面進(jìn)行地基處理，每個(gè)臨時(shí)支撐下面增設(shè)支撐平臺(tái)，同跨間的支撐相互連接加固。每個(gè)支撐頂部平臺(tái)上都有兩個(gè)千斤頂，支撐平臺(tái)頂部與模架之間的支撐點(diǎn)之間留有一定的距離，確保支撐牛腿和推進(jìn)平臺(tái)能順利通過。

圖2 落模及開模

3.3 移動(dòng)過程

為保證施工安全，整個(gè)移動(dòng)過程中移動(dòng)模架系統(tǒng)至少有三處支撐點(diǎn)。本次情況分為三種過跨工況：

在工況一中，如圖3所示，C梁還位于315#梁上，可以為系統(tǒng)提供一個(gè)支撐點(diǎn)，另外2個(gè)支撐點(diǎn)為313#和314#墩上的支撐牛腿，全部就位后行走即可進(jìn)行；

圖3 工況一

工況二中，如圖4所示，C梁依然位于梁體上，可以提供一個(gè)支撐點(diǎn)，同時(shí)使臨時(shí)支撐2和3受力支撐起系統(tǒng)；(1)之后將牛腿①解除受力行走到臨時(shí)支撐1和313#墩之間位置；(2)然后使支撐1開始受力，此時(shí)可以將牛腿②解除受力向前移動(dòng)到313#和臨時(shí)支撐2之間；(3)把牛腿①固定到313#墩使其受力；(4)解除支撐2的受力使牛腿②通過并固定到312#墩上使其受力，全部就位后可以開始走行；

圖4 工況二

工況三中，從工況二到工況三牛腿分別固定在311#和312#墩上，行走牛腿時(shí)三個(gè)支撐點(diǎn)是臨時(shí)支撐2、3、4，步驟與工況二類似不再重述。

待模架移動(dòng)到40.7 m跨間時(shí)再將前吊梁恢復(fù)到原始位置，之后可按正常施工進(jìn)行。

4 結(jié)束語

移動(dòng)模架制梁既不需要建設(shè)龐大的預(yù)梁制場，也不需要大噸位運(yùn)架梁設(shè)備，從而減少了制架梁的大臨設(shè)施建設(shè)和設(shè)備購置費(fèi)用，使箱梁的制造成本大大降低。但是移動(dòng)模架施工時(shí)首先保證的是安全，在需要搭設(shè)臨時(shí)支撐時(shí)要做好支撐基礎(chǔ)的處理，以及對支撐點(diǎn)的選擇和計(jì)算等。