橋梁箱梁現澆大型模板支撐體系平移施工技術分析

周勇

（湖南省交通科學研究院有限公司，湖南長沙 410000）

0 引言

目前，在大型箱梁現澆工程中，大多采用模板支撐技術進行施工。然而，該技術的施工過程繁瑣，包括模板支撐體系的安裝與拆除等多個環節，在下一段箱梁的現澆施工環節仍需進行模板支撐體系的安裝，不僅會增加時間成本，還存在一定的安全風險。因此，如何優化施工工藝，加快施工速度，減少施工風險，是施工技術人員迫切需要解決的問題。

1 大型模板支撐體系施工流程

大型模板支撐體系施工流程設計主要如下：地基基礎處理—支撐體系清理—支撐體系平移前加固作業—安裝支撐體系平移系統—試運行支撐體系平移—正式支撐體系平移—平移過程監測和觀察—平移完成后模板支撐體系加固施工[1]。

2 大型模板支撐體系平移前的準備

2.1 地基基礎處理設計與平移方案設計

第一，地基基礎的承載力應滿足基本施工條件，即應保證混凝土澆筑施工和移運過程中基礎不會產生沉降[2]。

第二，地基基礎長度應根據現澆箱梁設計寬度進行控制?；A厚度和寬度應按照地基承載力的要求進行設定。雙拼工字鋼軌道梁應埋設于地基上方，軌道梁間設有橫向連接，構成一體。在架設雙拼工字鋼軌道梁之前，需要對其進行調整，確保其平直。上翼緣板上焊接20mm 厚的鋼板，并在鋼板表面涂刷黃油，以便于模板支撐體系順暢平移。軌道梁對接處下設支點，軌道梁對接處應平直，無高低、錯位現象，以確保模板支撐體系平移時能夠平穩通過[3]。

第三，在模板支撐體系設計階段，應保證支撐體系的強度、剛度和穩定性達到模板支撐體系平移施工的要求。為此，支撐體系的頂端和底端均應設有水平加強桁架，在支撐體系高度超過50m 時，支撐體系每30m 應布置一層水平加強桁架，以確保支撐體系的穩定性和安全性[4]。

第四，根據頂推方向布置斜撐和剪刀撐，使模板支撐體系和下滑梁桁架連接為一體，以保證頂推力在模板支撐體系上的整體分布均勻[5]。

2.2 模板支撐體系清理

單幅梁段完工后，將在原有支撐體系上布置的操作平臺、模板等雜物拆下，轉運到地面。要求在模板支撐體系上無任何雜物，避免模板支撐體系平移時發生高空墜物事故[6]。

2.3 大型模板支撐體系加固處理方法

2.3.1 大型模板支撐體系連接的拆卸

除了將模板支撐體系和地基基礎相連，其余連接全部拆卸，保證模板支撐體系平移時運行線路沒有阻擋，同時，使模板支撐體系結構的重心處于中間平衡位置[7]。

2.3.2 鋼管樁開槽

檢查并加固大型模板支撐體系的連接位置后，需要在鋼管樁的支撐底端設置割槽，以便安裝下滑梁。如果需要對鋼管樁進行局部加固，可以采用外接槽鋼加焊的方法，且槽鋼的長度應比切割部分長50cm。

2.3.3 安裝上滑梁

上滑梁通常由工字鋼構成，與軌道梁的構造形式相似，連接到鋼板的上下部位。在下連接鋼板的下方安裝四氟板，并使用φ6 圓鋼焊制限位，其余位置采用連接板焊接成整體。為了加強結構剛度和穩定性，軌道梁、上滑梁和對應梁之間還需要加設橫向連接。上滑梁結構形式如圖1、圖2 所示。

圖1 上滑梁剖面圖

圖2 上滑梁平面布置圖（單位：cm）

大型模板支撐體系改造加固結束后，需要進行重新檢查，復檢的重點包括以下幾個方面：地基基礎和模板支撐體系結構的初始條件，判斷是不是要進行加固；對原有設備和構件進行檢查，如有損壞或變形等應及時更換；是否有障礙物會對模板支撐體系平移產生影響；滑梁鋼板鋪得是否平整光滑[8-9]。

2.4 大型模板支撐體系平移系統

2.4.1 大型模板支撐體系平移系統的構成

大型模板支撐體系平移系統包括操作平臺、PLC操作系統、100t 液壓千斤頂（50t 兩臺）、頂鐵和反力架等（見圖3）[10-11]。

圖3 模板支撐體系平移系統布置圖（單位：cm）

液壓自動化控制系統為PLC 液壓自動化操作系統，該操作系統由液壓系統、計算機控制系統、檢測傳感器等子系統構成（見圖4）。

圖4 PLC 液壓自動化平移系統圖示

2.4.2 PLC 液壓自動化安裝

（1）平移控制泵站設備安裝

平移控制泵站設備兩座，控制泵站流量功率為24L·min。

（2）頂推系統設備安裝

在反力架前安裝50t 千斤頂，在千斤頂與上滑梁中間安裝頂鐵。

（3）安裝位移檢測傳感器

位移檢測傳感器母機固定在地基基礎上，位移檢測傳感器讀數頭固定設置在上滑梁上，用于測量水平方向的位移量，以保證位移整體同步，每次位移完成后將傳感器拆下安裝至下一位移處[12]。

（4）安裝總控制臺

打開計算機，連通總控臺、PLC 液壓自動化系統與控制泵站的通訊線，把所用系統都調試到初始狀態。

（5）頂推系統調試

為了保證大型模板支撐體系平移施工的順利進行，必須在安裝完成后對各系統的運行狀況進行調試。調試完成后，需要進行試平移作業，試平移長度通常為20mm。在試平移過程中，需要檢查各連接處的連接狀況和基礎的沉降情況，并重點觀測平移系統的總體工作狀態，以評估系統的穩定性和安全性，為下一步正式平移打下基礎。

2.5 大型模板支撐體系平移抗傾覆分析

大型模板支撐體系平移時應進行抗傾覆計算分析，在平移過程中，對抗傾覆的外力為模板支架自重+頂推力，傾覆力的外力為風力+慣性力。抗傾覆最為不利的工況主要是風荷載方向與千斤頂方向不一致，如圖5 所示。

由圖5 可知：當風荷載+慣性力≤自重+頂推力時，在不利的工況下模板支架體系不發生翻倒，處于穩定狀態。經計算，模板支架處于正常平移狀態時，模板支架抵抗傾覆的能力很高，安全系數很大。

2.6 大型模板支撐體系平移

大型模板支撐體系試平移檢查沒有問題后，可對模板支撐體系進行正式平移。根據計算的千推力結合模板支撐體系試平移參數進行加壓，模板支撐體系平移啟動速度不大于1/5V，平移過程主要觀察原有結構和上滑梁焊口是否開裂，軌道梁是否開裂，模板支撐體系平移是否偏離軌道，前進是否有障礙物阻擋等。

第一，測量。認真測量每個測量點，具體包括地基基礎沉降量大小、平移行走方向、軌道面的變形、模板支撐體系的動態與受力狀況等，并將記錄數據匯總上報現場領導組，對實測數據和理論數據進行對比分析，對今后安全生產提出建議和意見。如果存在數據偏差，相關人員應仔細分析，并提出合理化建議，為接下來的運行決策提供保障。

第二，監測。模板支撐體系監測點布置在支撐體系外立面四角上，一共設8 個點。模板支撐體系變形監測情況如表1 所示。

表1 模板支撐體系變形監測表

在整個模板支撐體系的平移過程中，為了保證每條滑道的同步位移，需要通過PLC 系統結合測量專業技術人員進行測量作業。在距離移位設計終點2cm時，需要暫停移位，并測量支撐體系的移位實際距離。如果移位實際距離誤差在設計移位距離的允許范圍內，可以終止移位；如果實際移位距離誤差未達到設計要求，則需要繼續進行模板支撐體系的平移，直至移位達到設計要求。

2.7 平移結束后模板支撐體系加固

大型模板支撐體系平移施工完成后，需要按照原設計要求搭設支撐體系的上部結構，并進行加固。對原先加設的支撐腳鋼管進行樁割槽處理，在支撐體系的上滑梁上加設兩道加肋板，并與支撐樁內壁進行焊接加固。

3 大型模板支撐體系整體平移應用效果

3.1 性能指標方面

該支撐體系平移設計要求平移后平面偏差為30mm 內，高程偏差為15mm 內，施工后實際平面及高程測量偏差均小于10mm，滿足設計要求。

3.2 經濟效益方面

采用該技術進行施工減少了人工成本與材料開支，減少工程造價成本約為115.02 萬元，工期縮短約為12 天。

4 結語

采用大型模板支撐體系整體平移施工方法，可以有效提高模板支撐工程的施工效率，同時保障施工質量和施工安全，降低工程造價成本。模板支撐體系整體平移在某大橋現澆段支模工程的成功實施，可為支撐體系平移積累施工經驗，為同類型施工提供借鑒。