自行式門架支撐體系在城市橋梁施工中的應(yīng)用

摘要：結(jié)合金鳳凰高架新都段（繞城高速至香城大道）改建工程，介紹了城市高架橋大展臂蓋梁自行式門架模板系統(tǒng)施工技術(shù)。相較于傳統(tǒng)施工方法省略了常規(guī)支架系統(tǒng)搭架、拆架等工序，縮短了施工周期、節(jié)約了拆模過程中的施工成本、保證社會交通不中斷，取得了預(yù)期效果，解決了橋梁工程施工中的實際問題。

關(guān)鍵詞：城市高架橋大展臂蓋梁； 自行式門架； 施工技術(shù)

中國分類號：U445.463B

［定稿日期］2022-04-21

［作者簡介］楊驥（1988—），男，在讀碩士，高級工程師，從事市政、公路施工技術(shù)工作。

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，在城市高架橋施工中，為了保證社會車輛、行人的安全通行及施工進度，門架支撐體系在城市道路新增立體交通系統(tǒng)的橋梁施工中被廣泛使用。一般情況下，門架支撐結(jié)構(gòu)通常凈空高度為5～6 m，凈跨5～8 m，以滿足施工過程中車輛及行人的安全通行［1-3］。現(xiàn)有門架支撐體系多采用固定式門架結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而造成門架位移、就位及落架工序多、安全風(fēng)險大且循環(huán)時間長等情況，無法形成快速安裝、拆卸、移位、快速施工的目的，是目前施工中急需解決的問題。

在保障工程質(zhì)量與安全的前提下，結(jié)合工程實際，優(yōu)化采用“自行式門架支撐體系”，有效提高門架位移、就位及落架速度，確保安全快速施工，相較于傳統(tǒng)施工工藝簡化了蓋梁施工中承重架搭拆及模板吊裝等重復(fù)工序［4］。不僅滿足承載要求，同時保證了模板就位的準確性、安裝的精度，而且整體結(jié)構(gòu)剛度、強度及穩(wěn)定性好，具有操作簡單、省時省工、安全等特點。

1 工程概況

貨運大道新都段道路改建工程位于成都市金牛區(qū)、新都區(qū)內(nèi)，南起于成都繞城高速，接鳳凰山高架、金芙蓉大道（金牛區(qū)段），北至新都與青白江交界處，縱穿整個新都區(qū)，是連接成都核心區(qū)-新都區(qū)-青白江區(qū)的主要快速通道，范圍為成都繞城高速至香城大道段（K-0-200～K4+840），實施道路長度5.04 km，涉及主線高架段全長3025.86 m，1#上下行匝道橋（1L和1R）全長為120 m，2#上下行匝道橋（2L和2R）全長為150 m，Y4#匝道橋跨總長為443.65 m。本項目主線及匝道共有蓋梁121個，蓋梁模板支撐最大高度9 m，最大跨度23.25 m。

新建高架橋中心軸線基本與原道路中心線重合，基本為一條直線且地勢平坦無障礙（最小圓曲線半徑R=4250 m，最大坡度i=0.5%）.若采用傳統(tǒng)支架搭設(shè)，會對社會交通產(chǎn)生較大的影響，同時社會交通也對施工造成很大的難度，因此蓋梁采用“自行式門架+滿堂支架”組合支撐體系，省略了搭架與拆架過程，可以最大化減少對社會交通的影響，縮短工期。進出城方向雙側(cè)采用門型支架作為社會車輛通道，保留雙向8 m的雙向4車道，布置形式如圖1所示。

2 主要施工技術(shù)

2.1 工藝原理

城市高架橋大展臂自行式門架支撐體系（圖2）包括：行走系統(tǒng)、液壓頂升系統(tǒng)和液壓水平千斤系統(tǒng)以及門式支架系統(tǒng)。施工時，通過行走系統(tǒng)的低速變速箱為主動輪提供動力，控制門架在軌道上位移，通過具有斷電剎車功能的電機對門架進行制動，實現(xiàn)門架縱向就位控制［5-7］；當門架縱向就位后，操作液壓頂升系統(tǒng)的頂升油缸，將門架調(diào)至施工高程（設(shè)計高程+預(yù)拱度高程），門架系統(tǒng)采用機械千斤頂支撐受力（液壓千斤頂內(nèi)泄時，機械千斤頂受力，保證高程不變），以保證模板高程準確；當門架高程達到設(shè)計高程后，通過液壓水平千斤系統(tǒng)的雙水平千斤頂，橫向調(diào)整蓋梁底模位置，實現(xiàn)蓋梁底模就位，滿足設(shè)計平面位置要求。

2.2 工藝流程

測量放線、定位—行走鋼軌安裝—主門架組裝及吊裝就位—組裝豎向活動段—吊裝調(diào)節(jié)架—液壓系統(tǒng)組裝及調(diào)試—門架檢查、試壓，緊固螺栓—吊裝蓋梁底模、定位加固—門架及蓋梁預(yù)壓、調(diào)試—鋼筋、模板安裝—澆筑混凝土及養(yǎng)護—脫模—整體移動自行式門架模板系統(tǒng)—下一循環(huán)施工。

2.3 施工關(guān)鍵技術(shù)點

（1）門架反力支架拼裝。反力架采用慣用固定門架結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)本項目蓋梁實際尺寸進行寬度設(shè)計（8.8 m），選用工字鋼和槽鋼作為門架反力架的材料，采用栓接與焊接方式進行連接。現(xiàn)場拼裝（圖3～圖5）。支架主腿及桁架系統(tǒng)采用20#b型槽鋼雙拼焊接，總高度為（5.5+1.5） m。兩支腿間裝上直腹桿與剪刀撐，調(diào)節(jié)好支腿開口尺寸并固緊連接螺栓，使兩支腿成為一個整體。將2片桁架連接于支腿上，再通過I40b型工字鋼作為橫聯(lián)件，通過螺栓連接使2片桁架成為一個整體。將行走輪箱與走梁用螺栓連接固定好。用25 t吊車將支架吊至軌道位置（軌道預(yù)先安裝就位，并對支腿位置點地基預(yù)先處理，保證地基承載力不得小于50 t）。

（2）門架的縱向移動。門架縱移的電機功率大小由計算門架架體及底模板、千斤頂?shù)葮?gòu)件的總體重量（總重：11 t），同時考慮門架穩(wěn)定的前進，門架采用2個5.5 kW同步電機和變速箱，行走速度5 m/min，通過具有斷電剎車功能的電機對門架進行制動。

（3）門架的豎向就位。當門架縱向位移到指定問之后，為在豎向上靈活調(diào)整門架高程，在門架承重力梁上設(shè)置4個行程500 mm頂升油缸， 4個千斤頂由4個油路分別控制，將門架調(diào)至施工高程，門架系統(tǒng)采用4個機械千斤頂支撐受力，保證模板高程。

鐵路與公路楊驥， 呂蕾， 黃蓉， 等： 自行式門架支撐體系在城市橋梁施工中的應(yīng)用

（4）門架的水平就位。考慮蓋梁底模的橫向就位問題，在反力架上設(shè)置了橫向位移調(diào)節(jié)架，采用水平千斤頂進行橫向位移調(diào)節(jié)，為保證調(diào)節(jié)架橫向位移穩(wěn)定不偏心，單側(cè)采用2個水平千斤頂進行頂進；橫向驅(qū)動系統(tǒng)包括固定在豎向活動架上端面的反力支座和橫向水平調(diào)節(jié)油缸，橫向水平調(diào)節(jié)油缸的固定端與反力支座連接，橫向水平調(diào)節(jié)油缸的驅(qū)動端與橫向位移調(diào)節(jié)架連接。橫向調(diào)節(jié)架調(diào)整位移在0～250 mm之間，采用行程400 mm的水平千斤能實現(xiàn)蓋梁底模就位，滿足設(shè)計平面位置要求。

（5）蓋梁底標高調(diào)節(jié)架及底模。在移動門架上設(shè)置橫向位移調(diào)節(jié)架，調(diào)節(jié)架與門架采用滑動裝置，螺栓定位，蓋梁底模與蓋梁橫向調(diào)節(jié)架之間采用栓接。

2.4 自行式門架安全防護

自行式門架下部為人員、車輛通行通道，為防止施工可能造成的安全問題，在施工期間對門架頂部實施全封閉，同時做好車輛防撞、限高等措施。在施工門架前方50 m地方，設(shè)置限高架（圖6），限高架凈空5 m，凈寬8 m。在門架前方20 m處，每間隔5 m布置行車減速帶，減速帶兩側(cè)布設(shè)防撞墩（圖7），防撞墩高1 m，截面尺寸300 mm×300 mm，采用C30混凝土澆筑。

3 施工監(jiān)測

3.1 監(jiān)測內(nèi)容

對支架位移、沉降及變形進行檢測。在支架加載前，用油漆標出各監(jiān)測點的具體位置，要保證支架加載后也不影響最后的測量，用精密水準儀測出預(yù)壓前的初始標高。初始標高測量完畢后，再進行支架預(yù)壓加載，每級加載完成后即停止下一級加載，并每隔12 h對支架沉降量進行一次監(jiān)測，當支架各監(jiān)測點12 h內(nèi)的沉降量平均值小于2 mm時，方可進行下一級加載。在實際實施施工過程中，加強過程中的巡視監(jiān)測，派專人負責(zé)。一般監(jiān)測頻率不超過12 h/次。

3.2 監(jiān)測方法與工具

支腿及立桿的垂直度監(jiān)測用經(jīng)緯儀或吊線和卷尺，間距用鋼板尺，縱向水平桿高差用水平儀或水平尺，主節(jié)點處各拴接點中心距離用鋼板尺，同步立桿上2個相隔對接扣件的高差用鋼卷尺，立桿上對接扣件至主節(jié)點的距離用鋼卷尺，縱向水平桿上的對接扣件至主節(jié)點的距離用鋼卷尺，扣件螺栓擰緊扭力矩用扭力扳手，剪刀撐斜桿與地面的傾角用角尺，腳手板外伸長度的檢測用卷尺，鋼管兩端面切斜偏差用塞尺，鋼管外表面銹蝕程度用游標卡尺，鋼管彎曲用鋼板尺。

3.3 監(jiān)測點布置

針對變形監(jiān)測，在支腿端部、支架跨中處各布置一組監(jiān)測斷面，每組監(jiān)測斷面共布置4個監(jiān)測點。支架頂部2個，與頂部對應(yīng)處支架底部布置2個，每榀蓋梁支架布置6組監(jiān)測點。若支架基礎(chǔ)存在不良地質(zhì)情況，在不良地質(zhì)基礎(chǔ)處至少增加1組監(jiān)測點［8］。同時監(jiān)測支架基礎(chǔ)及支架變形情況。支架變形監(jiān)測采用水準儀進行測量，且必須滿足三等水準測量作業(yè)要求。

針對對沉降監(jiān)測點布置，在每組架體布置3組監(jiān)測點，其中架體中部設(shè)置一組，架體四角設(shè)置2組監(jiān)測點，并安排測量專職人員保護好監(jiān)測點，加載過程中注意并記錄下沉數(shù)據(jù)。當下沉有突變趨勢時，應(yīng)加強監(jiān)測，必要時通知項目技術(shù)負責(zé)人和架體設(shè)計人員，并停止加載，分析下沉原因后，采取有效加強措施后方可再加載。

4 效益分析

通過本工程實踐證明，城市高架橋大展臂自行式門架模板系統(tǒng)施工技術(shù)在工期、經(jīng)濟與社會效益等方面具有優(yōu)勢。

4.1 工期

自行式門架模板系統(tǒng)，能夠快速地縱向行走，對蓋梁底模在橫豎方向位置進行調(diào)整，以滿足施工的設(shè)計要求，大大節(jié)省了普通門架系統(tǒng)搭架、拆架的工序，并保證了模板就位的準確性、安裝的精度［9-10］。與傳統(tǒng)固定式門架相比，對于每榀蓋梁的施工周期能縮短2天，總體能夠大大縮短總施工周期。

4.2 經(jīng)濟與社會效益

自行式門架模板系統(tǒng)雖然前期成本投入較傳統(tǒng)固定式門架高，但在后期施工過程中，能夠快速地對蓋梁底模在橫豎方向位置進行調(diào)整，滿足施工的設(shè)計要求能夠節(jié)省施工周期以及拆模過程中的成本，具有較好的經(jīng)濟與社會效益。

5 結(jié)束語

（1）城市高架橋大展臂自行式門架模板系統(tǒng)施工技術(shù)，在施工場地地面坡度不大于3%，有多跨連續(xù)高架橋蓋梁且蓋梁長度相差較小時，技術(shù)、經(jīng)濟效果最佳。特別適用于道路改造過程中對交通有通行需求的工程施工。

（2）自行式門架模板系統(tǒng)，能夠快速地縱向行走，對蓋梁底模在橫豎方向位置進行調(diào)整，以滿足施工的設(shè)計要求，節(jié)省了普通門架系統(tǒng)搭架、拆架的工序，并保證了模板就位的準確性、安裝的精度。

（3）使用該施工技術(shù)，可大大減少門架拆裝過程，降低了施工安全風(fēng)險，提高了施工效率，降低了管理成本。實踐表明每榀蓋梁的施工周期能縮短2天，每榀蓋梁可節(jié)省35 600元，在同類型工程中具有一定的推廣價值。

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