自行式門架支撐體系在城市橋梁施工中的應用

摘要：結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施工技術。相較于傳統施工方法省略了常規支架系統搭架、拆架等工序，縮短了施工周期、節約了拆模過程中的施工成本、保證社會交通不中斷，取得了預期效果，解決了橋梁工程施工中的實際問題。

關鍵詞：城市高架橋大展臂蓋梁； 自行式門架； 施工技術

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、公路施工技術工作。

0 引言

隨著社會經濟的發展，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的橋梁施工中被廣泛使用。一般情況下，門架支撐結構通常凈空高度為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］。現有門架支撐體系多采用固定式門架結構設計，從而造成門架位移、就位及落架工序多、安全風險大且循環時間長等情況，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。

在保障工程質量與安全的前提下，結合工程實際，優化采用“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，而且整體結構剛度、強度及穩定性好，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、新都區內，南起于成都繞城高速，接鳳凰山高架、金芙蓉大道（金牛區段），北至新都與青白江交界處，縱穿整個新都區，是連接成都核心區-新都區-青白江區的主要快速通道，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%）.若采用傳統支架搭設，會對社會交通產生較大的影響，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

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、液壓頂升系統和液壓水平千斤系統以及門式支架系統。施工時，通過行走系統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，操作液壓頂升系統的頂升油缸，將門架調至施工高程（設計高程+預拱度高程），門架系統采用機械千斤頂支撐受力（液壓千斤頂內泄時，機械千斤頂受力，保證高程不變），以保證模板高程準確；當門架高程達到設計高程后，通過液壓水平千斤系統的雙水平千斤頂，橫向調整蓋梁底模位置，實現蓋梁底模就位，滿足設計平面位置要求。

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—吊裝調節架—液壓系統組裝及調試—門架檢查、試壓，緊固螺栓—吊裝蓋梁底模、定位加固—門架及蓋梁預壓、調試—鋼筋、模板安裝—澆筑混凝土及養護—脫模—整體移動自行式門架模板系統—下一循環施工。

2.3 施工關鍵技術點

（1）門架反力支架拼裝。反力架采用慣用固定門架結構形式，根據本項目蓋梁實際尺寸進行寬度設計（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。現場拼裝（圖3～圖5）。支架主腿及桁架系統采用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，調節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（軌道預先安裝就位，并對支腿位置點地基預先處理，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、千斤頂等構件的總體重量（總重：11 t），同時考慮門架穩定的前進，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，為在豎向上靈活調整門架高程，在門架承重力梁上設置4個行程500 mm頂升油缸， 4個千斤頂由4個油路分別控制，將門架調至施工高程，門架系統采用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，在反力架上設置了橫向位移調節架，采用水平千斤頂進行橫向位移調節，為保證調節架橫向位移穩定不偏心，單側采用2個水平千斤頂進行頂進；橫向驅動系統包括固定在豎向活動架上端面的反力支座和橫向水平調節油缸，橫向水平調節油缸的固定端與反力支座連接，橫向水平調節油缸的驅動端與橫向位移調節架連接。橫向調節架調整位移在0～250 mm之間，采用行程400 mm的水平千斤能實現蓋梁底模就位，滿足設計平面位置要求。

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

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，減速帶兩側布設防撞墩（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 施工監測

3.1 監測內容

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壓前的初始標高。初始標高測量完畢后，再進行支架預壓加載，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測，當支架各監測點12 h內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測，派專人負責。一般監測頻率不超過12 h/次。

3.2 監測方法與工具

支腿及立桿的垂直度監測用經緯儀或吊線和卷尺，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點的距離用鋼卷尺，縱向水平桿上的對接扣件至主節點的距離用鋼卷尺，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 監測點布置

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

針對對沉降監測點布置，在每組架體布置3組監測點，其中架體中部設置一組，架體四角設置2組監測點，并安排測量專職人員保護好監測點，加載過程中注意并記錄下沉數據。當下沉有突變趨勢時，應加強監測，必要時通知項目技術負責人和架體設計人員，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施工技術在工期、經濟與社會效益等方面具有優勢。

4.1 工期

自行式門架模板系統，能夠快速地縱向行走，對蓋梁底模在橫豎方向位置進行調整，以滿足施工的設計要求，大大節省了普通門架系統搭架、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 經濟與社會效益

自行式門架模板系統雖然前期成本投入較傳統固定式門架高，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整，滿足施工的設計要求能夠節省施工周期以及拆模過程中的成本，具有較好的經濟與社會效益。

5 結束語

（1）城市高架橋大展臂自行式門架模板系統施工技術，在施工場地地面坡度不大于3%，有多跨連續高架橋蓋梁且蓋梁長度相差較小時，技術、經濟效果最佳。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，能夠快速地縱向行走，對蓋梁底模在橫豎方向位置進行調整，以滿足施工的設計要求，節省了普通門架系統搭架、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，可大大減少門架拆裝過程，降低了施工安全風險，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，每榀蓋梁可節省35 600元，在同類型工程中具有一定的推廣價值。

參考文獻

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