淺析簡支梁移動模架拼裝與荷載試驗

邢學院

（中鐵十六局集團第五工程有限公司，河北 唐山 063000）

0 引言

移動模架法是鐵路簡支箱梁原位現澆施工的一種重要方法，簡支梁移動模架現澆施工技術在孔跨多、墩高、梁體外截面為等截面的特大橋梁施工中具有顯著優勢[1]。本文以黃黃鐵路HHZQ-1標巴河特大橋簡支梁移動模架法原位現澆施工為背景，對簡支梁移動模架拼裝與荷載試驗進行分析研究。

1 工程概況

巴河特大橋位于湖北省黃岡市黃州區及浠水縣境內，全橋長度為2961.52m，主跨（44.5+108+2×200+108+44.5）m采用預應力混凝土矮塔斜拉橋跨越巴河河道，跨徑24m、32m箱梁設計為單箱單室斜腹板預應力混凝土等截面簡支箱梁，梁端頂板、底板、腹板局部向內側加厚，均按直線線性變化，梁面寬12.6m，梁底寬5.5m，軌下箱梁截面高度為3.035m。邊支座中心線至梁端0.75m，橫橋向支座中心距為4.5m。簡支箱梁采用DSZ32/900上承自行式移動模架原位現澆施工，柱施工完成達到設計強度后，橋梁墩在巴河特大橋2#、3#、4#墩地面上將移動模架的6節承重縱梁和6節導梁分別拼裝好，在4#-5#墩之間搭設臨時支架，在4#、3#、2#墩墩頂安裝移動模架縱梁的后支腿、中支腿、前支腿。用吊車將承重縱梁用2臺250T吊車吊裝到墩頂支腿上，臨時固定，安裝橫向連接系，再拼裝導梁，安裝挑梁、吊掛、外模板，進行荷載試驗。

2 移動模架構成與拼裝

2.1 移動模架構成

巴河特大橋簡支梁采用DSZ32/900上行式移動模架施工，系針對鐵路客運專線雙線整孔橋梁施工而設計，為上行式結構，可以自行倒裝主支腿，見圖1 所示。DSZ32/900上行式移動模架構成主要包括后行走機構及后支腿、固定中支腿及前支腿、主箱梁及其橫聯、挑梁、吊掛及底模桁架、底模和側翼以及電氣液壓系統及輔助設施等，采用雙主梁結構，橫向穩定性更好，抗風能力強。

圖1 DSZ32/900上行式移動模架

2.2 移動模架的拼裝

（1）后行走機構及后支腿的安裝。在安裝前首先進行放線測量，在橋墩上面明確后行走及后支腿安裝位置[2]。然后用吊機將后行走及后支腿吊至安裝位，準確調整其安裝位后再撤去吊機。

（2）固定中支腿及前支腿的安裝（見圖2所示）。先在地面將前支腿進行拼裝，然后通過吊機將其吊至3#墩安裝，并將其與橋墩面牢牢錨固在一起。然后在地面上將頂升油缸和固定中支腿拼裝好后，分別吊裝兩側固定中支腿，吊裝結束后采用[10槽鋼將其固定，然后再通過橫聯及斜撐進一步對其加固[3]。

圖2 固定中支腿及前支腿安裝示意圖

（3）主箱梁及其橫聯的安裝。首先在地面對主梁進行拼裝，拼裝完成后通過兩臺250T吊機抬吊單邊主箱梁，接著使用兩臺250T吊機抬吊另一個單邊主箱梁，再安裝橫聯。

（4）挑梁的安裝。挑梁采用汽車吊單個吊裝安裝，每個挑梁為雙片三角形穩定結構，共計16個，挑梁吊裝到位后，施工人員使用螺栓和主梁連接[4]。

（5）吊掛及底模桁架的安裝。首先在地面進行拼裝，包括吊掛、開模裝置以及底模桁架和撐桿等，共計16組，然后將組裝好的這些組件吊裝到位，通過銷軸以及吊掛等進行固定。

（6）底模和側翼的安裝。施工人員使用開模油缸或吊機對底模桁架合攏，然后吊裝各底模就位，底模共計16塊，由中間向兩端分別吊裝就位安裝，接著吊裝各側模就位。側模共計18塊，由中間向兩端分別吊裝就位安裝[5]，最后把全部18塊翼板吊裝就位，安裝順序與側模相同。

（7）移動模架全部液壓電氣等部件安裝。

3 移動模架空載試驗與加載試驗

3.1 移動模架空載試驗

（1）對底模以及側模的各段各塊進行微調，觀察是否可以調動以及底模、側模預拱度設置是否科學合理。然后對兩根箱梁軌底高差進行測量，通過兩主梁豎直油缸對模床進行頂升120mm，保持15min，對垂直油缸的保壓以及鎖定性能進行觀察分析。

（2）模架向前移動過孔，對移動速度進行觀測，確保兩主梁向前移動速度基本一致，待回位之后對各梁的縱向位置進行微調，然后頂升模床到澆筑位置。

（3）在上述操作過程中對電、液、機部分進行同步檢查，確保各部門的工作均無問題。

（4）對模架進行檢查，確保所有構件無損壞、無松動。

3.2 移動模架加載試驗

（1）移動模架預壓試驗方案：主要是為驗證DSZ32/900上承自行式移動模架的設計與制造質量，以及掌握移動模架澆筑工況的實際撓度和剛度，在移動模架正式投入施工前需要開展現場靜載試驗，確保其在施工中使用安全。

（2）試驗程序與步驟流程：試驗準備（技術交底、施工組織等）→移動模架安裝就位→移動模架全面檢查→布設觀測點標記→進行分級加載→觀測讀數、記錄→終值靜置→觀測、全面檢查→卸載→觀測結果整理、分析→移動模架投入使用。

（3）測點布設：先是沿縱向方向在兩側主梁上等間隔布設五個測點，位置分別為0L、1/4L、1/2L、3/4L、L，然后在沿縱向方向在兩側模板上等間隔布設五個測點，位置分別為0L、1/4L、1/2L、3/4L、L，測點位置可以選在翼模與腹模交匯處，橫向位置可選在與混凝土箱梁腹板對應處，共設置20個測點。為了保障測量精度，在數據讀取時需要采用同一測量儀器，并且由同一個人進行讀數，讀數誤差要求控制在±1mm之內。要求每次觀測均對測點的標高進行記錄，以備后續復核。

（4）預壓試驗前的準備工作。

①預壓重量的確定：壓重物需要模擬混凝土箱梁的重量分布，整孔梁長32.6m，梁體混凝土316.1m3，計821.86t，其中墩頂各1.3m長混凝土箱梁重量支撐在墩頂上；因此實際由模架支撐的混凝土梁長為30m，施工荷載為2.5kN/m2，30×12.6×2.5=945kN/m2，計94.5t。按照梁體各斷面面積（含內模29.2t）計算出30m長分布荷載（見圖3所示），按照荷載分布圖對模架進行預壓試驗，100%荷載總重821.86+94.5+29.2=945.56t；依據《高速鐵路橋涵工程施工技術規程》（Q∕CR 9603-2015）第12.3.8條，應為1.2倍，荷載總重為1134.67t。

圖3 1倍荷載分布

②預壓材料及輔助設備的準備：根據預壓要求，結合現場實際情況選擇好合適的預壓材料。可全部用砂袋進行預壓，也可用砂袋結合鋼筋進行預壓，還可選用鋼筋和砂袋及水進行預壓。根據用戶要求，在此以純砂袋為預壓材料對整個預壓過程進行模擬。主要準備材料為砂袋，908袋，共1134.67t（干細砂計算密度取1.5t/m3；砂袋尺寸1m×1m×1m，有效容積按0.85m3，則1.25t/袋），還有輔助材料及設備，塑料布15m×35m。

（5）預壓試驗：嚴格按照操作規范采用分級加載模式進行試驗[6]。

①加載到60%，在底模兩端頭3m范圍內堆2×40袋砂袋，重量大約為2×50t。由于已經在底模兩端頭3m預壓100t，然后在中間24m 范圍內底模和翼模上均勻預壓467.5t 砂袋，此時達到載荷的60%（即567.5t），見圖4 所示，進行讀數記錄。

圖4 加載到60%中部24m預壓示意圖

②加載到100%，在30m長度上，腹板附近均勻加砂袋，使壓重達到100%（即945.56t）。

③最后加載到120%，繼續在30m長度上，腹板附近均勻加砂袋，使壓重達到120%（即1134.67t）。

（6）讀取數據及數據處理：基于空載測量數據以及原始數據，計算模架的變形量，然后基于預壓前、預壓期、穩定期以及卸載后測量得到的標高計算支架總下沉量，最終通過計算得到彈性以及非彈性變形量。

（7）預壓試驗注意事項。

①在進行預壓之前需要對中、后各主支腿與主梁的連接螺栓進行檢查；

②預壓物應盡量匹配混凝土梁體荷載分布；

③在進行預壓試驗時應該采用分級分層加載方式，避免預壓物在局部位置產生大量堆積；

④如果預壓物從主梁、連接系以及挑梁的空擋進入，需要安排指揮人員在主梁上進行全面協調，確保各項工作有序平穩運行，同時在加載過程中需要對3T電動葫蘆的電纜及鋼絲繩進行保護，避免造成損傷；

⑤加載過程中需要做好安全防護，模板內禁止人員走動，在設備上設安全員一名，加強安全監督。

（8）預壓后模板的調整。

通常來說模板在安裝時已經基于施工設計要求，按照預拱曲線裝好，不需要再次進行調整。如果預壓后發生輕微變化，需要再次進行調整，并注意如下方面：

①按照先調底模，再調腹模，最后調翼模的原則進行調整；

②在調整底模拱度時，按照由中間向兩端的方向進行調整，通過千斤頂和底模撐桿將其調整至相應高度；

③通過調整中間的模板撐桿長度來調整腹膜，在調整過程中確保腹模上口寬度以及平順性滿足要求；

④調整端部模板撐桿長度來調整翼模拱度，讓翼模拱度與底模拱度盡量保持一致，在調整過程中如果費力，可以松開部分連接螺栓，調整結束后再擰緊連接螺栓。

4 結束語

本文以黃黃鐵路HHZQ-1 標巴河特大橋簡支梁移動模架法原位現澆施工工程為例，對移動模架拼裝工藝技術進行分析。在進行移動模架安裝施工階段，需要對所有構件進行全面檢查，確保安裝準確可靠；在安裝結束之后需要開展加載試驗，并且在加載階段做好移動模架的變形監測。加載試驗證明，該工程移動模架安全可靠、穩定性強，能夠在巴河特大橋建設過程中發揮良好的作用。