上行式移動模架施工技術研究

馮揚芃

（中鐵二十五局集團第一工程有限公司，廣東 廣州 510080）

為保證新建廣湛高速鐵路順利完工，采用上行式移動模架施工，該模架是一種常用于高墩橋梁施工中的臨時支撐結構。它的主要作用是為施工過程提供穩定的支撐和安全的工作平臺，同時具有快速安裝、靈活調整和易于拆除的特點。

1 工程概況

高中立交特大橋起訖里程為DK26+586.18～DK31+687.26，全長5101.08m，全橋孔跨布置為24m 簡支梁7 孔、32m 簡支梁29 孔。所有的墩身都是雙線圓端形的實體橋墩，其高度在3m～20m 之間。線路上跨一、二級市政交通道路和居民區地段較多，為保證不受施工工期和施工場地限制，選擇了兩套HJZQ1100 上行式箱梁移動模架進行現澆施工。

2 移動模架發展及特點

在施工過程中，移動模架能夠有效地提高施工效率，減少人力物力成本，提高工程質量。本節將圍繞移動模架的發展和特點展開討論，以便更好地了解其作用和應用范圍。

一方面，移動模架經歷了不斷的發展和完善。隨著科學技術的進步，新材料的應用以及施工工藝的不斷更新，使移動模架在結構、功能和控制等方面都得到了大幅度的提升。早期的移動模架主要由鋼結構組成，但隨著施工的進一步發展，新材料的應用使得現代的移動模架更加輕便、靈活，提高了施工的效率和質量[1]。

另一方面，移動模架具有一些獨特的特點。首先是可移動性，即移動模架可以根據實際需求進行移動和布置，適應不同的施工需求。其次是可調節性，移動模架可以根據具體要求進行高度和角度的調整，以適應不同的梁體要求。此外，移動模架還具有高的運行速度和穩定性，能夠滿足快速施工的需求，同時保證施工質量和施工安全。

在國內外研究和發展方面，移動模架已經得到了廣泛的應用和研究。在國內，移動模架已經應用于許多大型橋梁、隧道和高速鐵路等工程項目中，取得了顯著的成果。同時，國外也在不斷地開展移動模架相關的研究和應用，在模架的設計和施工技術方面提供了寶貴的經驗和參考。

總體而言，本文將對上行式移動模架施工技術進行深入研究，提出改進方案和質量控制標準，以進一步提高移動模架施工的效率和質量，希望能為其他相關工程的施工提供理論和實踐支持。

3 移動模架的主要組成、工作原理

3.1 移動模架的主要組成部分

HJZQ1100 上行式移動模架是專門為鐵路客運專線雙線整孔橋梁施工而設計的，其特性在于上行式的設計，同時也具備了獨立安置主支撐的功能。移動模架的構造包括主體結構、行走機構、支撐腿、主支腿、前支腿、起重機、懸掛肋、底模系統、頂模系統、橫移機構、橫移肋的橫向鎖定機構、可移除的內模系統、電力液壓系統，還有其他配套設施[2]。

3.2 上行式移動模架工作原理

移動模架工作原理主要包括整體結構設計、傳動機構和控制系統三個方面。首先，整體結構設計是移動模架能夠承載和移動箱梁的基礎。它由主框架、底模系統、端模系統和中主支腿、前支腿等固定部件組成。其中，主框架、底模系統是移動模架的主承載結構，通過承載箱梁和傳遞施工荷載來保證施工穩定性。后支撐腿、中主支腿和前支腿主要起到支撐和定位的作用，確保移動模架的穩定性和精度。

傳動機構使移動模架能夠實現施工過程中的移動和定位，主要包括電動機、齒輪傳動、輪邊帶和定位裝置等。電動機通過傳遞動力，帶動齒輪傳動系統工作，從而實現移動模架的移動。輪邊帶通過與軌道相配合，將動力傳遞給輪胎，實現模架的移動。定位裝置則保證了模架在定位過程中的穩固性和精確度[3]。

控制系統是移動模架工作原理中不可或缺的一部分，它起到整體協調和控制的作用。控制系統由主控制單元、傳感器和執行機構組成。主控制單元負責接收傳感器的反饋信號，通過執行機構實現對移動模架的控制。通過對不同的信號進行處理和分析，控制系統可以實現移動模架的移動和定位。同時，控制系統還可以對施工過程中的各個參數進行實時監測和數據采集，以便對施工質量進行評估和調整。

4 移動模架施工工藝

4.1 施工準備

在施工準備階段，需要設備和材料的準備工作和施工人員的培訓和組織工作。根據移動模架的組成部分和工作原理，確定所需的施工設備和材料清單。在準備過程中，需要對設備和材料進行檢查和測試，確保其完好無損且能夠滿足施工要求。施工人員需要具備相關的專業知識和技能，熟悉移動模架的組裝和施工流程，以及相關的質量控制要求。在施工前，需要進行培訓并組織人員的合理分工，合理調配人力資源，確保施工進度和質量。

在施工準備的最后，還需要編制詳細的施工方案和安全措施。施工方案中包括施工的時間節點、工藝流程和施工順序等，以指導施工作業的進行。安全措施包括施工現場的防護設施的設置、工器具和設備的安全使用規定，以及人員的安全教育和事故應急預案等，保障施工作業的安全。

4.2 移動模架安裝

場地準備→后支腿拼裝就位→主梁、平聯及中支腿、前支腿組裝→主梁吊架→挑梁、外肋拼裝→導梁拼裝→起升小車安裝、前支腿固結→外模系統及電氣設施安裝調試[4]。

在施工場地內完成前、后支腿拼裝，并利用100噸吊車吊裝前、后支腿準確就位，再將枕木或水泥預制塊鋪設至地面上形成支墩、支墩高度不小于90cm，用100 噸汽車吊自一端開始依次將各節段主梁分節拼裝成整體。在拼裝過程中，必須嚴格測量各節段主梁的標高，使其一致，再按序號將平聯系拼裝至主梁。

主桁架拼裝完成后對節點板進行最終旋緊檢查螺栓預緊力達到設計要求，墩臺測量復核后支腿及行走系統校核標高及位置。采用2 臺500 噸吊機在相應吊裝位將主桁架吊裝至墩頂支腿就位，栓接。在拼裝場地將左右側主梁采用平聯拼裝，安裝中支腿、前支腿后整體進行吊裝，吊裝完成后立即用15 噸葫蘆，在兩邊端頭拉緊固定。

首先對稱將挑梁拼裝至主梁相應位置進行栓接，然后對稱將外肋拼裝至挑梁位置栓結，拼裝過程用平板車配合轉運。

導梁拼裝于主梁小里程方向，分節段進行拼裝，先拼裝1 節段組(長10.08m，單節重6.35 噸)，再拼裝2 節段組(長10m，單節重3.9 噸)，最后拼裝3 節段組(長11.42m，單節重3.77 噸)。吊裝前導梁提前在接頭端拼裝好連接板，便于導梁在空中分段拼裝。拼裝完畢導梁后立即拼裝聯系梁，使之穩定。

采用汽車吊將起升小車安放至導梁位置，通上電源，將前支腿約束與墩頂解除，用起升小車吊裝前支腿與墩身、墊石固結。最后對稱拼裝外模系統及其配套電器設施。

4.3 移動模架預壓

預壓移動模架的目標是減少其非彈性變形對梁體的影響，計算模架在施工負荷下的彈性變形量，作為設定模板拱度的主要參考。同時，檢查各部分結構的強度、剛度和受力穩定性，以確認模架的承載能力是否達到設計標準，保障施工的安全性。

預壓移動模架是為了模擬箱梁的荷載分布情況，本移動模架使用預制混凝土塊作為預壓荷載。在使用的上行式移動模架是全新的，預壓的壓力是施工總荷載的1.2 倍[5]。

4.3.1 試驗目的

1.為了確保移動模架的設計和制造品質，需要在現場進行空載和堆載測試，以保證設備在未來的使用中能夠正常運作并完全使用。

2.為了更好地掌握現澆箱梁的施工設流程，并且能夠預期到施工結束后移動模架的彎曲性能與剛性，已經在施工開始之前，對起始跨與不同跨度的堆積負荷進行了模擬實驗。

3.通過模擬移動模架在箱梁施工過程中的負載狀況，來分析并確認移動模架主梁框架及其附屬結構的彈性變形，同時也能夠消除其非彈性變形。

4.通過其規律，在移動模架的施工過程中，預先設定模板的拱度值和混凝土分層澆筑的順序。

4.3.2 試驗方法概述

實驗步驟：通過模擬該孔箱梁的實際澆筑流程，執行真實負荷，來確定和估算其承載能力。這種測試方法與起重設備有所區別：由于它的負荷是按照一定的順序逐漸提升的，而且每次提升的觀測時長也各不相同。預壓應按照最大施工荷載的60%、100%、120%（首次預壓）進行分級加載，每一級的加載持荷時間應不低于2 小時、2 小時、8 小時。

設計負荷：32.6m 簡支箱梁(配備全封閉的聲屏障)的混凝土方量為378.4m3，鋼筋的重量為82.692 噸，鋼絞線的重量為12.965 噸，C50 鋼筋混凝土的配比規定的質量是2.55 噸/m3，而其內部模具的質量則是36噸。在確定負載的強度和排列方式時，對箱梁內部模具的組合、混凝土的建造過程以及如建造人員的體重，以及各種建造器材的擺放等各種要素進行了深入的思考。另外的重量是根據5 噸進行的。

制定參考點：對比真實的空間模型床的精確坐標，然后將這個坐標視為下滑的初始階段。

移動模架承受總重量：G 總=G 梁重+G 內模+G 附屬重量=378.4m3×2.55 噸/m3+36 噸+5 噸≈1005.92 噸。

在全面評估了這些因素后，確定預壓荷載系數為120%，并設定其基準載荷為1207.104 噸。通過預制混凝土塊來模擬混凝土箱梁的重量分布，按照603.552 噸(60%)、1005.92 噸(100%)、1207.104 噸(120%)的標準進行模架的分級負載試驗，并對每個測點的標高值進行測量。通過觀察預壓前、預壓期、穩定期和卸載后的標高數據，計算出模架的總下沉值(從預壓前到穩定期)，同時也計算出彈性變形量(從卸載后到穩定期)和非彈性變形量(從預壓前到卸載后)。

4.3.3 試驗目的

載荷過程可以被劃分為三個等級：0-60%-100%-120%。卸載反之。在每次加載過程中，都需要對所有標記點的數據進行測量。如果發現某一部分的變形過大，就應該停止加載，只有在對系統進行強化處理后，才能繼續進行加載。在箱梁施工的全部負荷達到時，需要對移動模架的受力情況進行監測。每隔2h～4h 小時進行一次測量，24h 后再次進行觀察。如果兩次觀測的數據點的平均值低于2mm，那么就可以斷定模架已經處于穩定狀態，此刻應該停止觀測并做好卸載的準備。每一級的卸載工作完成后，都需要進行詳細的觀察和記錄，然后再將其轉移到下一級負載。一旦發現任何異常情況，應立即停止操作，通過分析原因并找出問題，然后再繼續進行工作。

5 關鍵技術點

5.1 移動模架安裝

1.模架首次安裝完畢部分結構連接部位會存在縫隙，因此在預壓完畢后必須整個檢查，并將螺栓再次緊固。

2.當主梁及各支腿安裝完畢后，要測量各支腿所對應的主梁標高，計算出現澆梁梁底標高，確定梁底標高與設計標高之差，再與各支腿未行程完的油缸行程對比，保證各支腿油缸剩余行程滿足梁底設計高程，并確保設計誤差在范圍之內。

3.在移動模架安裝的過程中注意當地的天氣預報情況，特別是主體框架沒有完全形成之前，如果出現惡劣天氣，需采用特殊措施確保模架的安全。

5.2 移動模架預壓及預拱度

1.在進行移動模架的施工之前，每個孔箱梁都必須預先設定好拱度。為確保施工的安全性，需要對移動模架進行預壓試驗以評估其承載力和撓度。在選擇移動模架時，需要考慮到箱梁的自重、漲模系數(通常是1.2 倍)以及施工負荷等因素。

2.外肋橫梁、主梁、橫梁或底模板被分別安置為移動模架的觀測點，而翼緣板則增設了沉降觀測點，其位置與橫梁保持一致，并且進行了編號。

3.預設拱度：根據每次沉降的記錄繪制沉降曲線，并以沉降值為基礎進行計算，以確定適宜的施工預設拱度。根據梁的彎曲程度和支撐的形變，得出的預拱度總和，即為預拱度的最大值。預拱度的最大值應在其他點，而梁的兩端點應被認定為零點，并且應采用二次拋物線的方式進行分配設置。

6 結語

隨著中國鐵路項目的快速施工和發展，橋梁結構越來越多地應用于大型河流等中，尤其是在施工高速鐵路過程中，橋梁的作用越發明顯。因此，移動模架作為一種自帶模板，以其較強的適用性，應用廣泛。綜合考慮現場施工情況及環境進行設計，能更好地滿足實際需求，對技術質量安全、成本、工期、效率等進行很好的控制，能實現項目綜合效益的顯著提升。