移動模架簡支箱梁施工技術(shù)總結(jié)

于龍生

（中鐵三局橋隧公司，河北 邯鄲 056003）

1 工程概況

中鐵三局在武廣客運(yùn)專線移動造橋法施工箱梁的橋梁有：何家村大橋（5 m～32 m）、金子嶺大橋（8 m～32m）、伍家大橋（14 m～32 m）、松樹坳特大橋（9 m～32 m）和榨木沖大橋（4 m～32 m）共計40孔32 m簡支箱梁，此以5家大橋?yàn)槔M(jìn)行總結(jié)，伍家大橋位于湖南省衡陽市耒陽市公平鎮(zhèn)，橋梁中心里程DK1805+681.02，本橋共計15個墩臺，14孔32 m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，最高墩身16 m，混凝土箱梁高3.05 m，橋面寬13.4 m，該橋位處半徑11 000 m曲線上，設(shè)計坡度6.87‰，線間距為5 m。

2 設(shè)備選型及特點(diǎn)

伍家大橋墩身較高，位于淺覆蓋型溶巖區(qū)，溶巖較發(fā)育，梁體若采用支架法施工基礎(chǔ)施工困難，支架較高容易失穩(wěn)，擬采用了DXZ32 m/900型下行自行式移動模架模筑施工，且移動模架具有以下特點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)簡單，利用橋墩安裝支撐托架，具有良好的穩(wěn)定性。主支腿直接支撐在承臺上，受力體系明確，采用精扎高強(qiáng)螺紋鋼鋼筋對拉連接，安裝和施工都非常方便。

（2）移動模架就位調(diào)整、橫向開合、縱移過孔均采用液壓控制，動作平穩(wěn)安全可靠，整體過孔，無需多次拼裝模板及預(yù)壓，施工周期短且所需人員少，極大降低了勞動強(qiáng)度，同時提高了施工效率。

（3）各主支腿能夠自行過孔就位安裝，不僅施工方便，也降低了成本提高了施工效率。

（4）結(jié)構(gòu)受力明確，上部作業(yè)空間大，理論計算結(jié)果與實(shí)際發(fā)生情況極為吻合，結(jié)構(gòu)安全可靠，而且有利于箱梁的施工控制，保證良好的線形。

（5）移動模架制梁時跨中無需支撐，以便于跨越公路、鐵路、溝河施工時不影響正常交通。

3 移動模架簡介

DXZ32 m/900型下行自行式移動模架主要由主框架、外模系統(tǒng)、內(nèi)模系統(tǒng)、主支腿及立柱、前輔助支腿、中輔助支腿、后輔助支腿、電氣液壓系統(tǒng)及輔助設(shè)施等部分組成。整臺設(shè)備全長68.25 m，總重約520 t，設(shè)計撓度小于L/700，能適應(yīng)最小曲線半徑1 500 m，最大縱坡3%，最低墩高3.5 m。施工方法為逐跨整孔原位現(xiàn)澆，適用跨度小于32.7 m，梁體重量小于900 t的混凝土箱梁。經(jīng)在武廣客運(yùn)專線實(shí)際使用取得了良好的經(jīng)濟(jì)及社會效益，最快10天一個施工循環(huán)，加快施工進(jìn)度，保證了工程質(zhì)量，節(jié)約了工程成本。

4 工藝原理

箱梁混凝土荷載通過可調(diào)支撐系及支撐橫梁傳遞到主梁，主梁安放于墩旁支撐托架上，并通過支撐托架將荷載傳遞到承臺。一跨混凝土澆注完成預(yù)應(yīng)力張拉后將支撐托架自行過孔至下一跨安裝，移動模架由橋軸線分離橫移，避開墩身前行至下一跨施工位置合攏，同時完成上一跨箱梁孔道壓漿，完成一個循環(huán)周期。移動模架的高度調(diào)整、橫移及縱移均依靠液壓系統(tǒng)控制，操作迅速方便。

移動模架標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)步驟：

步驟1：移動模架拼裝就位，施工標(biāo)準(zhǔn)跨混凝土梁，此時移動模架支承在前、后主支腿上；綁扎底板、腹板鋼筋、立內(nèi)模、綁扎頂板鋼筋、澆注混凝土。混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，解除內(nèi)模撐桿，張拉完畢。

步驟2：橋面鋪設(shè)后輔助支腿的走行鋼軌；點(diǎn)動前主支腿、后主支腿的承重油缸，解除機(jī)械鎖緊螺母，前主支腿、后主支腿的承重油缸少量回收，依靠設(shè)備自重脫模；后輔助支腿在橋面支撐，中輔助支腿、前輔助支腿在墩頂支撐；前主支腿、后主支腿承重油缸完全回收；解除前主支腿、后主支腿的對拉高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋；吊掛油缸回收，將主支腿提高，安裝吊掛機(jī)構(gòu)；解除吊掛油缸的連接，主支腿吊掛在走道上。

步驟3：利用縱移油缸頂推前主支腿、后主支腿前進(jìn)至下一橋墩就位；安裝吊掛油缸，吊掛油缸回收，吊掛機(jī)構(gòu)平移開；吊掛油缸伸出，主支腿支承在承臺上；張拉主支腿的對拉高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋。

步驟4：解除中輔助支腿、前輔助支腿支撐；后輔助支腿、后主支腿、前主支腿的油缸回收使移動模架主梁底部的軌道落放在支撐滑道上。

步驟5：解除底模桁架、底模、前、中輔助支腿中部的連接螺栓；后輔助支腿、后主支腿、前主支腿的橫移油缸循環(huán)伸縮使兩側(cè)移動，模架向外橫移開啟至底模讓開橋墩。

步驟6：同時啟動后主支腿上的縱移油缸，循環(huán)伸縮使模架前移一跨。

步驟7：模架橫移合攏就位,底模桁架、底模、前輔助支腿連接；主支腿承重油缸頂升就位并機(jī)械鎖定；模板調(diào)整；綁扎底腹板鋼筋;內(nèi)模就位;綁扎頂板鋼筋；混凝土澆注。

5 施工要點(diǎn)

5.1 預(yù)壓試驗(yàn)

移動模架預(yù)壓的目的是消除移動模架拼裝的非彈性變形，測算出施工荷載時的彈性變形，根據(jù)箱梁張拉后的上拱度再計算出移動模架底模的預(yù)拱度，同時檢驗(yàn)各部位聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

5.2 線形控制

（1）預(yù)拱度設(shè)置原則。根據(jù)預(yù)壓移動模架承重主梁實(shí)測跨中彈性變形值與梁體設(shè)計反拱值之差，為預(yù)拱度的最高值，應(yīng)設(shè)置在預(yù)應(yīng)力箱梁的跨中，其他各點(diǎn)的預(yù)拱度設(shè)值以跨中為最高，以支座中點(diǎn)為零按二次拋物線過渡。

（2）預(yù)拱度考慮的因素：①由于支撐托架變形引起的移動模架承重主梁的下沉值；②移動模架承重主梁彈性變形值；③梁體設(shè)計反拱值。

（3）預(yù)拱度的計算。模架的變形應(yīng)按照彈性變形及非彈性變形來進(jìn)行分析，根據(jù)堆載預(yù)壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出主梁各測點(diǎn)的彈性變形量及非彈性變形量，根據(jù)移動模架主梁的彈性變形值及箱梁設(shè)計圖紙要求的箱梁反拱值，計算出模架底模需要設(shè)置的預(yù)拱度。同時還需考慮支撐托架在加載后變形而引起的主梁支點(diǎn)的沉降量。

（4）預(yù)拱度曲線方程。預(yù)應(yīng)力箱梁預(yù)拱度沿跨度方向變化的曲線，按二次拋物線處理，取一端制作中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，跨度為L，預(yù)應(yīng)力箱梁跨中矢高為f拱，則拋物線曲線方程為

（5）反拱和預(yù)留壓縮量的設(shè)置應(yīng)符合設(shè)計要求和施工工藝要求。

5.3 混凝土澆注及養(yǎng)生

5.3.1 混凝土澆注

箱梁混凝土方量較大，要有科學(xué)的布料方法才能保證混凝土強(qiáng)度及結(jié)合面的質(zhì)量。需考慮混凝土初凝、終凝時間，混凝土拌和樓拌和能力，混凝土振搗時間以及人員情況，合理配置施工機(jī)具和人員。箱梁灌注時先灌注梁腹板倒角、底板，然后腹板，最后灌注頂板，其原則為“先倒角、底板、再腹板、最后頂板、由兩端向中間進(jìn)行”（見圖1的混凝土灌注順序橫斷面示意圖）。兩側(cè)腹板的混凝土高度應(yīng)保持一致，混凝土的灌注采用連續(xù)灌注一次成型，水平分層其分層厚度不得大于30 cm，先后兩層混凝土的間隔不得超過混凝土的初凝時間。

圖1 箱梁灌注順序橫斷面示意圖

其混凝土灌注順序：①梁體倒角混凝土灌注：通過布料機(jī)從腹板空隙灌注倒角混凝土，用插入式振搗器進(jìn)行振搗。②底板灌注：在內(nèi)模頂板每隔2 m開一個30×30 cm小孔，從頂部將混凝土送下，直至將整個底板全部灌注完成，用插入式振搗棒振搗密，底板灌注完成后封閉天窗。③腹板灌注：腹板混凝土采用水平分層灌注，分層厚度為30 cm，并利用插入式振搗棒和附著式振搗器充分振搗。④頂板灌注：腹板灌注完成后，灌注頂板混凝土。頂板混凝土灌注時由梁體兩端向中間進(jìn)行。梁體混凝土灌注完畢后，對頂板、底板混凝土表面進(jìn)行二次趕壓抹光，保證防水層基面平整及橋面流水坡度。⑤收漿、抹面及標(biāo)高控制在箱梁頂板及翼板的澆注過程中，為確保箱梁頂面的平整度符合規(guī)范要求，可在箱梁頂面縱向每隔5 m布置一個高程點(diǎn)，全斷面共5排，并在標(biāo)高點(diǎn)上焊接水平鋼筋，利用鋁合金水平尺和木抹將混凝土面收平。

5.3.2 混凝土測溫控制及養(yǎng)生

混凝土灌注時埋設(shè)測溫片作為溫度控制依據(jù)。測溫片布置共28個：①在梁跨1/2，1/4，3/4截面及梁端的箱梁支座中心線位置共10點(diǎn)；②梁體兩端波紋管內(nèi)3 m的位置，每端2點(diǎn)，共4點(diǎn)；③腹板通風(fēng)孔處外側(cè)，梁體兩側(cè)1/4，1/2處各1點(diǎn)，共4點(diǎn)；④腹板通風(fēng)孔內(nèi)側(cè)，梁體兩側(cè)1/4，1/2處，各1點(diǎn)，共4點(diǎn)；⑤梁體腹板中部內(nèi)預(yù)埋，兩側(cè)1/4，1/2，3/4處各2點(diǎn)，共6點(diǎn)。混凝土溫度采用混凝土智能測溫儀測量“測溫點(diǎn)布置圖見圖2。

圖2 測溫點(diǎn)布置圖

箱梁測溫點(diǎn)布置：①#點(diǎn)——表面溫度；②#點(diǎn)——孔道內(nèi)溫度；③④#點(diǎn)——腹板內(nèi)外側(cè)溫度；⑤#點(diǎn)——芯部溫度。

測溫方案：安排測溫專職人員，混凝土達(dá)到最高溫度前3 d～5 d，每天每隔6 h測試1次，每日4次。達(dá)到最大溫度后，可減少為每日2次。

混凝土的養(yǎng)生直接關(guān)系到混凝土質(zhì)量和強(qiáng)度增長的速度。在頂板混凝土澆注完成后，立即在其表面進(jìn)行覆蓋，并由專人灑水養(yǎng)生，保持24 h箱梁混凝土濕潤，不能形成干濕循環(huán)，造成收縮裂紋。在冬季施工時除保證混凝土入模溫度外，養(yǎng)生也需采取特殊措施：可用彩條布設(shè)置棚罩，使外側(cè)模與翼緣底模下形成相對封閉的空間，在棚罩內(nèi)以火爐加溫，保證澆完混凝土后72 h內(nèi)可以進(jìn)行張拉作業(yè)。

5.4 移動模架過孔

（1）移動模架橫向開啟及合攏過程左右兩側(cè)模架要基本保持同步，同側(cè)移動模架前后端必須保持同步，不得使主梁彎曲，前后最大不同步偏差不得大于10 cm。

（2）移動模架縱移過程左右兩側(cè)移動模架要同步前行，不同步偏差不得大于20 cm。

（3）過孔過程中要主要觀察接頭通過支撐托架位置，防止因錯臺而出現(xiàn)的卡滯現(xiàn)象。

（4）過孔快結(jié)束時，最后1 m一定要按點(diǎn)動按鈕前進(jìn)，并且在主梁后側(cè)設(shè)置安全限位裝置，堅(jiān)決防止縱移越位。

6 質(zhì)量控制

（1）選定梁體混凝土配合比時，除混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度外，其彈性模量及最大水泥用量必須滿足現(xiàn)行客運(yùn)專線規(guī)范及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）鋼筋、水泥、地材、鋼絞線、錨具等原材料的檢驗(yàn)與試驗(yàn)均按現(xiàn)行規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（3）千斤頂?shù)臉?biāo)定應(yīng)委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行，標(biāo)定的頻率按現(xiàn)行規(guī)范及設(shè)計圖紙有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（4）梁體預(yù)應(yīng)力工程如預(yù)應(yīng)力材料的保護(hù)、預(yù)應(yīng)力材料的下料、預(yù)應(yīng)力管道定位、預(yù)應(yīng)力筋張拉、預(yù)應(yīng)力孔道壓漿等質(zhì)量檢查和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》中預(yù)應(yīng)力混凝土工程有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（5）梁體鋼筋工程如鋼筋加工、鋼筋連接、鋼筋網(wǎng)綁扎等質(zhì)量檢查和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》中鋼筋工程有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

（6）梁體線形及斷面尺寸標(biāo)準(zhǔn)按《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》預(yù)應(yīng)力混凝土梁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。其控制方法是：在翼緣端頭模板立模時每2 m設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，按此標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)立模，確保梁體線形，同時在混凝土澆注前，梁面縱向設(shè)置5排標(biāo)高點(diǎn)，混凝土澆注時以此鋼筋頂面標(biāo)高為標(biāo)準(zhǔn)收漿抹平，確保梁體表面平整度及標(biāo)高符合要求。