ZQJ32型移動模架造橋機施工技術

黎亮亮

（中鐵十一局集團第五工程有限公司，重慶市 400037）

0 引言

中小跨度簡支箱梁在客運專線橋梁中占有90%比重,其架設方法直接影響客運專線的建設質量、進度和造價。對目前我國鐵路客運專線中小跨度橋梁4種主要架設方法 (整孔預制架設法、移動模架法、移動支架節(jié)段拼裝法、支架現澆法)從設備投入、施工占用土地、施工速度、施工作業(yè)條件等方面進行分析比較，移動模架施工方法較為適合我國鐵路客運專線中小跨度簡支箱梁施工架設。

所謂移動模架（簡稱MSS工法）是一種安裝簡易、操作高效、重量輕的整孔現澆橋梁施工設備,既是施工梁段的承重結構,又是施工梁段的作業(yè)現場。隨著施工進程不斷移動連續(xù)澆筑施工,能一次性現澆完成一孔橋跨從立模、澆筑混凝土到預應力張拉全套工藝,并能逐孔向前移動,效率高、速度快。

1 工程概況

白川2#大橋位于績溪縣板橋頭鄉(xiāng)廟山村，橋址主要位于低山丘陵及丘間谷地，丘坡地形較為起伏。大橋全長208.690 m，上部結構為6×32m簡支箱梁。32 m的簡支箱梁長為32.6 m，計算跨度為31.1 m，橫橋向支座中心距4.5 m。橋墩高度11.5～15.5 m不等。其基礎為鉆孔灌注樁基礎，全橋共有61根。梁體混凝土采用強度等級為C50的混凝土。

橋址處主要為農田，基礎處理難度較大，且后期恢復的可能性較小，對環(huán)境的破壞較大，且現澆工序比較復雜，現場不具備支架現澆施工條件。由于地理位置的特殊性，無法采用預制架設。移動模架施工安全、環(huán)保，工序施作相對支架法而言較為簡單。通過比較，采用ZQJ32型移動模架造橋機設備進行施工。

2 模架安裝與調試

2.1 主要構件組成

施工時無需在橋下設置模板支架，采用兩個支撐在牛腿上的鋼結構主梁支承模板系統，兩主梁通過牛腿支架支撐在橋墩柱承臺上。根據工程情況，其設計方案采用牛腿拆裝式移動模架系統，共設置三對牛腿托梁，施工時只用其中兩對牛腿，另一對牛腿在造橋機縱移前預先安裝在下一孔橋墩承臺上，以縮短施工周期。移動模架系統主要由牛腿、推進平車、主梁、鼻（導）梁、橫梁、外模及內模組成。每一部分都配有相應的液壓或機械系統。

2.2 施工準備

（1）場地清理

拼裝前應對拼裝現場進行平整、換填、壓實處理，考慮到承重能力，拼裝場地填鋪石碴并碾壓密實。移動模架施工時平面圖如圖1所示。

圖1 移動模架施工時平面圖（單位：cm）

（2）模架的存放

由于模架構件體積非常龐大，無法在建橋現場堆放，只能采用異地存放，倒運拼裝。存放時，重要部件墊放枕木，以防損壞，并有專人巡察，小型部件，入庫房保管。

（3）吊裝設備、安裝工具

安裝時，以兩臺汽車吊車為主要吊裝工具，其它機械設備配合工作。

（4）地基處理

ZQJ32移動模架主梁拼裝時，兩墩之間的場地必須進行地基處理，以確保主梁拼裝安全。白川2#大橋地處花崗閃長巖軟基地帶，根據實際情況進行采用石料換填，并碾壓密實。

2.3 橋梁承臺安全性檢算和加固施工方案

采用Ansys建立承臺有限元模型，如圖2所示。此模型采用實體建模技術，共劃分體單元58 686個。經過計算，此承臺的最大復合應力為2.77 MPa,出現在牛腿與承臺的接觸位置，中間部位局部拉應力為1.2 MPa（見圖3），豎向最大位移為1.39 mm。經過計算，承臺受力在允許使用范圍內。

圖2 計算模型

圖3 承臺應力云圖

2.4 移動模架造橋機的組裝

移動模架造橋機按如下工序進行拼裝：牛腿的組裝→主梁的組裝及其他施工設備、機具的就位→牛腿的安裝→主梁吊裝就位→橫梁安裝→鋪設底板安裝模板支架→安裝外腹板及翼緣板、底板內模安裝（在綁扎完底板鋼筋后）。

2.5 模架預壓

為了檢驗移動模架受力狀況、各部位的強度和剛度，測量移動模架在箱梁施工全過程的彈性變形和非彈性變形量，控制模板的預拱度，確保箱梁澆筑過程的安全和質量，移動模架組裝后應進行模擬箱梁施工過程的加載預壓。

預壓重量按ZQJ32移動模架在箱梁施工過程中最不利狀況（現澆32 m箱梁）進行考慮，其箱梁澆筑過程的荷載如表1所示。

表1 第一次32 m箱梁澆筑過程中荷載重量估算表

預壓荷載=（梁體重量+內模重量+施工附加荷載）×1.1=1 036.2 t。

2.6 預拱度設置

2.6.1 模板的調整

移動模架造橋機預拱度的調整是施工中的重點，移動模架造橋機撓度值的來源要考慮周全，撓度值的計算要盡量結合實際情況。該移動模架造橋機的撓度值主要有3部分組成：

（1）混凝土自重產生的撓度值；

（2）預應力鋼束張拉產生的反拱值，支點間按拋物線計算；

（3）牛腿壓縮產生的變形值。

通過“預壓—卸載”試驗得出實測變形撓度值，再與理論撓度值進行對比來調整模板（底板、腹板）預拱度。

2.6.2 設備的加載試驗及測試方案

待ZQJ滑移模板支架系統全部拼裝完成后，即可做設備的加載試驗。試驗可以采用砂袋堆載的方法逐級加載，直至加至與混凝土等載后，觀測設備的撓度變形值。砂袋堆載時應注意箱梁腹板與頂底板處荷載不同，以保證ZQJ滑移模板支架系統的受力與實際澆筑混凝土時一致。撓度變形值由廠家根據理論計算數據提供，加載試驗完畢后，現場可根據實際測量值與理論計算值對比決定第一孔的預拱度調整值，澆完第一孔后測量實際值，以后澆筑可根據實際值調整。

2.7 支座和模板的安裝

（1）支座安裝

支座采用專為客運專線研制生產的TJQZ球型支座。

支座安裝流程：墊石頂面鑿毛→預留孔清洗→支座定位、吊裝臨時固定→支座調平→重力注漿→撤除臨時固定、安裝圍板。

支座注漿要求采用無收縮高強度灌漿材料。

（2）模板安裝

該橋底模、側模為大面積鋼模，模板面板厚6mm，設置槽鋼圍檀，采用桁架與ZQJ造橋機縱梁聯結成一整體，以增加體系的抗彎剛度，減少模板的變形。

3 模架法箱梁預制

移動模架法箱梁預制的施工流程如圖4所示。

圖4 移動模架法箱梁預制施工流程圖

4 移動模架過孔施工方法

移動模架過孔施工方法的施工流程為：清理移動模架上雜物→解除豎向、及橫向約束→移動模架分兩次整體下放共120 mm左右→模架承重由托架轉化到前、中、后輔助支腿承重→解除托架對拉精軋螺紋鋼筋→安裝托架吊掛機構→托架支腿縱移就位→張拉托架對拉精軋螺紋鋼筋→模架承重由各輔助支腿漸次轉化到后輔助支腿及托架支腿承重→松開前、中輔助支腿，底模橫梁及模板中部的螺栓連接→兩組主梁同步向兩外側橫移→檢測縱移是否有障礙→兩組主梁基本同步向前移動到位→整機縱移到位→兩組主梁基本同步向內橫移到位→連接底模橫梁及模板→調整側模及底模→過孔完畢。

過孔施工流程圖如圖5所示。

5 結語

移動模架造橋機具有施工質量好,操作簡便、安全,工期短,成本低廉等特點,廣泛應用于鐵路客運專線的施工中。結合白川2#大橋東引橋工程實際,介紹ZQJ32型移動模架造橋機的結構原理及其施工工藝，探討了在較差地基情況下移動模架施工的適用性及其設計與安裝、箱梁預制工藝和模架孔位變換等各工序的工作狀態(tài)、組裝步驟及施工方法，具有理論和實踐上的指導意義。

圖5 過孔施工流程圖

[1]項貽強,張少錦,程 曄,等.移動模架施工技術的應用與研究創(chuàng)新[J].中外公路,2008（2）：52-56.

[2]劉家鋒.我國鐵路客運專線中小跨度簡支箱梁架設方法綜述[J].橋梁,2010（6）：42-47.

[3]祝朝旺.淺談移動模架造橋機施工[J].橋梁建設，2007（12）：77-79.

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