MZ900S 移動模架造橋機堆載預壓施工技術(shù)

朱建軍

(中建鐵路建設有限公司，北京 100053)

MZ900S移動模架造橋機是一種自帶模板，利用一組鋼箱梁作為主梁與前后支腿支撐模板及模架體系，對混凝土箱梁逐孔進行原位澆筑的設備。

1 MZ900S移動模架造橋機堆載方案概述

為了驗證MZ900S移動模架造橋機的質(zhì)量，同時也為了掌握箱梁施工中模架造橋機各工況下的撓度和剛度，移動模架使用前需要做堆載試驗，以消除結(jié)構(gòu)的非彈性變形和正確設置預拱度。

中建鐵路建設有限公司沈丹客運專線項目第一套上行式移動模架造橋機拼裝于大西溝特大橋4號～5號墩跨，臨近河道鄉(xiāng)村便道連接線，交通比較便利，臨時占用兩個墩旁間的空曠閑地，把場地填平、就地利用拼裝場地作為模架拼裝和模擬堆載試驗的施工場地。

試壓時選用砂袋和混凝土塊作為模擬荷載的主要材料。試驗程序與步驟流程:準備→移動模架安裝→檢查→布設觀測點→分級加載→觀測數(shù)據(jù)并記錄→加載至設計荷載后靜置→觀測、全面檢查→分級卸載→觀測、整理數(shù)據(jù)并分析→投入使用。

2 模架堆載預壓施工主要過程與撓度變形觀測

2.1 加載方式

1)加載總重量。根據(jù)梁形圖可知混凝土梁的總重量約為780t，我們在堆載試驗時按混凝土梁重的1.2倍(即935t)進行堆載。

2)加載方式。按照0→50%→80%→100%分級加載的方式進行加載。箱梁截面預壓堆載分底板、腹板及頂板3個區(qū)。該套模架于2011年3月15日開始拼裝，于2011年4月15日完成拼裝。該套模架于2011年4月18日開始加載，預壓(531只編織袋+94塊2t預制塊和4塊1t預制塊)及卸載，分三次加載和三次卸載;2011年4月28日完成加載工作，于2011年5月2日完成卸載工作，完成階段加載和卸載時，對所有測點逐一進行測量，并對模架撓度變形進行測量。

2.2 堆載過程

2.2.1 準備工作

準備塑料袋若干，等同于900t重量的砂子和混凝土預制塊。

2.2.2 加載到50%

首先在兩邊腹板即2區(qū)，4區(qū)均勻加載174t砂子，在中腹板即3區(qū)均勻加載207t砂子，最后在翼板即1區(qū)，5區(qū)均勻加載98t預制塊，此時達到載荷的50%，進行讀數(shù)記錄，如圖1所示。

2.2.3 加載到80%

首先在原有加載50%的基礎上在兩邊腹板即2區(qū)，4區(qū)再均勻加載52t砂子，在中腹板即3區(qū)再均勻加載62t砂子，最后在翼板即1區(qū)，5區(qū)再均勻加載28t預制塊，此時達到載荷的80%，進行讀數(shù)記錄，如圖2所示。

2.2.4 加載到100%

首先在原有加載80%的基礎上在兩邊腹板即2區(qū)，4區(qū)再均勻加載114t砂子，在中腹板即3區(qū)再均勻加載134t砂子，最后在翼板即1區(qū)，5區(qū)再均勻加載66t預制塊，此時達到載荷的100%，進行讀數(shù)記錄，如圖3所示。

在80%～100%荷載加載階段要邊加載邊觀測，一旦有異常情況發(fā)生，則立即停止加載，查明原因，待問題解決后，繼續(xù)加載至設計值。圖4，圖5為模架加載至設計荷載時的情況。

翼板上采用預制塊壓重，腹板及底板上采用砂子壓重。

圖6為加載50%時照片;模架加載至設計荷載50%時的情況，腹板上采用砂子壓重(272袋)，翼板上采用預制塊壓重(49塊)。

2.3 變形觀測及觀測點布置

2.3.1變形觀測

預壓施工時采用50%，80%，100%三個階段加載，每階段加載至設計荷載后，按要求靜置一段時間，測量在靜置結(jié)束1h前對各觀測點進行連續(xù)觀測，在各分級荷載施加、觀測完成后方可進行下一級荷載的施加。全部加載完成后，以6h為一個觀測單位進行連續(xù)觀測，若連續(xù)觀測2d造橋機主梁、模板和墩旁托架沉降、變位均小于3mm，則整體結(jié)構(gòu)滿足要求，可以進行卸載。

2.3.2 變形觀測點布置

1)在主梁上每道橫梁對應的位置設1個測點，共5個測點。

2)在每道橫梁上靠近底模支撐的位置設2個測點，共10個測點。

3)在底模上橫梁位置每個斷面設2個測點，共10個測點，此測點預壓過程中不觀測。

4)在側(cè)模和翼模上每個主梁連接位置及兩端頭設測點，共5個斷面，共20個測點。

5)在支撐托架上靠近豎向主頂?shù)奈恢迷O1個測點，共4個測點。

測量精度和讀數(shù)誤差為±1mm。主梁、橫梁與底模測量點布置圖如圖7所示。

由于測量點較多，同時處于高空測量，危險性大，對于測量采用如下方法:

橫梁:在測量點上焊接一根方向垂直向下的鋼筋，在鋼筋頂端用油漆做好標記，并進行編號，再進行觀測記錄。

主梁:采用直接在主梁上放點測量。

翼緣板:堆載前在翼緣板上先放出測量點，并做好標記。

2.4 卸載過程

加載至設計荷載后，對移動模架所有測點進行持續(xù)觀測，由于箱梁的澆筑時間為6h左右，我們實際觀測了12h，并對每次的測量數(shù)據(jù)進行了比較，模架各測點累計沉降變形量最大值不大于20mm，可認為該移動模架滿足設計要求，可以進行卸載。

卸載采用100%→80%→50%→0分級的方式進行。

每卸下一級荷載，均對所有測點進行一次測量，并做好記錄。

4月29日開始對模架進行第一次卸載，卸載量為20%，5月1日進行第二次卸載，卸載量30%，5月2日上午進行第三次卸載，卸載量為50%，卸載完畢。

2.5 螺栓檢查

檢查方法如下:

1)聯(lián)接板與腹板/上、下蓋板之間的間隙小于1mm，塞尺檢查。

2)扭矩扳手，誤差控制在±3%。

3)使用扭矩扳手檢查終擰緊固力即終擰扭矩時，終擰扭矩達到規(guī)定值偏差的±10%即為合格。方法:“松扣”“回扣法”，將螺母擰松回退小于60°，再擰到原位(先劃一條線，回位原線重合)時測得的扭矩。

4)小捶敲擊法。用0.3kg～0.5kg重的小捶敲擊螺母，手按在螺母的一邊，按的位置靠近螺母墊圈處。a.合格——手指感到輕微顫動。b.欠擰或漏擰——手指感到顫動較大。c.超擰——手指感到完全不顫動。

5)螺栓穿入方向保持一致，美觀好看。

6)螺栓頭外露不少于2扣。

檢查后根據(jù)實際情況首選扭矩扳手對螺栓進行抽檢，了解試壓后螺栓的松緊情況和松動螺栓所占比例，根據(jù)實際情況對螺栓進行復擰，復擰標準為:a.螺栓規(guī)格:M24，M30;b.復擰螺栓的緊固力:225kN，355kN;c.復擰螺栓的扭矩:669.6N·m，1342N·m。

3 32m預應力混凝土箱梁(梁寬12.2m)反拱計算

根據(jù)32m預應力混凝土箱梁設計圖紙［圖號:沈丹客專橋通-Ⅰ-20-2］，梁體預設反拱，跨中反拱值為30.1mm，其他位置按二次拋物線過渡。

為推算該二次拋物線公式，建立直角坐標系，設y=ax2+b，由于箱梁計算跨度為31.5m，跨中最大反拱值－30.1mm，將坐標點(0，－30.1)及(15.75，0)代入上式得y=0.1213x2－30.1。

4 模架變形觀測成果應用與預拱度設置

根據(jù)加載及卸載各階段的實測結(jié)果，對移動模架的變形進行分析，最終確定各個部位的非彈性變形和彈性變形，從而正確設置模架的預拱度。

5 施工安全注意事項

在施工工人中牢固樹立安全生產(chǎn)第一的思想，認識到安全生產(chǎn)，文明施工的重要性。

所有施工人員要嚴格培訓，合格后方可上崗(焊工、起重工、操作工等)。

所用起重吊索要有5倍以上的安全系數(shù)，捆綁鋼絲要有10倍以上的安全系數(shù)。

在施工區(qū)域拉好紅白帶，專人看管，嚴禁非施工人員進入。吊裝時，施工人員不得在構(gòu)件，起重臂下或受力索具附近停留。

嚴禁在風速六級以上進行施工作業(yè)。

起重人員要遵守“十不吊”原則，指揮人員要口令清晰，指揮正確，操作人員要集中精力認真操作，聽從指揮。

任何人不得隨構(gòu)件升降，構(gòu)件起升要平穩(wěn)，速度要慢，避免振動和擺動。

現(xiàn)場用電要設專職電工，電纜的敷設要符合有關(guān)標準規(guī)定。

指揮吊機使用時，信號要做到統(tǒng)一清楚。吊機工作時，除操作人員外，其他無關(guān)人員不得進入操作室。吊機行走道路區(qū)域，應采取加固措施，吊機停止工作后，應將吊鉤固定在牢固的物體上。

現(xiàn)場高空、地面、操作等指揮系統(tǒng)必須統(tǒng)一，通信聯(lián)絡通暢。

大件吊裝應連續(xù)吊裝就位，聯(lián)接牢固后方可吊車松鉤，嚴禁吊裝中未聯(lián)接牢固收工下班。

正確佩戴勞保防護用品，佩戴方式完全符合安全施工規(guī)范的要求，高空作業(yè)人員必須配安全帶。

6 結(jié)語

MZ900S移動模架造橋機堆載預壓施工是移動模架施工的一項非常重要的內(nèi)容。通過在現(xiàn)場做堆載預壓，可以驗證MZ900S移動模架的質(zhì)量，確保設備在使用過程中正常工作。此外，通過堆載預壓也可以準確掌握現(xiàn)澆箱梁施工過程中，移動模架各工況下的實際撓度和剛度，同時，消除結(jié)構(gòu)的非彈性變形和正確設置預拱度。施工過程中，有關(guān)部門和人員要嚴格按照堆載預壓施工流程和安全作業(yè)規(guī)程操作，只有這樣，才能確保移動模架造橋機施工的工程質(zhì)量，才能保證施工過程的安全。

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