移動(dòng)模架不等跨梁體施工技術(shù)應(yīng)用

何 永 義

(中鐵三局集團(tuán)第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

0 引言

移動(dòng)模架是一種利用率高、節(jié)約成本、工藝先進(jìn)的工裝，對(duì)于水上、高墩、城市立交等支架搭設(shè)困難的地方比常規(guī)模架施工更具優(yōu)越性；同時(shí)具有施工速度快、機(jī)械化程度高、施工現(xiàn)場(chǎng)文明等特點(diǎn)，對(duì)于孔數(shù)較多的橋是一種非常經(jīng)濟(jì)的施工方案。目前我國(guó)成功應(yīng)用的事例較多，但現(xiàn)有技術(shù)中，移動(dòng)模架大多應(yīng)用在等跨度梁體施工中，對(duì)于頻繁變跨情況施工應(yīng)用較少，工藝工法相對(duì)不夠成熟。重慶市軌道交通四號(hào)線一期工程太平?jīng)_站至唐東橋站區(qū)間及出入線高架段長(zhǎng)2 439.8延米，其中1跨41 m簡(jiǎn)支梁、2聯(lián)3×40 m連續(xù)剛構(gòu)、2聯(lián)3×40+27 m連續(xù)剛構(gòu)、2聯(lián)27+3×40 m連續(xù)剛構(gòu)因跨越河道、溝谷及地方現(xiàn)狀道路不具備支架施工條件，采用下承式移動(dòng)模架施工。面對(duì)頻繁變跨的難題，組織了技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行方案策劃，經(jīng)過多個(gè)方案的比選，綜合利弊，決定采用通過在主梁上增加支點(diǎn)以達(dá)到不同跨度施工的方法。該方法的使用提高了施工質(zhì)量、進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，相比傳統(tǒng)的移動(dòng)模架施工技術(shù)更具創(chuàng)新性。

1 工藝原理

移動(dòng)模架制梁施工是通過可移動(dòng)制梁設(shè)備，模架自動(dòng)走行逐孔成橋施工，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土梁原位現(xiàn)澆。本次討論的移動(dòng)模架在變跨度梁體中的施工應(yīng)用基本原理是在移動(dòng)模架制梁施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過在主梁增加支撐點(diǎn)，行走定位過程中調(diào)整前橫梁、中橫梁、后橫梁吊點(diǎn)及主梁牛腿支點(diǎn)，達(dá)到一套移動(dòng)模架同時(shí)滿足47 m,41 m,40 m,34 m,33 m,20 m不同跨度的箱梁施工。

1.1 不等跨梁體施工主要參數(shù)

移動(dòng)模架施工的梁型有3×40 m連續(xù)剛構(gòu)，首跨施工長(zhǎng)度47 m，中間跨施工長(zhǎng)度40 m，末跨施工長(zhǎng)度33 m；41 m簡(jiǎn)支箱梁，施工節(jié)段長(zhǎng)41 m；3×40 m+27 m連續(xù)剛構(gòu)及27 m+3×40 m連續(xù)剛構(gòu)，首跨施工長(zhǎng)度分別為47 m和34 m，中間跨施工長(zhǎng)度為40 m，末跨施工長(zhǎng)度為20 m和33 m。移動(dòng)模架設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)梁體澆筑段長(zhǎng)度及布跨不同，通過在主梁上設(shè)置牛腿支撐支點(diǎn)，確保主梁支點(diǎn)能夠與41 m跨、40 m跨、27 m跨牛腿匹配，滿足47 m,41 m,40 m,34 m,33 m,20 m五種工況澆筑長(zhǎng)度施工。

1.2 移動(dòng)模架設(shè)計(jì)參數(shù)

移動(dòng)模架主梁總長(zhǎng)度51.3 m，在主梁上布置4對(duì)支點(diǎn)，以滿足41 m,40 m及27 m凈跨度時(shí)與牛腿的連接。41 m跨度時(shí)，主梁與牛腿連接的前后支點(diǎn)分別設(shè)置距主梁前端7.6 m，距主梁后端2.7 m位置，以實(shí)現(xiàn)41 m簡(jiǎn)支梁施工；40 m跨度時(shí)，主梁與牛腿連接的前后支點(diǎn)分別設(shè)置距主梁前端8.6 m，距主梁后端2.7 m位置，以實(shí)現(xiàn)47 m,40 m及33 m澆筑長(zhǎng)度施工；27 m跨度時(shí)，主梁與牛腿連接的前后支點(diǎn)分別設(shè)置距主梁前端8.6 m，距主梁后端15.7 m位置，以實(shí)現(xiàn)34 m和20 m澆筑長(zhǎng)度施工。

1.3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

1.3.1移動(dòng)模架施工工藝流程

場(chǎng)地平整→牛腿安裝→控制平車安裝→主梁拼裝→主梁吊裝→橫梁安裝→底模及側(cè)模安裝→翼緣板安裝→預(yù)壓→模板打磨→測(cè)量放樣、模板調(diào)整→底腹板鋼筋綁扎預(yù)應(yīng)力安裝→內(nèi)模安裝→頂板鋼筋及預(yù)埋件安裝→混凝土澆筑→張拉、壓漿→C梁、中橫梁、導(dǎo)梁安裝→移動(dòng)模架行走、定位。

1.3.2移動(dòng)模架行走、定位

移動(dòng)模架的最大特點(diǎn)是能通過支承牛腿橫移小車和C型梁縱移小車，實(shí)現(xiàn)自行移動(dòng)。移動(dòng)過程為安裝中橫梁和C梁、第一次落模牛腿倒運(yùn)、第二次落模主梁開模橫移和縱移過孔、合模定位四個(gè)階段。

1)安裝中橫梁和C梁：梁體澆筑完成后安裝中橫梁并將C梁經(jīng)軋螺紋鋼與主梁連接，安裝C型梁，將C型梁吊桿與主梁連接。讓C型梁、中橫梁、前橫梁三個(gè)支點(diǎn)組成一個(gè)受力支撐體系。

2)第一次落模牛腿倒運(yùn)：將移動(dòng)模架整體下落，讓前牛腿和后牛腿自行進(jìn)行倒運(yùn)。

3)第二次落模主梁開模橫移和縱移過孔：牛腿行走到位后固定主梁第二次落模，將受力體系轉(zhuǎn)換為C型梁、前牛腿、后牛腿三點(diǎn)支撐，通過C型梁縱移小車水平推動(dòng)整個(gè)移動(dòng)模架過孔。

4)合模定位：模架走行到位將C型梁吊桿拆除，前橫梁頂升到位，讓前牛腿、后牛腿、前橫梁三點(diǎn)組成支撐受力體系。調(diào)整模板并進(jìn)行定位。

1.3.3不等跨梁體施工操作

根據(jù)主梁支點(diǎn)設(shè)計(jì)及不同跨度施工條件對(duì)各工況操作情況進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。為方便簡(jiǎn)述，以首跨后牛腿支點(diǎn)位置為0點(diǎn)代替，具體操作步驟如下：

1)41 m簡(jiǎn)支梁。

41 m簡(jiǎn)支梁為移動(dòng)模架上橋首跨，后牛腿支點(diǎn)為0 m，前牛腿支點(diǎn)為41 m，此工況不安裝導(dǎo)梁及前橫梁，直接進(jìn)行橋梁原位現(xiàn)澆施工。

2)3×40 m,3×40 m+27 m,27 m+3×40 m剛構(gòu)梁。

a.連續(xù)剛構(gòu)首跨40 m工況施工時(shí)，后牛腿支點(diǎn)為0 m，前牛腿支點(diǎn)為40 m、前橫梁支點(diǎn)為80 m，將底模和側(cè)模安裝到47 m位置，此時(shí)澆筑長(zhǎng)度為47 m，施工時(shí)預(yù)埋預(yù)留出次跨的縱向鋼筋。

b.連續(xù)剛構(gòu)中間跨、末跨40 m工況施工時(shí)，后牛腿支點(diǎn)為0 m、前牛腿支點(diǎn)為40 m、前橫梁支點(diǎn)為80 m，此時(shí)澆筑長(zhǎng)度為40 m,33 m。

c.連續(xù)剛構(gòu)27 m工況施工時(shí)，移動(dòng)模架在27 m跨的前一跨位置縱移，將前橫梁通過倒鏈整體后移13 m，使前橫梁能夠支撐在橋墩上；此時(shí)前支點(diǎn)與施工40 m跨為同一支點(diǎn)，主梁上距前支點(diǎn)27 m處支點(diǎn)為后支點(diǎn)。即前橫梁支點(diǎn)為67 m位置，前牛腿支點(diǎn)為40 m位置，后牛腿支點(diǎn)為增加的13 m位置。各支撐點(diǎn)行走到位后，拆除27 m后支點(diǎn)處底模，移動(dòng)模架整體就位合模。此時(shí)澆筑長(zhǎng)度為34 m，20 m。

d.移動(dòng)模架在施工完成27 m跨后，整機(jī)開模，前移并將前橫梁前移13 m，使前橫梁能夠支撐在橋墩上，滿足40 m跨施工。

1.3.4移動(dòng)模架操作要點(diǎn)

1)移動(dòng)模架拼裝、吊裝。

主梁采用吊車在地面進(jìn)行拼裝。先安裝牛腿，將一側(cè)牛腿安裝在橋墩上，牛腿剪力塊伸入橋墩預(yù)留孔中，用10 t手拉葫蘆與橋墩緊固。安裝另一側(cè)牛腿，安裝精軋螺紋鋼筋并張拉。牛腿安裝完成之后安裝控制平車及液壓設(shè)備。用兩臺(tái)200 t汽車吊將主梁進(jìn)行整體吊裝。然后用25 t吊車安裝橫梁、底模、側(cè)模及翼緣板。

2)移動(dòng)模架預(yù)壓。

移動(dòng)模架預(yù)壓前先按理論預(yù)拱度調(diào)整模板，然后進(jìn)行分級(jí)預(yù)壓，將預(yù)壓塊和沙袋按箱梁重量分別從移動(dòng)模架模板兩側(cè)向中間進(jìn)行加載，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員在加載前先測(cè)出初始值，并在加載過程中分別記錄加載到60%，100%，120%，預(yù)壓完成后進(jìn)行卸載并測(cè)出變形值。根據(jù)觀測(cè)變形值計(jì)算出實(shí)際預(yù)拱度。

3)測(cè)量放樣、模板調(diào)整。

模板預(yù)壓完成后用砂輪片對(duì)模板進(jìn)行打磨，并在模板表面涂刷脫模漆。根據(jù)預(yù)壓后得到的預(yù)拱度對(duì)模板進(jìn)行調(diào)整。測(cè)量人員將梁體的端頭及預(yù)埋點(diǎn)位置放出。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員再對(duì)各個(gè)點(diǎn)的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量。讓移動(dòng)模架的標(biāo)高和尺寸均滿足要求。

4)底腹板鋼筋綁扎預(yù)應(yīng)力安裝。

安裝墊塊并綁扎底板、腹板、齒塊及橫梁鋼筋，鋼筋綁扎到位后在底板和腹板上焊接波紋管定位鋼筋，定位鋼筋加密區(qū)為0.25 m，標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段0.5 m。安裝波紋管后進(jìn)行鋼絞線穿束，在鋼絞線的端部套橡膠套可以有效地防止穿束過程中扎破波紋管，鋼絞線穿束完成進(jìn)行固定端的錨具安裝并預(yù)留壓漿管。在張拉端安裝張拉錨或連接器。錨具安裝完成安裝防蹦鋼筋并檢查波紋管，保證預(yù)應(yīng)力的安裝質(zhì)量。

5)內(nèi)模安裝。

移動(dòng)模架首跨內(nèi)模每節(jié)在地面進(jìn)行拼裝，拼裝完成后再整體吊裝。標(biāo)準(zhǔn)跨在上一跨內(nèi)模拆除完后在每一節(jié)上均標(biāo)有序號(hào)，通過依次按序號(hào)在下一跨進(jìn)行內(nèi)模拼裝。內(nèi)模橫、縱向均通過螺栓連接固定。

6)頂板鋼筋預(yù)埋件安裝。

頂板鋼筋和預(yù)埋件的綁扎需同時(shí)進(jìn)行，在梁面縱向鋼筋安裝完成后，在兩側(cè)的翼緣板擋板上將聲屏障預(yù)埋件位置逐個(gè)標(biāo)出，將聲屏障預(yù)埋件先進(jìn)行初步預(yù)埋，在安裝梁面橫向鋼筋后，將提前預(yù)埋的聲屏障進(jìn)行準(zhǔn)確的焊接定位。同時(shí)由測(cè)量人員放出梁面的中線和預(yù)埋孔位置。根據(jù)中線量出軌道預(yù)埋筋、消防水管基礎(chǔ)、通信電纜槽盒、防雷接地、雜散電流等預(yù)埋件的位置，進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)埋。

7)混凝土澆筑。

混凝土澆筑采用兩臺(tái)汽車泵從兩側(cè)向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑，澆筑時(shí)先澆筑腹板及倒角位置，再澆筑底板，最后澆筑頂板。澆筑過程連續(xù)，先將兩側(cè)腹板澆筑到1 m位置并將倒角振搗密實(shí)，再澆筑底板，將底板和腹板的交接處振搗密實(shí)，最后再進(jìn)行腹板上部和頂板的混凝土澆筑，澆筑快完成時(shí)對(duì)梁面進(jìn)行找平收面，混凝土澆筑完成后在梁面覆蓋土工布并灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。通過在上一澆筑梁段邊緣預(yù)留孔洞，下一梁段施工時(shí)采用精軋螺紋鋼將移動(dòng)模架底模模板和上一澆筑段梁體混凝土進(jìn)行拉結(jié)，防止梁段施工縫出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，保證連續(xù)剛構(gòu)橋施工質(zhì)量。

8)張拉、壓漿。

混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后，對(duì)梁進(jìn)行張拉、壓漿，張拉采用智能張拉機(jī)均勻?qū)ΨQ張拉，張拉完成后切割端頭鋼絞線，端部預(yù)留3 cm～5 cm。整體張拉完成對(duì)錨頭進(jìn)行封錨，再進(jìn)行壓漿工作，壓漿采用智能壓漿機(jī)和真空泵輔助逐孔壓漿。

2 材料與設(shè)備

在施工過程中無需特別說明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表1。

表1 機(jī)具設(shè)備表 臺(tái)

3 效益分析

重慶市軌道交通四號(hào)線一期土建工程太平?jīng)_站至唐家沱站區(qū)間及出入線高架段施工采用不等跨移動(dòng)模架施工技術(shù)，使現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量明顯提高，施工安全可控，有效降低施工成本，提高移動(dòng)模架利用率。此項(xiàng)技術(shù)避免了移動(dòng)模架不同工況的重新組裝，移動(dòng)模架每拼拆1次費(fèi)用約23萬元，共減少拼拆4次，統(tǒng)籌節(jié)約費(fèi)用92萬元。為以后類似工程施工提供了寶貴的可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，為城市軌道交通建設(shè)注入了巨大的活力，橋梁技術(shù)不斷創(chuàng)新。城市立交、高架橋作為解決城市交通問題的主要方法的重要組成部分，面臨河道、溝谷、復(fù)雜的現(xiàn)狀道路，橋梁設(shè)計(jì)類型也相對(duì)多樣。不等跨橋梁移動(dòng)模架施工技術(shù)能夠解決城市橋梁不同跨徑移動(dòng)模架施工問題，將取得良好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益，值得大力推廣。