移動模架在超寬現澆箱梁施工中的應用與研究

劉德建

摘 要：隨著我國高速公路交通運輸量的快速發展，對先進的施工設備及施工技術的需求越來越高。本文結合吳楚大道武四湖大橋40m跨徑連續箱梁的施工實例，詳細闡述MSS40sx-2500上行式移動模架的設計構造及施工技術的創新應用。本方法較好地解決了在施工條件受限制，施工難度大的峽谷、跨海大橋等場地超寬現澆連續箱梁施工中的技術難題。

關鍵詞：上行式移動模架;模板整體開合;橫向偏載穩定性;超寬連續箱梁

自2006年以來，上下行式移動模架在國內高速公路建設中得到了較多的應用。但是，近年來隨著我國高速公路交通運輸量的快速發展，道路橋梁的設計寬度也在不斷擴展，雙向8車道的越來越多，其施工難度也越來越大。尤其在施工條件受限制的峽谷、跨河、跨海大橋施工超寬連續箱梁時，傳統整體開合模的設計理念要滿足移動模架橫向偏載穩定性的要求非常困難。為了滿足吳楚大道武四湖大橋40m跨徑超寬連續箱梁的施工要求，MSS40sx-2500型移動模架采用了獨特的設計理念，在電液系統的控制下實現橫梁橫向移動及掛梁帶動底模板進行豎向旋轉功能，有效地解決了上述的施工技術難題，提高了超寬現澆連續箱梁施工的效率和安全性，具有良好的經濟效益和社會效益。

1 工程概況

武四湖大橋全長1171米，上部結構為單箱五室魚腹式現澆箱梁，橋梁跨度為40米，單幅橋寬為21.5米，梁高為2.5米。橋梁設計起終點為TK4+709.65～TK5+880.65，其中TK4+709.65～TK4+752.958位于直線上，TK4+752.958～TK5+880.65位于圓曲線上，曲線半徑為1800米。

2 移動模架設計原理

MSS40sx-2500上行式移動模架適合跨徑40m+8m，滿足平曲線最小半徑為1500m，不同箱梁底寬、豎曲線的彎橋。其基本結構和功能簡介如下：

（1）前支腿：前支腿支撐在前墩柱上，用于過孔時承載設備前支點的載荷。

（2）中小車：承擔縱移行走時中支點的載荷，其上配備了縱橫移千斤頂，推動系統水平縱、橫向移動，以適應曲線段的縱移行走。

（3）中支腿：由扁擔梁和支腿兩部分組成。作業時中支腿支撐在承臺上，支腿上部左右側各設有扁擔梁。扁擔梁下前、后各分設有自鎖液壓缸用于承載澆注時移動模架前支點的載荷。

（4）后主千斤頂：后主千斤頂與主梁底板螺栓連接，用于承載澆注時移動模架主梁后支點的載荷。

（5）橫移滑梁：承擔移動模架行走時后端設備自重載荷，其底部設有行走輪，在縱移液壓缸的頂推下，沿行走道軌帶動移動模架縱移，完成移動模架過孔操作;橫移滑梁上配備了橫移千斤頂，在橫移千斤頂的作用下，可以使主梁末端水平左右橫向移動，用于移動模架在曲線段縱移行走時的調整作用。

（6）主梁：為一對鋼箱梁。剛度按最大撓度≤1/500跨徑控制。

（7）導梁：導梁設在主梁前端，為空腹箱梁結構，總長約為34m，起到模架向下孔移動時的引導及前支腿前行就位時的承重作用。

（8）上橫梁：上橫梁為焊接箱形結構，通過機械調節螺旋支撐與主梁連接，可快速調整每跨箱梁的施工預拱度。

（9）掛梁：為彎臂式箱梁結構，其底部與模板底模連接，上部與上橫梁套接，可沿上橫梁在液壓缸的作用下水平移動，實現模架整體橫向開合模。掛梁中與模板連接的下橫梁部分，節間銷聯接，并設有模板旋轉油缸，底部模板可實現豎向旋轉，減少橫向開模距離，提高整機開模狀態下的穩定性和安全性。

（10）外模系統：外模分塊直接鋪設在模板下橫梁上，并與橫梁吊桿相對應。

（11）電液控制系統：中支腿、中后小車、后支腿、模板等系統均配有電液系統。

3 MSS40sx上行式移動模架主要工作原理

施工工況如圖1所示。

（1）外模板開合模：上部箱梁張拉預應力鋼束后。中小車和中支腿的雙作用自鎖液壓缸回程，主梁帶動外模板降落;橫梁帶動模板橫向開合，掛梁帶動模板旋轉開合脫離箱梁砼，完成開合模。

（2）移動模架橫、縱移：通過中小車上的橫、縱移液壓缸驅動。

（3）移動模架系統過跨：系統過跨主要由左右兩側中小車縱移千斤頂驅動完成，在過跨中，由后主千斤頂、后橫移滑梁、前支腿、中小車輔助受力。

（4）移動模架在曲線段縱移過跨：后橫移滑梁上配備了橫移液壓缸，在橫移液壓缸的作用下，可以使主梁末端水平左右橫向移動，用于移動模架在曲線段縱移行走時的調節。

4 創新點及主要技術特點

（1）中支腿系統分為上部的平衡梁和下部的支腿兩部分，是方案設計的關鍵難點和創新點。移動模架施工總荷載約33000KN，中支腿系統承載整體荷載的60%，通過受力計算，單側中支點位置反力約為10000KN，采用單頂支撐對主梁及支撐結構要求極高，且千噸級的千斤頂，外形體積大、安全儲備不高，因此采用雙千斤頂支撐，根據分析結果，中支點前后支腿支撐點反力嚴重不均勻，首跨40m+8m澆筑工況;單側支腿前、后2個千斤頂相距4000mm、受力偏差4000KN，ANSYS計算的結構最大變形為8.3mm，位于支腿頂部平橫梁的跨中位置。為保證中支腿系統的結構穩定和避免施工作業時，前、后千斤頂偏載過大，造成平衡梁局部超載引起中支腿系統失穩，中支腿的升降調節采用自適應同步響應控制的液壓系統，該系統可隨施工作業中支腿荷載的變化自動調節，前、后自鎖液壓缸受力偏差≤2Mpa。

（2）橫梁和掛梁采用自主創新的結構形式，在電液系統的控制下實現橫梁帶動模板水平橫向開合，掛梁帶動模板豎向旋轉開合功能，解決了超寬魚腹式現澆箱梁在施工作業中開、合模施工技術難題。

（3）中小車、上橫梁、橫移滑梁等系統及橫移、縱移采用電液控制，操作簡潔、安全可靠。

（4）周轉次數多，時間短，占用橋下空間小，無需輔助起重設備。

（5）適用于施工條件受限制、難度大的灘涂、峽谷、城市高架橋、跨江、跨海大橋超寬連續箱梁或簡支梁現澆混凝土橋梁的施工。

5 移動模架系統主要性能參數

（1）適應平曲線半徑：≤1500米;最大縱坡≤4%;最大橫坡≤4%。

（2）最大施工荷載下最大撓度≤跨徑的1/500;行走時抗傾覆穩定系數≥1.5。

（3）縱移速度≥1米/分鐘;橫移速度≥0.5米/分鐘。

（4）適合橋寬≤ 21.5米;單孔施工跨徑≤40+8米（懸臂）;適合的橋墩高度：≥6.5米。

（5）MSS系統頂升能力≥450（700）t450mm×6臺。

（6）外模分合與調節：主梁帶動外模升降;橫梁帶動模板橫向開合，掛梁帶動模板旋轉開合;螺桿調節標高和平曲線。

6 結語

MSS40sx-2500上行式移動模架，其中支腿的升降調節采用自的適應同步響應控制液壓系統、橫梁和掛梁的創新結構設計解決了模架整體橫向偏載的穩定性，提高了超寬連續箱梁施工的效率和安全性，具有良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

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