城際鐵路S型曲線橋移動模架的應用與研究

劉德建

摘要：當前，隨著我國城際鐵路建設規模的快速增長，尤其在山地施工需要解決的復雜工況非常多。本文結合重慶軌道交通十號線一期工程高架段5種墩型（2.6 m×2.6m～4.5 m×7.5 m）、多種跨徑（30m、35m、40m）連續箱梁的施工實例，詳細闡述MSS40zx-1100型自行式移動模架的設計構造及關鍵技術的創新應用。本方法較好地解決了能同時適應多跨徑、多墩型、半徑500m以下S型曲線橋現澆連續箱梁施工中的技術問題。

【關鍵詞】自行式移動模架；多跨徑；多墩型；半徑500m以下S型曲線橋

移動模架適用于灘涂、峽谷、城市高架、跨江、海大橋等場地連續梁或簡支梁現澆混凝土箱梁的施工。但是在具有多種跨徑、多種墩寬（峽谷高墩）、平曲線半徑500m以下S型曲線橋的復合工況下，如何解決好其在施工中的可靠性、安全性，不僅影響到工程項目進展，更是設計方案的重點和關鍵所在。為了滿足重慶軌道交通十號線一期工程高架段連續箱梁的施工要求。MSS40zx-1100型自行式移動模架設計方案針對關鍵工況、重要難點上進行了技術創新。

1.概述

重慶軌道交通十號線線路全長44.55km，其中地下段長度為36.44km，高架段穿過高山、峽谷及現狀路網上跨機場快速路，地面情況十分復雜，長度為8.11km。雙線橋起止里程K28+244.069～ K31+10 4.0 69，采用2×4 0、3×4 0、30+35+30、2×35預應力混凝土連續箱梁，平曲線半徑為484米≤R≤700米的S型曲線彎橋；雙線橋墩型SA～SE類橋墩為實心墩，截面尺寸為2.4 m×2.4m～3.8 m×3.8 m。雙線SF～SI類橋墩為空心墩，截面尺寸為3.0m×5.0m～4.5 m×7.5 m，壁厚0.8～1.5m。

2.移動模架設計原理

MSS40zx-1100自行式移動模架可適應最大跨徑為40m，2.6米≤墩寬≤7.5米，滿足平曲線最小半徑為484m的S型曲線彎橋。其主體結構及各組成部分功能簡介如下：

（1）牛腿：為自行式牛腿，設有二對。牛腿由一根水平鋼梁及兩根鋼斜撐構成三角形架，主要起連接和承受水平作用力。牛腿通過墩身預留孔支撐在墩身上，牛腿之間采用精扎螺紋鋼筋連接對拉在一起.

（2）行走小車系統：行走小車為支撐主梁的作業平臺，通過三向液壓系統使主梁在橫橋向、順橋向及豎向正確就位。牛腿行進時，通過行走小車上的縱移液壓缸驅動，使牛腿沿主梁、鼻梁下設軌道行進就位。

（3）主梁：為一對鋼箱梁，是主要承載結構。剛度按最大撓度≤1/500-700施工跨徑控制。

（4）聯系梁：聯系梁為桁架梁，設置在兩根主梁之間。縱向共設3組，每組為4節，左右副各2節；作用是加強模架在澆筑、模板開合施工時的穩定性、安全性。

（5）鼻梁：設置在主梁前端，在模架縱向滑移時，起導向及縱向平衡作用；在模架過跨和行走牛腿時起承重作用。

（6）橫梁：設置在兩根主梁之間，橫梁構造為鋼箱梁形式；橫梁與主梁通過支撐螺旋頂、滑動裝置連接，并設有橫向移動液壓缸。

（7）C型梁：為一根鋼箱梁，設有三向（豎、縱、橫）液壓系統和縱橫移裝置。作用是懸吊移動模架完成荷載體系轉換、輔助進行橫向開合、縱移過孔。

（8）中吊點橫梁：為一根鋼箱梁，放置到混凝土箱梁前端，通過吊桿將主梁前端吊起。作用是通過液壓千斤頂懸吊主梁，解除牛腿受力，完成荷載體系轉換。

（9）前支撐橫梁：為一根鋼箱梁，中間為銷連接，下面設有豎向頂升千斤頂，通過吊桿將鼻梁前端吊起。主要作用為牛腿縱移時，承載導梁前端荷載，減小導梁的受力和變形。

（10）外模系統：由支撐架、調節螺桿、底、側、翼模板、橫移液壓缸組成。

（11）液壓電氣控制系統：行走小車、中吊點橫梁、前支撐橫梁、C型梁、外模板系統均設有液壓系統。

3.移動模架主要工作原理

（1）移動模架橫向開合與縱移過跨：由行走小車上的橫移、縱移液壓缸驅動完成，其C型梁縱移液壓缸起輔助工作。

（2）牛腿行走：由行走小車縱移液壓缸驅動完成。

（3）移動模架荷載體系轉換1：混凝土現澆箱梁完成預應力張拉后，控制前后牛腿上的頂升液壓缸下落，移動模架上部自重轉到由中吊點橫梁、C型梁共同承載，完成第一次荷載體系轉換。

（4）移動模架荷載體系轉換2：控制中吊點橫梁、C型梁的豎向千斤頂同時下落模架，前端由行走小車和前牛腿承載，后端由C型梁承載，完成第二次荷載體系轉換。支撐起前支撐橫梁、解除牛腿約束，由行走小平車驅動前后2對牛腿縱移到下一墩身就位。

4.關鍵技術的設計和技術特點

外模板三步法開合模：系統開模設計方案采用橫梁帶動模板系統、聯系梁水平旋轉、主梁帶動上部結構開合相結合的三步法水平橫向開模方式，是本移動模架的關鍵技術和創新點，同時移動模架系統的橫向開合模也是施工可靠性、安全性的關鍵控制點之一。在曲線半徑R≤500m及墩寬變化差≥3m兩種因素疊加情況下，移動模架開模采用傳統整體打開的方式其橫向偏載無法達到設計規范要求和施工作業的開模空間。本方案的控制要點是移動模架進行模板系統的開合施工作業時要求不少于兩組聯系梁連接左右副主梁，充分保障整機系統的可靠性和安全性，解決平曲線半徑R≤500m的S型曲線橋在多種跨徑、多種墩寬、墩寬差≥5m的施工技術難題。

三步法：現澆箱梁完成預應力張拉后。前行走小車和C型梁的自鎖液壓缸回程，帶動外模板降落；解除橫梁中間聯結，模板橫移液壓缸控制模板系統在滑道上橫橋向滑動，使模板脫離（或就位）箱梁砼；橫梁橫移液壓缸控制橫梁帶動模板系統在滑道上橫橋向滑動開合；行走小車橫移液壓缸橫向推（拉）帶動主梁橫向移動開合模。

為適應S型曲線彎橋的曲線半徑及各種墩寬工況下要求的開模空間，模板系統采用液壓控制在橫梁上頂面橫向滑動，進行開合調節；橫梁通過液壓控制模板系統水平橫向打開。

主梁與鼻梁的連接方式采用鉸接的結構形式，通過液壓控制實現鼻梁的水平旋轉，以適應平曲線半徑500m以下S型曲線橋的施工技術要求。因彎橋平曲線半徑較小，移動模架縱移過孔是施工可靠性、安全性的關鍵控制點之一。

載荷體系轉換、外模板及整機的開合，曲線就位調節、牛腿行走、模架縱移行走均采用電液控制，操作簡潔、安全可靠。

5.結束語

MSS40zx-1100型自行式移動模架借鑒了過去曲線橋施工中的經驗和不足，在方案設計上進行了技術創新，增加了電液控制鼻梁水平旋轉和三步法開模方式于一體的解決方案，妥善解決了移動模架在多種跨徑、多種墩型、小半徑S型曲線彎橋復合工況下的施工技術難題，提高了施工效能。經過實際檢驗，方案的技術創新是成功和可靠的，具有良好的經濟效益和社會效益。

【參考文獻】

[1]公路橋涵設計通用規范發布[J].現代交通技術，2015，12（06）：35.

[2]景強.移動模架整孔現澆大跨度混凝土箱梁橋的關鍵技術研究[D]；長安大學；2010.