一種便捷化的淺灘區(qū)小凈空移動模架拆除方法

敬家熾， 陳慶華， 譚海雄， 唐維， 田小勇

(保利長大工程有限公司， 廣東 廣州 510620)

移動模架法具有施工周期短、梁段整體性好等特點，被廣泛用于簡支梁、連續(xù)梁等橋梁施工。但因構件體量龐大及受到施工場地、施工設備等限制，移動模架拆除仍是一大難題。該文結合通明海特大橋現(xiàn)澆箱梁移動模架施工，研究一種便捷化的淺灘區(qū)小凈空移動模架拆除方法。

1 工程概況

通明海特大橋現(xiàn)澆箱梁分左右兩幅，長3.55 km，單幅71孔，4孔一聯(lián)，左右幅合計36聯(lián)142孔，采用移動模架法施工。共投入4套移動模架，分別從兩邊向中間施工。如圖1所示，4套移動模架在68#墩合龍并逐步進行拆除。

圖1 通明海特大橋移動模架施工平面圖

現(xiàn)澆梁合龍部位附近區(qū)域為淺灘區(qū)，浮吊等船只無法進入。合龍段現(xiàn)澆梁底距棧橋面凈空15 m，且相鄰移動模架施工周期只差2～3孔。若采用表1所示常規(guī)方法進行移動模架下放拆除，存在主構件使用現(xiàn)場的90 t履帶吊拆除困難、拆除周期長、影響后續(xù)現(xiàn)澆梁的直線工期等難題，且需搭設較寬平臺，平臺搭拆成本高。為解決以上問題，結合橋梁轉體施工、頂推施工理念和移動模架自有的臺車縱橫移系統(tǒng)對其進行便捷化拆除。

表1 移動模架常規(guī)拆除方法

2 便捷化的小凈空移動模架拆除

2.1 施工工藝流程(見圖2)

圖2 模架拆除施工工藝流程

2.2 模架整體下放

該橋移動模架由原湛江海灣大橋移動模架經“小改大”改造優(yōu)化而來，主要構件包括主梁、導梁、外模系統(tǒng)、橫聯(lián)、托架、縱橫移系統(tǒng)等，總重約951.2 t，其中主梁分2組共12節(jié)，單節(jié)最重35 t。考慮到移動模架高空原位拆除安全風險高、功效低，且會影響相鄰現(xiàn)澆梁施工，采用類似于湛江海灣大橋移動模架的整體下放方法，通過穿心式千斤頂用鋼絞線將移動模架整體下放到棧橋平臺上。

2.2.1 承重梁位置確定

模架整體下放用承重梁采用舊鋼構件開孔制作而成，長×寬×高為16.5 m×0.85 m×1.6 m，重30 t。綜合考慮伸縮縫位置、現(xiàn)澆梁受力、防傾覆精軋鋼布置及尾跨現(xiàn)澆梁施工完成后模架不開模整體下放等因素，將承重梁盡量布置在支座附近。2條承重梁中對中距離48.9 m(見圖3)。

圖3 承重梁布置示意圖(單位：cm)

2.2.2 承重梁換位安裝

模架下放用承重梁重30 t，首次安裝采用大型汽車吊進行。后續(xù)模架下放位置與第1套不一樣，需將承重梁在同幅及異幅之間進行轉移安裝，受制于平臺大小，無法再次使用大型汽車吊，故其轉移安裝困難。

受橋梁轉體施工啟發(fā)，在承重梁底部安裝簡易旋轉底座，將其旋轉90°，用橋面龍門吊進行轉移。安裝時同樣采用簡易旋轉底座將承重梁旋轉定位(見圖4)。

圖4 承重梁人工轉體

2.2.3 下放吊點加固驗算

模架整體下放裝置采用4臺500 t液壓穿心式千斤頂，單個千斤頂采用鋼絞線束連接模架主梁頂部新加工的吊點。單個下放吊點最大反力277.1 t，局部應力集中。利用有限元分析軟件ANSYS進行局部受力分析，取主梁頂板吊點處1 000 mm×1 000 mm部位，將面荷載施加到對應位置。計算模型見圖5，面荷載區(qū)域應力計算結果見圖6。

圖5 吊點加固計算模型

圖6 有效應力云圖(單位：MPa)

由圖6可知：最大應力為70.98 MPa，出現(xiàn)在腹板縱肋處；最大變形出現(xiàn)在底錨受壓區(qū)，局部受力滿足規(guī)范要求。

2.3 主構件便捷式拆除

模架整體下放到位后，進行模架構件拆除。考慮凈空要求，先利用汽車吊或履帶吊拆除外模系統(tǒng)、配重系統(tǒng)、主梁頂工字鋼等，通過底部臺車橫移油缸反復拉拽錨固在反力梁上的鋼絞線將單側主梁橫移0.3 m，拆除橫聯(lián)；再通過頂推縱移、分組橫移的方式將主梁移出現(xiàn)澆梁或相鄰模架底；最后利用履帶吊或橋面龍門吊拆除主梁并裝車。

2.3.1 頂推縱移、分組橫移

參考橋梁頂推施工，結合模架本身的縱橫移系統(tǒng)，通過在模架拆除平臺上布置橫移軌道及增加輔助受力點，將單邊63 m主梁先頂推縱移，然后分2組(每組31.5 m)橫移出現(xiàn)澆梁底進行拆除。縱橫移系統(tǒng)結構見圖7。

圖7 臺車縱橫移系統(tǒng)示意圖

以操作過程最復雜的第2套模架為例，在底模桁架拆除完成后，將主梁頂推縱移，待前3節(jié)橫移空間位足夠后，拆除第3個接頭；將前3節(jié)主梁橫移出現(xiàn)澆梁底，用龍門吊或履帶吊進行主梁拆除。其余主梁采用類似方法拆除，操作流程見圖8。運用頂推縱移分組橫移方式拆除主梁，可避免凈空小而導致構件拆除困難，同時可消除對相鄰現(xiàn)澆梁直線工期的影響。

圖8 主梁縱橫移示意圖

2.3.2 結構驗算

模架拆除平臺(包括橫移軌道)、棧橋均由貝雷片、型鋼、鋼護筒等構成，均由該項目施工平臺多次周轉使用而來，且模架套數(shù)多，主梁需挪動位置、拆除位置不一，通過結構驗算確保結構安全尤為重要。平臺上橫移用的支撐及頂推縱移的輔助支撐點布置位置及間距見圖9。

圖9 縱橫移支撐點示意圖(單位：標高為m，其他為cm)

按荷載最不利原則，對模架頂推縱移、分組橫移、拆除等全過程的各受力點進行分析驗算，工況設置見表2。

表2 移動模架拆除過程工況

經過多工況驗算，平臺、棧橋驗算結果能滿足規(guī)范要求。主要驗算結果見表3。

表3 移動模架拆除過程驗算結果

3 效益分析

該項目將橋梁轉體施工、頂推施工的理念運動到模架拆除，使原本復雜的工序簡單化、便捷化，且相鄰模架現(xiàn)澆梁施工的直線工期不受影響。不同拆除方法的經濟效益對比見表4。

表4 不同模架拆除方法的經濟效益對比

4 結語

該項目已使用文中方法順利拆除了全部4套移動模架，實踐證明，該施工方法安全可控、切實可行。其優(yōu)點為：

(1) 可有效解決主構件吊裝凈空小等難題，且可將上百噸的大型主構件從低矮的平臺上挪動位置便可采用多種方法拆解，比常規(guī)方法更靈活、便捷。

(2) 4套模架雖然施工間隔小，但采用該施工方法將主構件挪出受影響范圍，相鄰模架現(xiàn)澆梁施工的直線工期不受影響。

(3) 該項目模架拆除平臺搭設總長度為62 m，約為單套模架長度124.5 m的50%，采用該方法可顯著提高設備、平臺的使用效率，節(jié)省成本。

(4) 該施工方法便捷、靈活，不僅可用于移動模架套數(shù)較多、相鄰移動模架施工間隔小、淺灘區(qū)、小凈空移動模架下放、拆除，對常規(guī)模架、大型支架的下放、拆除也適用，可為類似工程提供經濟、可靠、實用的施工方法。