超跨徑小曲線富水區段移動模架行走過跨施工技術研究

劉獎

(中交第二航務工程局有限公司第五工程分公司，武漢 430012)

1 工程概況

G15沈海高速?？诙涡潞；ネㄖ骶€橋第3聯至第10聯位于富水區沼澤地，綜合實地作業條件，設計第3聯至第5聯、第7至第10聯為移動模架現澆箱梁施工，其中第6至第10聯段處于最小平曲線半徑R=410 m，第6聯上跨規劃路上部結構采用42 m+50 m+41 m跨徑變高現澆連續箱梁，不采用移動模架施工跨徑，移動模架需縱移通過此連續梁。移動模架施工段落采用下行式移動模架進行現澆箱梁作業[1]。

2 施工技術難點

針對移動模架施工完第5聯后需跨越超模架極限跨徑第6聯后施作第7至第10聯，較傳統模架施工存在以下技術難點：（1）模架過跨跨徑超限；（2）小曲線段過跨縱向導梁偏移量超限；（3）富水區沼澤地模架拆裝轉場場地受限。

3 移動模架介紹

移動模架采用MSS32(30 m)下行非自行式移動模架，模架系統主要由牛腿、滑移小車、主梁、鼻梁、橫梁、外模及內模組成。每一部分都配有相應的液壓機電或機械系統。移動模架全長70.5 m，前后鼻梁為桁架結構，長17.2 m。主梁為鋼箱梁，長38.4 m，高2.53 m，寬1.48 m。施工最大跨徑32 m，適合橋墩（臺）凈高（梁底至承臺頂）＞8.63 m，整機重480 t，主材最大（應力)安全系數及整機（行走時）穩定系數（抗傾覆）≥1.5[2]。

4 施工方案

4.1 總體部署

在施工到第5聯后，在第6聯連續梁跨中位置安裝臨時支墩，臨時支墩采用C50混凝土擴大基礎+φ711 mm鋼管支腿+56#工字鋼橫梁組成，并且安裝牛腿與行走裝置，使移動模架順利平穩過跨到第7聯第一施工段制梁。第6～10聯R=410 m曲線段，考慮到移動模架前移時前導梁偏移量達2.19 m，即在鼻梁與主梁連接位置設計鼻梁旋轉裝置，在過跨過程中，通過旋轉鼻梁一定的角度來順利過渡到前墩的臺車上，實現順利行走過跨。

4.2 施工工藝流程

總體施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 總體施工工藝流程圖

4.3 施工要點

4.3.1 下部構造驗收合格

移動模架過跨前須對行走段下部構造進行驗收，經驗收合格后進行相應的過跨作業。

4.3.2 臨時支墩基礎放樣

第6聯共計3跨，下構墩柱間距分部為18#與19#墩間距42 m、19#與20#墩間距50 m、20#與21#墩間距41 m。綜合移動模架施工安全跨徑分析，模架過跨前行相鄰牛腿間間距小于1/2模架總長（約37 m），即臨時支墩分別于18#～19#墩、19#～20#墩、20#～21#墩跨中兩側模架開模行走線路上設置，單幅共6個。臨時支墩基礎測量放樣采用萊卡1201高精度全站儀進行[3]。

4.3.3 基礎換填

因第6聯地處富水區沼澤地，即臨時支墩基礎施工前須進行基礎拋石換填，換填深度2 m，范圍較基礎邊線超換寬不小于1 m，換填后承載力不小于120 kPa。

4.3.4 基礎施工

臨時墩基礎采用5 m×5 m×1 m（長×寬×高）C25擴大混凝土基礎，頂板設φ14 mm間距10 cm×10 cm網片。混凝土基礎頂面鋼管位置預埋830 mm×20 mm鋼板。

4.3.5 臨時支腿安裝

臨時支腿系統主要由以下4部分組成。（1）鋼管樁：采用φ711 mm×10 mm螺旋焊鋼管，與混凝土基礎頂面預埋鋼板連接。（2）鋼管樁連接：鋼平聯、鋼縱聯各設置3層，分別采用工16a型鋼，縱向加設剪刀撐。（3）主縱梁：采用2片工56a型鋼，焊接在鋼管樁樁帽上，作為縱梁支撐。（4）橫向分配梁：采用2片工56a型鋼鋪設在主縱梁上，作為架橋機吊機后軌的支撐。支架縱斷面設計詳見圖2。

圖2 支架縱斷面結構圖

臨時墩（4根立柱）滿足160 t承載力要求，頂面滿足16 t水平推力要求。支架搭設施工中注意以下事項：（1）單個臨時支墩鋼管樁共設2排，每排2根，管樁間距3 m，排距3 m；管樁長度根據混凝土基礎頂面實測高程、移動模架主梁底或行走小車頂高程確定，縱向橫梁之間采用8#槽鋼結合22#螺紋鋼制作作業平臺及臨邊防護，確保人員高空作業安全。（2）鋼管樁施焊過程中，測量應嚴格控制其垂直度。（3）鋼管樁與混凝土基礎頂面預埋鋼板焊接牢固，焊縫10 mm鉸縫焊，所有焊縫均采用E4303焊條焊接，各主要構件的拼接焊縫質量達到GB 50205—2020《鋼結構工程施工質量驗收標準》中二級焊縫標準。

4.3.6 牛腿安裝

牛腿是全機的承載主力，坐落于承臺之上，四周與墩柱支撐固定。安裝前復核牛腿橫梁的標高、中距和水平。牛腿吊裝至設計高度及位置后，將牛腿橫梁和牛腿支腿與墩柱固定。

4.3.7 行走裝置安裝

行走裝置分別為牛腿上的行走小車和臨時支墩上的液壓頂，是全機運行主力。吊裝小車就位，并試推移動。

4.3.8 初步行走過跨

1）豎向落模

移動模架落模前，檢查液壓機電系統是否工作正常，還應檢查墩頂模板是否已拆除完畢。在確認各項工作已全部就位后，打開電源，在指揮人員統一指揮下，啟動主頂升液壓缸，緩慢加壓利用頂升油缸落模，使主梁下移帶動模板脫離橋身，頂升油缸帶動主梁繼續下落至小車滾輪上。

2）橫移開模

拆除橫梁中間的螺栓，使橫梁從中間分開，檢查確保所有橫梁無連接，起頂牛腿上橫移油缸，左右兩邊同步將主梁以及橫梁和模板系統向外平移，橫移開模距離以橫梁能讓開墩身為準，此時鎖定橫移液壓缸，左、右橫移步幅偏差嚴禁超過0.5 m，以防止左右受力不均。

3 ）縱向移動

在指揮人員統一指揮下，啟動縱移液壓缸，緩慢加壓，頂推造橋機縱移，當造橋機縱移到位后，鎖定縱移液壓缸。左右幅主梁及模板系統前后步幅差嚴禁大于1 m，以防止因前后抗傾覆橫梁受力不均，發生損壞。

4.3.9 鼻梁旋轉裝置調整

為滿足最小平曲線R=410 m，主鼻接頭位置通過增加旋轉裝置，即主鼻梁處鉸接并增加液壓千斤頂，實現鼻梁水平旋轉，過孔時，根據平曲線的設置要求來多次調整主鼻梁角度實現縱移，詳見圖3和圖4。

圖3 鼻梁旋轉裝置調前

圖4 鼻梁旋轉裝置調后

4.3.10 二次行走過跨及鼻梁旋轉裝置調整

鼻梁旋轉裝置角度調整后縱移時在跨中位置臨時支墩作為支撐，在臨時支墩上通過縱向液壓系統完成縱向輔助移動，多次調整鼻梁旋轉角度多次縱移，達到順利縱移過孔。期間測量通過預設控制點進行安全監控全程跟蹤，及時進行臨時支墩沉降、位移及模架縱橫位移變化監測。

4.3.11 合模順利過跨

模架縱移至指定位置，打開橫移液壓缸，開始向內橫移帶動外模合攏，就位后再連接橫梁連接銷，完成縱向順利過跨。

5 施工工藝創新及施工優勢

通過對超跨徑小曲線富水區段移動模架行走過跨施工技術研究及應用，較好地解決了模架過跨跨徑超限、小曲線段過跨縱向導梁偏移量超限、富水區沼澤地模架拆裝轉場場地受限的難題，較傳統主鼻梁栓接曲線段無法過跨、重復拆裝轉場倒退過跨或搭設滿堂架行走通道，降低了設備拆裝轉場成本，減少了施工干擾，降低了安拆風險，同時有效縮短了施工工期。

6 結語

G15沈海高速公路?？诙涡潞；ネㄖ骶€橋富水區沼澤地第3聯至第10聯的成功應用，解決了工程實際技術、安全難題，降低了施工風險，節約了施工成本，達到了“安全、優質、高效、創新”的工程目標。為移動模架超跨徑、小曲線、富水區域施工提供了理論依據、技術支持以及實用技術，促進和推動了橋梁技術安全的發展和全面進步，具有較大的推廣價值。