預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的移動模架施工技術(shù)探析

馬 蘭

（青海民族大學(xué)，青海 西寧 810007）

0 引言

我國交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)近20年得到了迅猛發(fā)展，公路橋梁建設(shè)也取得了舉世矚目的成績。為了完善道路交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，需要在越來越復(fù)雜的環(huán)境下修建橋梁結(jié)構(gòu)，例如海域、河流、山谷等區(qū)域，這些復(fù)雜環(huán)境下不能沿用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工工藝，而采用架設(shè)拼裝方法也需要解決預(yù)制梁運(yùn)輸?shù)碾y題，因此移動模架方法成為一種優(yōu)選的施工工藝，可以方便解決上述技術(shù)難題。

移動模架施工通過在已建成的橋墩上采用液壓系統(tǒng)推動整幅模架向前移動，模架系統(tǒng)配備有混凝土現(xiàn)澆的模板體系，當(dāng)模架移動到位后直接在模板系統(tǒng)上安裝鋼筋、澆筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力、養(yǎng)護(hù)混凝土，極大地方便了各種復(fù)雜環(huán)境下的橋梁施工作業(yè)。通過標(biāo)準(zhǔn)化的移動模架，可以實現(xiàn)多跨多聯(lián)橋梁的空中施工作業(yè)，具有顯著的質(zhì)量與安全保障。我國已經(jīng)在諸多典型跨江越海工程中采用了移動模架施工方法，例如東海大橋、蘇通大橋、南京長江二橋等[1-2]。因此，系統(tǒng)地歸納總結(jié)移動模架施工方法在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋中的施工技術(shù)與工藝，對于優(yōu)化和推行該施工技術(shù)具有重要意義。

本文結(jié)合筆者近年來工程經(jīng)驗，總結(jié)移動模架基本構(gòu)成體系及功能特點(diǎn)，歸納移動模架在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋中的施工技術(shù)與關(guān)鍵要點(diǎn)，并分析移動模架施工存在問題和應(yīng)對策略，提高該施工技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 移動模架系統(tǒng)構(gòu)成及功能分析

1.1 移動模架的系統(tǒng)構(gòu)成

移動模架系統(tǒng)的總體構(gòu)成如圖1所示，包含了上行式和下行式，基本由前鼻梁、后鼻梁和移動支撐系統(tǒng)（movable support system,MSS）3部分組成。前鼻梁由橋梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑?jīng)Q定，應(yīng)該使得移動模架能夠順利移動到未澆筑梁跨的前端橋墩處，并能夠固定連接在橋墩上而不導(dǎo)致翹起；MSS則是主梁澆筑直接支撐平臺，一般是橋梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑長度，這也是橋梁施工的重要平臺；后鼻梁是平衡前鼻梁和MSS的構(gòu)造。鼻梁可以對其長度和桁架構(gòu)造方式進(jìn)行優(yōu)化，長度的設(shè)計應(yīng)該滿足移動支撐要求，構(gòu)造方式主要滿足移運(yùn)過程中的剛度要求避免變形過大不能與橋墩進(jìn)行順利支撐。梁體的施工在MSS上實施，因此重點(diǎn)對MSS構(gòu)成和功能進(jìn)行詳細(xì)分析。

圖1 移動模架總體構(gòu)成示意圖

1.2 移動支撐系統(tǒng)MSS的功能

移動支撐系統(tǒng)MSS為梁體的現(xiàn)澆施工提供了平臺，因此其主要構(gòu)成有主梁、橫梁、支撐托架、牛腿、支撐臺車、模板系統(tǒng)等，上行式和下行式MSS構(gòu)造基本相同，以下行式為例MSS的構(gòu)造組成如圖2所示。

圖2 下行式移動支撐MSS的構(gòu)造示意圖

a）主梁一般由鋼桁架導(dǎo)梁和承重鋼箱梁組成，分節(jié)段加工制造并在節(jié)段之間通過高強(qiáng)螺栓連接形成整體，這主要是利用鋼箱梁抗扭性能抵抗橫向不對稱澆筑問題，同時節(jié)段可以加長以適應(yīng)不同的標(biāo)準(zhǔn)跨徑。

b）橫梁是將澆筑梁段荷載傳遞到主梁的傳力構(gòu)造，橫梁上面鋪設(shè)模板系統(tǒng)為梁體的澆筑提供外模支撐，同時橫梁可以通過調(diào)整液壓系統(tǒng)進(jìn)行縱向和橫向的高度調(diào)整，這樣可以適用不同的縱坡和橫坡設(shè)計要求。

c）支撐托架是將主梁荷載傳遞到橋墩的重要構(gòu)造，托架往往采用支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過精軋螺紋鋼筋與橋墩固定連接。支撐托架上設(shè)置有滑軌，可以方便地進(jìn)行模架的橫向移動，同時設(shè)置有螺旋頂構(gòu)造以方便荷載在支撐托架和橋墩之間的傳遞。

d）牛腿是設(shè)置在支撐托架與支撐橋墩上的連接構(gòu)造，用于直接將荷載通過牛腿傳遞到橋墩和承臺上，牛腿配置有縱橫向移動液壓頂升系統(tǒng)，并設(shè)置強(qiáng)大的局部構(gòu)造以方便荷載傳遞，避免應(yīng)力集中。

e）支撐臺車是移動主梁和橫梁的移動系統(tǒng)，往往配置有車輪組、頂升裝置、橫移裝置、支撐架等，具有三向位移功能，可以通過調(diào)整支撐臺車使得上部主梁和橫向進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)梁體線形設(shè)計要求。同時在施工澆筑完成后，通過支撐臺車可以更好地實現(xiàn)模板拆除和MSS前移。

f）模板系統(tǒng)是提供箱梁橋施工澆筑的模板裝置，包括外模系統(tǒng)和內(nèi)模系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)千斤頂裝置支撐在橫梁上并固定梁體，模板之間相互連接并設(shè)置支撐內(nèi)部的裝置。

移動模架支撐系統(tǒng)MSS由上述基本部分構(gòu)成，各組成成分的功能特點(diǎn)決定了其施工方式，目前MSS的設(shè)計偏重型、標(biāo)準(zhǔn)化不高、操作相對復(fù)雜，因此基于上述功能需求可以進(jìn)一步優(yōu)化其設(shè)計與構(gòu)造。

總而言之，拼音教學(xué)在小學(xué)語文教學(xué)過程中的作用和意義重大，可以說是基礎(chǔ)性的。因此實踐中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)思想重視，做好教學(xué)模式創(chuàng)新工作，采用多元化的教學(xué)方法，而不拘泥于一種固定的教學(xué)模式。這樣才能激發(fā)學(xué)生的拼音學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

2 移動模架的施工技術(shù)

移動模架的施工主要涵蓋模架拼裝、模架施工、模架前移3個部分，模架拆除工作相對簡單這里不予分析[3-4]。主要施工過程和關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)如圖3所示，模架施工與模架前移通過不斷循環(huán)實現(xiàn)所有橋跨的施工建造。

圖3 移動模架施工基本過程

2.1 模架拼裝

移動模架由于組成成分較多，因此其施工現(xiàn)場的拼裝連接也是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

首先，應(yīng)該選擇適宜的場地進(jìn)行移動模架拼接，一般是標(biāo)準(zhǔn)梁跨的起始位置，并順著樁號連續(xù)方向拼接。

其次，進(jìn)行移動模架平臺的安裝，包括牛腿和支撐托架，這些與橋梁墩柱進(jìn)行固定連接，并設(shè)置預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼筋進(jìn)行張拉就位，確保支撐力和錨固力。

再則，進(jìn)行移動模架的主梁連接，主梁按照鋼桁梁分段進(jìn)行現(xiàn)場安裝，采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行固定連接，這其中往往需要采用履帶吊進(jìn)行配合安裝。

同時，進(jìn)行橫梁的安裝就位，一般可以采用汽車吊將橫梁安裝到主梁上，橫梁安裝的同時需要設(shè)計配重塊使得模架體系平衡，橫梁安裝完成后分別裝配模板的撐桿與液壓系統(tǒng)。

最后，進(jìn)行模板的安裝，如圖4所示，模板安裝前需要焊接鋼板和鋼筋形成安全護(hù)欄，為后續(xù)梁體澆筑施工形成安全作業(yè)區(qū)間，在護(hù)欄四周布設(shè)安全網(wǎng)形成安全通道和施工操作空間。

圖4 移動模架的模板系統(tǒng)安裝圖

2.2 模架施工

然后進(jìn)行鋼筋安裝綁扎以及預(yù)應(yīng)力管道的定位，這些施工工藝與常規(guī)的現(xiàn)澆箱梁施工基本相同，但是需要注意一些預(yù)埋件的設(shè)置以及內(nèi)模與外模的連接。

其后進(jìn)行混凝土的澆筑振搗，移動模架施工往往采用泵送混凝土施工，需要注意泵送混凝土的下落高度以及振搗方法，由于內(nèi)模板和外模板的設(shè)置，需要確?；炷恋装搴透拱宓幕炷琳駬v密實。

最后進(jìn)行混凝土養(yǎng)生，梁體一般要灑水養(yǎng)護(hù)以保持混凝土表面濕潤度避免發(fā)生干縮變形產(chǎn)生收縮裂縫，也需要根據(jù)天氣狀況進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時間限定。

2.3 模架前移

在節(jié)段混凝土澆筑完成后需要進(jìn)行模板拆除，然后通過MSS支撐臺車進(jìn)行移動模架的頂升，從而使得整機(jī)前移及橫向調(diào)整，等移動到待澆筑區(qū)段后將移動模架與相應(yīng)的橋墩進(jìn)行定位連接，并通過液壓系統(tǒng)進(jìn)行移動模架空間三維調(diào)整以適應(yīng)梁體設(shè)計線形。注意到拆模應(yīng)該保證梁體混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求并能夠獨(dú)自承擔(dān)自身荷載作用。

通過模架前移和模架施工兩個工序的循環(huán)，可以實現(xiàn)所有梁段的澆筑作業(yè)，從而覆蓋全橋梁區(qū)域的梁段施工。

3 關(guān)鍵施工問題分析

移動模架施工具有非常突出的技術(shù)優(yōu)勢，是預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋在復(fù)雜環(huán)境下的較優(yōu)施工方案，但是該施工工藝在實際操作過程中仍然出現(xiàn)了不少工程問題，其中較為突出的是梁體線形控制和墩頂?shù)装彘_裂兩個問題。

3.1 梁體線形控制

由于移動模架的后支點(diǎn)支撐在懸臂端，如圖1，并隨著目前移動模架適用的梁體跨徑不斷增大，使得橋梁預(yù)拱度值增加、施工接縫處有明顯的拐點(diǎn)，導(dǎo)致其線形控制具有一定的難度。

當(dāng)后支點(diǎn)錨固力較大的情況下，前梁懸臂端又會產(chǎn)生較大的位移，這使得在懸臂位置處出現(xiàn)線形不平順的問題，如圖5，加上移動模架自身剛度、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力及結(jié)構(gòu)體系變化等，使得梁體線形的施工控制具有一定難度。

圖5 移動模架施工的線形特點(diǎn)

為了提高對移動模架施工的梁體線形把控，需要在施工過程中正確計算梁體的位移及成橋位移，通過正裝分析確定適宜的預(yù)拱度值，并根據(jù)現(xiàn)場實時監(jiān)測結(jié)果調(diào)整預(yù)拱度，從而確定每一節(jié)段施工中準(zhǔn)確的立模標(biāo)高值，通過支撐臺車和模板系統(tǒng)的液壓裝置相應(yīng)地調(diào)整立模標(biāo)高，確保梁體施工完成后能夠達(dá)到設(shè)計預(yù)期線形狀況。

3.2 懸臂端底板開裂問題

移動模架施工中存在部分懸臂段梁體，如圖1所示，該懸臂端又承受箱梁結(jié)構(gòu)自重、模架支反力P1、錨固點(diǎn)反力P2和縱向預(yù)應(yīng)力P3等荷載作用，如圖6所示。

圖6 懸臂端底板承受荷載示意圖

在該底板區(qū)域因為錨固需求截面受到一定程度的削弱，同時承受三向應(yīng)力作用，無論是橫向應(yīng)力還是縱向應(yīng)力都比較突出，容易在施工完成后或者運(yùn)營使用中出現(xiàn)開裂問題，因此需要重視對該區(qū)域設(shè)計構(gòu)造。

有效控制懸臂端底板的開裂問題：a）需要設(shè)計底板合理的構(gòu)造尺寸；b）需要加強(qiáng)底板橫向預(yù)應(yīng)力的設(shè)計以提高該區(qū)域內(nèi)的泊松傳遞效應(yīng)，將縱橫向應(yīng)力更加均勻地傳遞；c）需要對吊點(diǎn)位置和錨固位置進(jìn)行適當(dāng)加固或者移位，將其轉(zhuǎn)移到墩頂位置，從而減小該區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

4 結(jié)論

移動模架方法通過標(biāo)準(zhǔn)化模架體系可多次重復(fù)利用，具有人工需求少、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工操作簡便等特點(diǎn)，非常適合于跨江越海等復(fù)雜環(huán)境下的多跨多聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的施工。結(jié)合筆者近年來從事的多座橋梁移動模架施工，總結(jié)了移動模架基本構(gòu)成體系和各組成成分功能特點(diǎn)，歸納了移動模架在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋中的施工技術(shù)與關(guān)鍵要點(diǎn)，并分析移動模架施工存在問題線形控制和懸臂端底板開裂等典型工程問題，并給出了應(yīng)對策略和方法。促進(jìn)移動模架施工技術(shù)的改進(jìn)優(yōu)化，及其在我國大型橋梁工程中的施工實踐。