移動(dòng)模架合模施工工藝探究

唐濤 劉友清

摘 要 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長(zhǎng)，國(guó)家高度重視交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。在過(guò)去，沒有先進(jìn)的橋梁建設(shè)技術(shù)，浪費(fèi)了金錢和時(shí)間，經(jīng)濟(jì)效益不會(huì)增長(zhǎng)。因此，對(duì)橋梁的需求正在增加。橋梁是跨越障礙的通道，是龐大的交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。它們?cè)趪?guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)和其他方面發(fā)揮著重要的作用。在現(xiàn)代橋梁施工技術(shù)中，移動(dòng)式模架造橋機(jī)在橋梁施工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。采用造橋機(jī)施工，不僅能有效地高速完成施工，而且在一定程度上提高了經(jīng)濟(jì)效益，在我國(guó)橋梁建設(shè)中取得了新的突破。本文以茂名水東灣大橋引橋移動(dòng)模架箱梁施工為例，介紹不同的合模方式在施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 移動(dòng)模架造橋機(jī);橋梁;施工工藝;合模

1 移動(dòng)模架簡(jiǎn)介

1.1 移動(dòng)模架定義

移動(dòng)模架是一種自帶模板，利用承臺(tái)或墩身作為支承，對(duì)橋梁進(jìn)行現(xiàn)澆的施工機(jī)械。其主要特點(diǎn)：施工質(zhì)量好，施工操作簡(jiǎn)便，成本低廉，對(duì)地勢(shì)環(huán)境影響小等特點(diǎn)[1]。

1.2 移動(dòng)模架組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

移動(dòng)模架主要組成結(jié)構(gòu)為：主梁系統(tǒng)、底橫梁、推進(jìn)小車、支撐托架、前鼻梁、模板系統(tǒng)、吊架系統(tǒng)等部分組成。

（1）主梁系統(tǒng)是移動(dòng)模架模架最重要的承重結(jié)構(gòu)，由2組并列的縱梁組成。每組縱梁由6節(jié)承重鋼箱梁組成，相鄰兩組縱梁之間中心距為9.8m，全長(zhǎng)63m。承重鋼箱梁每節(jié)長(zhǎng)9～12米，高約3.4米，寬約1.9米。主梁接頭采用高強(qiáng)螺栓連接板聯(lián)結(jié)。

（2）底橫梁設(shè)置在兩根主梁之間，縱向分布為11個(gè)節(jié)段，主梁上每隔5.5米設(shè)置一道底橫梁。底橫梁一分為三（東側(cè)移動(dòng)模架底橫梁是一分為二），兩側(cè)分別與主梁采用高強(qiáng)螺栓連接，中間段與一側(cè)橫梁鉸接。底橫梁間為可分合形式，采用高強(qiáng)精軋螺紋鋼連接。底橫梁構(gòu)造為型鋼梁桁架形式，每一節(jié)段底橫梁設(shè)置4個(gè)支撐點(diǎn)，以完成預(yù)拱度的調(diào)節(jié)，并把模板承受的力通過(guò)底橫梁傳給主梁。橫梁中間分合接頭的法蘭板一邊設(shè)置錐形導(dǎo)向銷、一邊開孔，依靠銷孔間的導(dǎo)向作用保證平穩(wěn)快速合模。橫梁間設(shè)置有縱向聯(lián)系桿，帶鉸接端聯(lián)系桿為上下兩層，不帶鉸接端只有上層，聯(lián)系桿主要作用是使橫梁左右部分連成整體，防止橫梁縱向偏移。

（3）推進(jìn)工作小車是移動(dòng)模架主梁和支撐托架過(guò)跨的倒向結(jié)構(gòu)，且為移動(dòng)模架系統(tǒng)的重要組成部件。推進(jìn)工作小車僅在移動(dòng)模架支撐托架和主梁過(guò)跨階段承受荷載。

（4）支撐托架俗稱牛腿，通過(guò)接地支撐或者剪力鍵支撐在承臺(tái)上或橋墩中部剪力孔。支撐托架附著在墩身兩側(cè)并支撐在承臺(tái)頂面或剪力孔，用18根精軋螺紋鋼連接，每根高強(qiáng)精軋螺紋鋼需施加預(yù)緊力張拉預(yù)緊，張拉時(shí)兩側(cè)應(yīng)同步分級(jí)張拉。支撐托架是移動(dòng)模架造橋機(jī)的基礎(chǔ)，共設(shè)2對(duì)，每對(duì)支撐托架由相同的左右兩部分組成。支撐托架上設(shè)置有千斤頂支頂主梁，把主梁上的荷載通過(guò)千斤頂傳到支撐托架再傳遞到墩身或者承臺(tái)上。支撐托架的支撐處，進(jìn)行了局部加強(qiáng)，并經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算確認(rèn)。

（5）前鼻梁前鼻梁采用鋼桁架結(jié)構(gòu)（由H型鋼及角鋼組成），分3個(gè)節(jié)段，總長(zhǎng)約33.5m，主要用于前支撐托架過(guò)跨及前導(dǎo)主梁過(guò)跨[2]。

（6）模板系統(tǒng)包括底板、腹板、翼緣板、可調(diào)撐桿等幾大部分。底板通過(guò)螺旋頂支撐在底橫梁上。腹板和翼緣板通過(guò)可調(diào)撐桿支撐在主梁上。所有外模板均應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)預(yù)拱度，預(yù)拱度的設(shè)置應(yīng)按移動(dòng)模架主梁承受的實(shí)際施工箱梁總荷載外加內(nèi)模自重產(chǎn)生的曲線特征值進(jìn)行計(jì)算，以使成橋后橋梁曲線與設(shè)計(jì)值吻合。外模系統(tǒng)為移動(dòng)模架最直接承載系統(tǒng)，外模通過(guò)撐桿和底橫梁將載荷傳遞到主梁。

（7）吊架系統(tǒng)分為前吊架、中吊架及后吊架，移動(dòng)模架過(guò)跨時(shí)，前中后吊架作為主要受力體系吊起整個(gè)移動(dòng)模架從而實(shí)現(xiàn)支撐托架過(guò)跨。

2 合模工藝簡(jiǎn)介及對(duì)比

2.1 工況簡(jiǎn)介

省道280線水東灣大橋新建工程是水東灣綜合整治開發(fā)五個(gè)子項(xiàng)目之一，項(xiàng)目位于水東灣通向南海的壺口處，連接水東灣西側(cè)南海片區(qū)和東側(cè)旦場(chǎng)片區(qū)。本項(xiàng)目由跨海特大橋和接線道路工程組成，全長(zhǎng)6.613km，其中跨海特大橋長(zhǎng)3.333km，接線道路長(zhǎng)3.28km;茂名水東灣大橋40m跨箱梁共53跨，分別位于通航主橋的東西兩側(cè)：東側(cè)65#～75#墩共10跨采用支架現(xiàn)澆施工，36#～65#墩共29跨、西側(cè)6#～33#墩共27跨，各自分左、右兩幅采用移動(dòng)模架現(xiàn)澆施工[3]。

2.2 合模定義簡(jiǎn)介

水東灣大橋東西兩側(cè)箱梁施工采用移動(dòng)模架造橋機(jī)施工，本次介紹東西兩側(cè)移動(dòng)模架過(guò)跨中的一道施工工序-合模。東側(cè)移動(dòng)模架底橫梁由左右兩段組成，左右兩段直接用螺栓固定在主梁上，合模時(shí)依靠底橫梁上定位銷精準(zhǔn)定位直接合模到位，我們稱之為“剛性”合模;西側(cè)底橫梁由三段組成，即左右段和中間段，左右段同樣用螺栓固定在主梁上，但中間段鉸接于右段底橫梁上。合模時(shí)，通過(guò)翻折中間段，依靠定位銷來(lái)完成合模，稱之為“柔性”合模。

2.3 合模工藝簡(jiǎn)介

“剛性”合模施工工藝：主梁過(guò)跨到位→驅(qū)動(dòng)前后牛腿橫移小車液壓系統(tǒng)進(jìn)行合?！夏５轿贿B接左右底橫梁及底?！w頂升模架及調(diào)整標(biāo)高。

“柔性”合模施工工藝：主梁過(guò)跨到位→驅(qū)動(dòng)前后牛腿橫移小車液壓系統(tǒng)進(jìn)行合?！笥叶蔚讬M梁相距約3米（中間段底橫梁長(zhǎng)度）時(shí)停止合模→翻折中間段底橫梁及底?！夏５轿贿B接底橫梁及底?！w頂升模架及調(diào)整標(biāo)高[4]。

2.4 工藝對(duì)比

（1）“剛性”合模施工工藝流程比較簡(jiǎn)單;底橫梁及底模的直接開合大幅度簡(jiǎn)化了施工流程，為整個(gè)過(guò)跨流程節(jié)約時(shí)間;

（2）“剛性”合模節(jié)約勞動(dòng)力;“柔性”合模底橫梁的翻折需要2-3人共同完成，而“剛性”合模則只需要1人觀察即可;

（3）“剛性”合模對(duì)其他結(jié)構(gòu)要求較嚴(yán)格;“剛性”合模由于是兩側(cè)底橫梁直接合攏對(duì)接，因此對(duì)支撐托架和底橫梁自身結(jié)構(gòu)改造（制造）及安裝精度要求高，如精度超出使用說(shuō)明書規(guī)定范圍，會(huì)給合模過(guò)程造成很大困難;相較于“剛性”合模，“柔性”合模對(duì)于支撐托架和底橫梁安裝的精度要求反而低，底橫梁中間段的鉸接，讓中間段有了很小的垂直方向活動(dòng)的空間，對(duì)于支撐托架微小的安裝精度誤差，則可通過(guò)調(diào)節(jié)中間段底橫梁來(lái)達(dá)到順利合模;

（4）“剛性”合模中沒有了底橫梁的翻折，同樣也沒有了底模的翻折，也就沒有了底模翻折的液壓系統(tǒng)，在制造及使用過(guò)程中也能大大降低項(xiàng)目成本。

（5）“柔性”合模更平穩(wěn);“剛性”合模時(shí)，不能保證所有底橫梁定位銷能剛好順利插入銷孔，有的會(huì)存在一定的錯(cuò)臺(tái)，錯(cuò)臺(tái)的存在會(huì)造成合模產(chǎn)生沖擊載荷從而造成模架整體晃動(dòng)[5];

（6）“柔性”合模適用的工況更廣泛;現(xiàn)在橋梁大多存在曲線，曲線的存在使得移動(dòng)模架的左右側(cè)支點(diǎn)定位會(huì)存在偏差，為了能更好地適應(yīng)橋梁曲線，前后微調(diào)主梁從而達(dá)到最好施工狀態(tài)是常有的，“柔性”合模中，底橫梁中間段的鉸接能保證主梁前后微調(diào)后依然能順利合模，“剛性”合模中底橫梁左右段直接固定在主梁內(nèi)側(cè)，主梁前后微調(diào)后產(chǎn)生的縱向錯(cuò)臺(tái)會(huì)是合模無(wú)法完成。

移動(dòng)模架的通用性較差，需要根據(jù)不同的工況來(lái)選擇不同形式的移動(dòng)模架，但無(wú)論哪種移動(dòng)模架，在移動(dòng)模架整個(gè)過(guò)跨過(guò)程中，最重要的環(huán)節(jié)仍然是支撐托架的安裝，支撐托架被視為移動(dòng)模架的“基礎(chǔ)”，只有基礎(chǔ)打得足夠牢固、安全，才能保障后面工序的安全施工。因此，按使用說(shuō)明書和規(guī)范要求安裝支撐托架，控制好標(biāo)高及對(duì)拉精軋螺紋鋼張拉力大小、均勻，成為主梁過(guò)跨和合模工序的重要的安全保障。

隨著使用的廣泛化、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備要求的提高，移動(dòng)模架施工工藝也會(huì)越來(lái)越成熟、精簡(jiǎn)，根據(jù)不同的工況選擇不同形式的移動(dòng)模架會(huì)為施工帶來(lái)方便、為企業(yè)創(chuàng)造效益，加強(qiáng)對(duì)移動(dòng)模架施工工藝的研究具有重要的意義，需要引起我們的重視[6]。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)移動(dòng)模架造橋機(jī)施工工藝的分析，了解了移動(dòng)模架造橋機(jī)的施工工藝流程。在實(shí)際工作中，可以解決各種施工技術(shù)難點(diǎn)，改進(jìn)施工工藝，從而保證施工質(zhì)量、施工安全和經(jīng)濟(jì)效益。在今后橋梁建設(shè)工程中，我們可以有效地使用合適的移動(dòng)模架造橋機(jī)進(jìn)行橋梁施工，保證工程質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。移動(dòng)模架造橋機(jī)技術(shù)是一種先進(jìn)的橋梁施工技術(shù)，但由于我國(guó)技術(shù)發(fā)展相對(duì)較晚，設(shè)計(jì)水平仍然較低，與國(guó)際上設(shè)計(jì)方法比較單一，為了使移動(dòng)架模技術(shù)得到更好的改進(jìn)和更廣泛的應(yīng)用，適應(yīng)我國(guó)橋梁建設(shè)發(fā)展的需要，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，吸取國(guó)內(nèi)外對(duì)移動(dòng)模架造橋的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面的經(jīng)驗(yàn)，提出了一套工作指南或規(guī)程。

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