MSS40下行式移動模架過空孔技術

王 維

(蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校，江蘇 蘇州 215104)

1 工程概況

中鐵十四局二公司承建的石濟客運專線SJ-4標衡景特大橋位于衡水市武邑縣境內，起訖里程為DK117+459.29～DK147+022.69，全長29.56 km，設計時速為250 km/h。標段內滏東排河與滏陽新河之間為泄洪區(qū)，按設計從300#墩～349#墩之間為40.7 m移動模架簡支現(xiàn)澆箱梁，共46跨。下部結構基礎采用鉆孔灌注樁、承臺形式，墩身為雙線單圓柱墩，其中312#墩～314#墩之間3跨為預制32.6 m簡支箱梁，根據(jù)施工進度和設計要求，泄洪區(qū)內的移動模架要經過3孔連續(xù)空孔。

2 MSS40下行式移動模架

2.1 移動模架的主要構造

MSS40下行式移動模架由主梁、導梁、橫梁、C梁、中吊梁、前吊梁、推進平臺、外模、內模、牛腿、液壓系統(tǒng)、電氣體系等組成。該移動模架為廠家專門為石濟客運專線設計制造，主要針對兩墩身之間40.7 m現(xiàn)澆箱型簡支梁施工的設備。

(1)支撐牛腿。落地式支撐牛腿共有三對，結構為三角桁架，位于每個橋墩的兩側。支撐牛腿主要作用是在移動模架澆筑和縱移的過程中支撐整個模架并將承受的荷載傳遞到承臺上，此種支撐牛腿避免了對墩身開孔。其中兩對用于支撐模架過孔作業(yè)，一對前置于前吊梁下方作為周轉用途。支撐牛腿利用多根高強精軋螺紋鋼將支撐牛腿對拉在墩身上，共設置上下兩道。

(2)推進平臺。推進平臺位于主梁與牛腿之間，是移動模架過孔的重要組成部分。每套移動模架配6臺，每個推進平臺有兩個橫向移動液壓缸，兩個豎向頂升液壓缸，一個縱向頂推液壓缸。

(3)主梁。主梁為2根46 m長鋼箱梁，利用高強螺栓拼接。導梁、橫梁、外摸板等均與主梁連接形成移動模架。是施工中支撐混凝土、模板、鋼筋等重量的主要結構。兩端設置前、后導梁，外側設置走道和安全護欄，以此保證作業(yè)人員調整撐桿時的作業(yè)安全。

(4)導梁。導梁為三角桁架結構，桁架長41 m，共兩節(jié)，利用銷接連接。裝配在主梁前、后兩端。主要功能是在保證主梁移動時控制方向，即使主梁移動時能夠盡早到達下一橋墩。

(5)橫梁。橫梁為型鋼梁桁架結構，設置在兩主梁間，橫梁與主梁以懸臂桁架形式結合，使橫梁與主梁同步進行橫向開合及縱向移動。橫梁沿現(xiàn)澆梁中心線兩側對稱布置，利用高強螺栓連接。可利用螺桿支撐調節(jié)外模高度以調節(jié)混凝土現(xiàn)澆梁的橫坡和預拱度。

(6)C形梁。C形梁是移動模架過孔過程中起到懸吊移動模架系統(tǒng)作用的下部配備頂升液壓缸的箱式鋼梁。

(7)中間吊梁。中間吊梁為一根鋼箱梁，放置在混凝土現(xiàn)澆梁前端。內置液壓缸，解除支撐牛腿受力時懸吊主梁。

(8)前吊梁。前吊梁為一根鋼箱梁，內置液壓缸，放置在前導梁前端，支撐牛腿縱向前移過程中可支撐移動模架。

(9)箱型現(xiàn)澆混凝土簡支梁外模板。箱型現(xiàn)澆混凝土簡支梁外模板由翼緣板、肋板、腹板、底板組成。腹板、肋板及翼緣板與橫梁相對應，主梁模板支架支撐安裝腹板、肋板及翼緣板。底板利用螺栓沿橫梁銷接方向進行連接，同橫梁相對應，分塊鋪設至橫梁上方。

在公路工程施工中，人是整個工程的主體，因此，在目標管理的應用中，管理人員一定要重視并充分貫徹與落實以人為本的原則，通過各種途徑和方式提供平臺和機會加強不同崗位施工人員的學習和相互交流，提升其綜合素養(yǎng)，使人的作用和價值在公路工程目標管理中得以充分實現(xiàn)。此外，企業(yè)要讓員工個人思維和智慧參與到整個工程的施工規(guī)劃和組織中來，并對這種參與進行合理引導和控制，從而調動所有人的積極性，激發(fā)其空前的熱情和創(chuàng)造力，為企業(yè)帶來意想不到的收益。

(10)箱型現(xiàn)澆混凝土簡支梁內模板。箱型現(xiàn)澆混凝土簡支梁內模板每塊重量60 kg，采用螺旋鋼管支架，安裝、拆卸方便快捷。內模采用胎架法在已澆筑梁段分節(jié)段拼裝成型。

(11)液壓系統(tǒng)。移動模架共有6套推進平臺液壓系統(tǒng)，用于模架豎向升降、橫向開合和縱移過孔。分別由液壓油缸、管路及電氣控制系統(tǒng)組成。每套推進平臺有兩個豎向上升油缸，一個縱向上推油缸，兩個橫向側推油缸。

(12)電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)采用三相四線制交流供電，用于振搗設備、照明系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等供電。

2.2 移動模架工作原理

模架是利用支撐、固定在承臺及墩身上的牛腿及兩組鋼箱梁支撐模板，通過開模、合模、模架縱向移動、橫向移動、牛腿縱向移動等功能，實現(xiàn)了逐孔、原位現(xiàn)澆的箱梁的工法。

(1)箱式現(xiàn)澆混凝土簡支梁模板下落

箱式現(xiàn)澆混凝土簡支梁澆筑完畢預應力鋼筋完成張拉后，前、中吊梁及C梁就位后，收縮前后承重油缸，依靠設備自重整體落模。拆除模板連接螺栓和橫梁連接銷軸，開啟橫向開模液壓缸，模板橫梁帶動外模板向外打開讓開橋墩，準備遷移過孔。

(2)整機縱移

(3)合模

移動模架縱移到位后進行合模并安裝模板連接螺栓和橫梁連接銷軸。

(4)牛腿行走及安裝

推進平臺首先將支撐牛腿行走到指定地點，然后利用高強螺紋鋼將墩身與支撐牛腿進行綁扎固定。

(5)箱式現(xiàn)澆混凝土簡支梁外側模板調整高程

合模完成后頂升豎向液壓缸，使模架至混凝土箱梁的設計標高位置，并通過推進平臺上的橫向移動液壓缸和縱向頂推液壓缸對主梁在橫橋向、順橋向進行微調，使其平面位置符合設計要求。

(6)移動模架系統(tǒng)過孔

MSS40下行式移動模架過跨主要步驟：前吊梁就位→中間吊梁就位→C型梁就位→移動模架系統(tǒng)第一次將箱式混凝土現(xiàn)澆簡支梁模板下落→推進平臺將支撐牛腿運行至指定位置→移動模架系統(tǒng)第二次將箱式混凝土現(xiàn)澆簡支梁模板下落→移動模架系統(tǒng)橫向沿現(xiàn)澆梁縱向中心線向兩側移動→整機縱移過跨→整機縱移到位。

3 過空孔時遇到的問題及解決方法

3.1 前吊梁位置調整

前吊梁位于前導梁前端，支撐牛腿縱向前移過程中前吊梁液壓缸作用力在墩身處以支撐移動模架。移動模架系統(tǒng)過孔至312#墩～314#墩，在前吊梁就位工序施工過程中發(fā)現(xiàn)，由于312#墩～314#墩之間3跨預制簡支箱梁長度為32.6 m，而300#墩～349#墩之間常規(guī)簡支現(xiàn)澆箱梁長度為40.7 m，導致前吊梁的位置超出313#墩中心位置8.22 m，前導梁無法支撐起來，進而不能進行支撐牛腿和推進平臺的就位工作。因此需要將前吊梁和液壓頂升油缸拆除，并后移8.22 m使其橫向中心軸線位置與313#墩身橫向中心軸線重合。前吊梁位置調整之后，支撐牛腿和平推小車前移至指定位置就位，然后按正常施工步驟過孔如圖1所示。

圖1 前吊梁位置調整圖

3.2 無法合模和梁體支撐

梁體支撐問題：40.7 m梁段模架行走前，C梁頂升液壓缸架設在完成混凝土澆筑及張拉完畢的箱梁上。由于311#～314#墩之間還沒有架梁，所以造成移動支撐牛腿和推進平臺時C梁和中吊梁以及前吊梁無法吊掛主梁等移動模架系統(tǒng)。

無法合模問題：移動模架整體下落后解鎖所有橫向連接即可整體行走，外模系統(tǒng)及橫梁前、后方距梁縱向中心線距離保持一致，至外模系統(tǒng)及橫梁完全避讓墩身時模架開始行走。由于311#～314#墩之間跨度不同于常規(guī)跨度且考慮節(jié)省工期不能拆除外模和橫梁，在整個移動行走過程中，外模需要橫向移動到一定的位置并且不能合模，這就增大了施工安全風險。

解決方法：考慮施工安全移動模架行走前整體下調10 cm，外模系統(tǒng)橫梁連接處距墩身橫向距離20 cm。橫向距離墩身越遠安全系數(shù)越高，太近容易碰撞墩身如圖2所示。在墩身之間增加臨時支撐，臨時支撐下面進行地基處理，每個臨時支撐下面增設支撐平臺，同跨間的支撐相互連接加固。每個支撐頂部平臺上都有兩個千斤頂，支撐平臺頂部與模架之間的支撐點之間留有一定的距離，確保支撐牛腿和推進平臺能順利通過。

圖2 落模及開模

3.3 移動過程

為保證施工安全，整個移動過程中移動模架系統(tǒng)至少有三處支撐點。本次情況分為三種過跨工況：

在工況一中，如圖3所示，C梁還位于315#梁上，可以為系統(tǒng)提供一個支撐點，另外2個支撐點為313#和314#墩上的支撐牛腿，全部就位后行走即可進行；

圖3 工況一

工況二中，如圖4所示，C梁依然位于梁體上，可以提供一個支撐點，同時使臨時支撐2和3受力支撐起系統(tǒng)；(1)之后將牛腿①解除受力行走到臨時支撐1和313#墩之間位置；(2)然后使支撐1開始受力，此時可以將牛腿②解除受力向前移動到313#和臨時支撐2之間；(3)把牛腿①固定到313#墩使其受力；(4)解除支撐2的受力使牛腿②通過并固定到312#墩上使其受力，全部就位后可以開始走行；

圖4 工況二

工況三中，從工況二到工況三牛腿分別固定在311#和312#墩上，行走牛腿時三個支撐點是臨時支撐2、3、4，步驟與工況二類似不再重述。

待模架移動到40.7 m跨間時再將前吊梁恢復到原始位置，之后可按正常施工進行。

4 結束語

移動模架制梁既不需要建設龐大的預梁制場，也不需要大噸位運架梁設備，從而減少了制架梁的大臨設施建設和設備購置費用，使箱梁的制造成本大大降低。但是移動模架施工時首先保證的是安全，在需要搭設臨時支撐時要做好支撐基礎的處理，以及對支撐點的選擇和計算等。