移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)在特大橋梁工程中的應(yīng)用

鄭軍龍

(中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司，天津市 300350)

移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)是一種自帶模板、可在橋位間自行移動(dòng)的箱梁現(xiàn)澆施工技術(shù)，適用于墩高、孔跨多、梁體外截面為等截面的特大橋梁施工中。在具體選擇中，可按照梁體結(jié)構(gòu)和橋下凈空的要求合理選擇，如果橋梁工程下凈空比較大，可容納下承式模架，則可以選擇下承式移動(dòng)模架施工技術(shù)。而上承式模架施工技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣，甚至無(wú)需地面輔助設(shè)備，且機(jī)械化程度較高，施工速度快，可保證施工的質(zhì)量和安全性，也是銀河大道雙線特大橋橋梁施工中應(yīng)用的技術(shù)。

1 工程概述

銀河大道雙線特大橋橋梁中心里程DK82+658.5，全橋長(zhǎng)991.6 m，最大墩高17 m，孔跨結(jié)構(gòu)為19×32 m+(32+48+32)m連續(xù)梁+2×24 m+6×32 m，樁基礎(chǔ)采用φ1.25m、φ1.5 m鉆孔樁基礎(chǔ)(樁長(zhǎng)7～48 m)，橋墩采用圓端型實(shí)體橋墩29個(gè)(墩高3～17 m)，橋臺(tái)采用矩形空心橋臺(tái)，簡(jiǎn)支梁采用移動(dòng)模架現(xiàn)澆梁，本橋位于直線上, 表1為本工程主要技術(shù)指標(biāo)。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)

2 移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工方案分析

移動(dòng)模架造橋機(jī)是目前橋梁施工中常用的大型設(shè)備，自帶模板，采用鋼箱梁來(lái)支承模板，對(duì)混凝土梁進(jìn)行逐孔澆筑施工(見圖1)。本工程在施工中采用此種設(shè)備。為保證施工質(zhì)量，提升施工速度，要求移動(dòng)模架造橋機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)縱向移動(dòng)、橫向移動(dòng)、豎向移動(dòng)，而底模則要實(shí)現(xiàn)開合及高程調(diào)整。在內(nèi)膜系統(tǒng)中，內(nèi)膜小車作為工具車，逐段將全跨模板的背副走向?qū)崿F(xiàn)開、合，而在混凝土澆筑時(shí)，內(nèi)模主要依靠螺桿來(lái)提供支撐。當(dāng)模板形成面之后，通過螺桿來(lái)支撐和調(diào)節(jié)，將承受力及時(shí)傳遞給主梁，在應(yīng)用移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)時(shí)，所有模板系統(tǒng)需要布置微調(diào)機(jī)構(gòu)，以保證每個(gè)梁體結(jié)構(gòu)施工尺寸的精度符合要求。

圖1 移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工

3 移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)在特大橋梁工程中的應(yīng)用

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工之前，為保證施工精度，需要對(duì)拼裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整平、換填、壓實(shí)處理，以保證施工機(jī)械設(shè)備能夠安全進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)清除吊車操作半徑內(nèi)所有的障礙物，避免發(fā)生碰撞等安全問題[1]。

3.2 按照施工方案，拼裝構(gòu)件

移動(dòng)模架構(gòu)件比較多，為保證施工質(zhì)量和橋梁施工精度，需要嚴(yán)格控制各構(gòu)件碰撞順序和質(zhì)量，具體而言，先進(jìn)行后支腿、中支腿、主框架安裝施工；再進(jìn)行外模板施工安裝，邊進(jìn)行鋼筋綁扎，邊進(jìn)行內(nèi)模安裝；最后進(jìn)行輔助支腿和道梁安裝。本工程移動(dòng)模架主框架結(jié)構(gòu)安裝示意圖(見圖2)。

3.3 后支腿和中主支腿安裝

在后支腿安裝之前，需要在墊石上進(jìn)行全方位的測(cè)量放樣，同時(shí)用墨線標(biāo)記施工中心線，為后期施工提供必要條件和施工標(biāo)準(zhǔn)。為保證后支腿安裝質(zhì)量，可從以下兩個(gè)方面同時(shí)入手。其一是兩立柱的下?lián)伟灞仨殞⒋怪焙奢d均勻有效地傳到墊石上；其二是在支架上橫梁的橫向、縱向中心線可當(dāng)做施工基準(zhǔn)線，安裝誤差控制在5 mm之內(nèi)。

中主支腿的主要作用是連接支腿和主梁，保證移動(dòng)模架造橋機(jī)縱向移動(dòng)的穩(wěn)定性。具體安裝方法為：先將主梁端部懸空，利用吊車起吊中支腿和主梁相互對(duì)接，為避免吊裝時(shí)發(fā)生支腿變形，需要在中支腿上端布置4個(gè)吊點(diǎn)。吊具從主梁的外側(cè)吊掛4個(gè)吊點(diǎn)，如果施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，可采用手拉葫蘆代替吊裝鋼絲，保證安裝質(zhì)量[2]。

圖2 移動(dòng)模架主框架結(jié)構(gòu)安裝示意圖

3.4 外模及內(nèi)模系統(tǒng)安裝

移動(dòng)模架和傳統(tǒng)模板安裝支架相比，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，涉及到的內(nèi)容也比較多，包括：底模、腹模及多種用于調(diào)節(jié)的支持工具。在具體安裝中，采用高強(qiáng)度可調(diào)節(jié)支撐系統(tǒng)將模板逐步掛在外肋之上。在底模安裝中，可通過吊掛外肋方法，將底模從中間分開，以方便后期施工。在外模施工中必須滿足設(shè)計(jì)32 m梁的需要。在翼板安裝中，需要合理設(shè)置人行通道，以便后期施工人員可以安全通過。內(nèi)模系統(tǒng)則主要采用拆裝式內(nèi)膜結(jié)構(gòu)，施工時(shí)也要滿足32 m梁的需求，且內(nèi)模面板的厚度為5 mm。在安裝中需要充分考慮孔梁澆筑完成之后內(nèi)模出腔的要求。在最后孔梁施工，混凝土梁頂板需要開洞設(shè)置，為后期面板拆除墊定基礎(chǔ)。

3.5 前輔助支腿安裝

圖3為本工程前輔助支腿安裝施工示意圖。本工程施工是移動(dòng)模架安裝施工的主要難點(diǎn)之一，為滿足橋梁工程施工需求，需要設(shè)置一套完整的前輔助支腿，整個(gè)支腿結(jié)構(gòu)由托輥結(jié)構(gòu)、橫聯(lián)梁、立柱框架等結(jié)構(gòu)共同組成，為便于后期施工，前輔助支腿需要布設(shè)在橋梁導(dǎo)梁的前端，作為活動(dòng)支腿，便于后期靈活使用[3]。

3.6 移動(dòng)模架過孔

移動(dòng)模架過孔施工是移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵，其施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)橋梁工程施工的質(zhì)量有較大影響，此工序施工比較復(fù)雜，涉及要素較多，為保證施工質(zhì)量，需要嚴(yán)格控制每個(gè)施工步驟：(1)當(dāng)混凝土澆筑完成之后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后，逐步拆除模板支撐桿件，在橋面進(jìn)行軌道鋪設(shè)，鋪設(shè)完成之后，再拆除每根吊桿及底模。促使模架能夠整體下降，下降10 cm之后，進(jìn)行支腿脫模處理，并將后支腿作用在橋面鋪設(shè)好的軌道上，啟動(dòng)操作泵，推動(dòng)外肋移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)外模板橫向移動(dòng)。(2)當(dāng)外面模板橫向移動(dòng)完成之后，再拆除支腿連接結(jié)構(gòu)，在操作泵的作用下，后主支腿開始行走，向前移動(dòng)一個(gè)跨。(3)對(duì)支腿進(jìn)行橫向調(diào)整，達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后鎖定支腿， 以免在施工中發(fā)生位移，影響施工的安全性。通過起吊小車帶動(dòng)支腿，向前移動(dòng)一個(gè)孔[4]。(4)移動(dòng)模架遷移一個(gè)孔之后，需要對(duì)每個(gè)支腿的標(biāo)高進(jìn)行合理調(diào)整，達(dá)到要求之后及時(shí)鎖定，然后進(jìn)行吊桿穿越操作和鋼筋綁扎，鋼筋綁扎時(shí)必須選擇滿綁方式，以避免在混凝土澆筑時(shí)發(fā)生位移，保證施工質(zhì)量。鋼筋綁扎結(jié)束之后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑。

圖3 前輔助支腿安裝施工示意圖

3.7 模架系統(tǒng)預(yù)壓施工

3.7.1 空載試驗(yàn)

在空載試驗(yàn)之前，需要對(duì)箱梁上的軌道高差進(jìn)行全面測(cè)量和分析，如果誤差過大，則通過調(diào)整數(shù)值油缸的方法調(diào)整誤差，調(diào)整完成之后，要靜置15～20 min，如果豎直油缸的保壓性能良好，再進(jìn)行空載試驗(yàn)。當(dāng)模床頂升到混凝土澆筑的位置時(shí)，檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備及儀表，二者都達(dá)到要求之后，啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行空載試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄[5]。

3.7.2 加載試驗(yàn)

首次預(yù)壓荷載為最大施工荷載的1.2倍，再次安裝預(yù)壓荷載為最大施工荷載的1.1倍[6]。按照預(yù)壓載荷分布點(diǎn)情況(見圖4)，以最大施工荷載的60%、100%、120%(非首次為110%)三級(jí)進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載分布與支架施工荷載分布基本一致，每級(jí)持壓荷載時(shí)間應(yīng)分別不小于2 h、2 h、8 h。每級(jí)加載完成后每2 h觀測(cè)一次，全部加載完成后持荷8 h且最后兩次觀測(cè)變形值之差小于2 mm時(shí)，可認(rèn)定變形穩(wěn)定，方能進(jìn)行卸載[7]。

圖4 預(yù)壓測(cè)點(diǎn)布置圖

3.7.3 預(yù)壓荷載分部

預(yù)壓采用混凝土預(yù)制塊進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓加載按照箱梁重量分配進(jìn)行模擬堆載。在加載過程中，荷載分別從梁兩端逐步均勻向跨中加載，并且左右對(duì)稱,加載過程共分三級(jí)：0%～60%～100%～120%[8]。

3.8 移動(dòng)模架拆除

按照工期安排，施工最后一孔梁時(shí)，前方梁已經(jīng)施工完成，前導(dǎo)梁的橫向聯(lián)結(jié)系將阻擋模架前移，要邊前移邊拆除，前導(dǎo)梁伸入到已完成的箱梁翼緣板下部。其余部分的移動(dòng)模架均在施工完最后一孔梁后，原位拆除[9]。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)在特大橋梁工程中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，和傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)具有施工工期短、機(jī)械化程度高等優(yōu)勢(shì)，可保證施工進(jìn)度、施工質(zhì)量，按期完成施工任務(wù)。

(1)移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)具有較強(qiáng)的連續(xù)性、穩(wěn)定性和可靠性，施工過程容易掌控，適用于長(zhǎng)度超過300 m的特大橋梁。應(yīng)用在銀河大道雙線特大橋施工時(shí)，整體施工工期比較好，模架拼裝和拆除費(fèi)用經(jīng)過一次性分?jǐn)傊?，費(fèi)用比較低。在進(jìn)行跨線施工中具有顯著優(yōu)勢(shì)，可實(shí)行一次性跨越施工，比較安全可靠。

(2)簡(jiǎn)支箱梁施工中線型控制難度較大，需要結(jié)合實(shí)際工況不斷調(diào)整控制，在銀河大道雙線特大橋施工中加強(qiáng)對(duì)各道工序的嚴(yán)格控制，從而在梁體線型控制上積累有效的經(jīng)驗(yàn)。

(3)在特大橋梁施工中，如果現(xiàn)場(chǎng)不具備廠制架設(shè)條件，施工方案和施工工藝則需要進(jìn)一步探討。銀河大道雙線特大橋施工工期比較緊，施工任務(wù)重，采用移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)進(jìn)行總體施工，保證了施工進(jìn)度，分解了廠制梁規(guī)模壓力和資金設(shè)備的投入。

此外，移動(dòng)模架現(xiàn)澆簡(jiǎn)支梁施工技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)質(zhì)量要求比較低，可節(jié)省地基處理資金，降低建設(shè)成本，同時(shí)也提升了施工速度，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，提升特大橋路施工的整體性，值得大范圍推廣應(yīng)用。