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文档简介
中铁xx局xx铁路移动模架施工组织设计移动模架制梁施工组织设计一、编制依据及编制原则1、编制依据招标文件、合同文件、施工图设计,变更设计;客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件;客运专线高性能混凝土暂行技术条件;客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件;客运专线桥梁伸缩装置暂行技术条件;客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件;客运专线桥涵工程施工质量验收暂行标准;客运专线铁路桥涵工程施工技术指南;我单位目前的劳动力、施工机械设备能力、技术管理水平;我单位组织到安徽铜汤高速公路、杭州湾跨海大桥移动模架现浇梁现场及京津城际高速铁路预制梁场观摩取得的施工技术。2、编制原则注重学习和借鉴相关技术和施工经验,重视模架制梁的技术准备和物资储备工作,确保首片梁灌注计划的实现。积极稳妥、合理安排后续梁片的施工,制梁工期保证合同文件规定的总体工期计划。在实事求是的基础上,力求技术先进,科学合理和经济适用。在确保工程质量标准的前提下,积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料和新方法,作好劳力、物力、设备使用的总结和分析,探索制定模架制梁的内部定额,尽快形成流水作业,均衡生产,以控制工程投资。坚决贯彻“百年大计,质量第一”的质量方针,建立健全质量保证体系,贯彻多层次技术结构和技术政策,在施工中定人定岗,层层把关,确保本工程质量难收达到100%合格,施工技术总结对全局移动模架施工具有指导意义。贯彻“安全第一、预防为主”的原则,完善规章制度,强化安全教育和岗位培训,针对沿海的气候特征制定各类安全预案,狠抓现场各项制度、措施的落实,确保安全生产目标的实现。二、工程概况1、项目简介xx铁路是我国铁路中长期规划“八纵八横”主通道沿海快速铁路的重要组成部分,也是规划中的九条客运专线之一,北接浙江省xx市,南接福建省xx市。xx铁路xx段从xx省省界xx隧道中部(DK81+022)开始,线路途经xx市辖的xx市、xx县、xx市、xx区及xx市辖的xx县、xx县、xx区、xx区,终至xx隧道出口(DK301+107),正线全长211.04公里。Xx铁路引入xx枢纽段全长18.08km。我局承建段为DK270+702DK294+394(不含xx试验段),正线长度23.492km,主要工程内容包括隧道10座、总长10234m,(特)大桥10座、总长8315.5m,小桥涵、通道16座,路基(站场)土石方157.4万立方米,新建xx车站一座。2、主要技术标准主要技术标准如下表1 表1 xx铁路主要技术标准序号项目技术标准1铁路等级级2正线数目双线3旅客列车设计行车速度200km/h,预留提速条件4最小曲线半径4500m5限制坡度66线间距4.6m7牵引种类电力8机车类型客车:动车组,货机:SS79牵引质量3500t10到发线有效长850m11闭塞类型自动闭塞12建筑限界满足双层集装箱开行条件3、气象特征及地震动参数本区属亚热带海洋性气候,具有四季分明,冬无严寒,夏无酷暑,雨量充沛,温暖湿润,植被茂盛,无霜期长,台风频繁的特征。每年7至9月为台风季节,台风最大风力12级以上,最大风速达40.0m/s,台风期间降雨集中。根据GB18306-2001中国地震动参数区划分图,该区段为0.10g,属度地震区。4、桥梁工程简介我局承建段共有大桥4座,特大桥6座,共8315.5延长米。原设计采用移动模架施工的上部简支箱梁共215榀,其中32m标准跨204榀,24m标准跨11榀,后期有三座桥梁变更设计,共减少简支箱梁24榀。本施组按191榀移动模架制梁编制,其中32m标准跨186榀,24m标准跨5榀。24m简支梁与32m简支梁采用等高设计,梁体跨中高度为2.8m,至梁端2m处渐变至3m。线间距为4.6m的部位,箱梁顶桥宽为13.0m,线间距大于4.6米至5米的部位,箱梁顶板宽为13.4m,分别采用不同的通用图施工。各桥梁上部简支梁孔跨布置如下表2:表2 桥梁孔跨一览表序号桥梁名称中心里程孔跨布置桥长(m)简支梁孔数通用图线间距1A特大桥DK271+775.701-32m+(32+48+32)+60-32m+1-24m2147.462 5.02B特大桥DK273+923.521-32m+(40+64+40)+5-32m+2-24m+2-32m+2-24m519.612 5.03C特大桥DK283+318.1526-32m864.326 4.64D大桥DK285+326.35变更为连续梁135.80 5E特大桥DK286+503.3618-32m602.218 4.66F大桥DK287+145.858-32m275.284.67G特大桥DK289+212.0430-32m996.430 5.08H特大桥DK291+149.20框架桥+29-32m+框架桥2364.629 5.09I大桥DK293+489.476-32m210.16 5.010J1号桥DK294+293.55变更为连续梁201.20三、总体施工方案及施工组织安排1、总体施工方案根据全线移动模架的施工生产任务和总体工期的要求,拟组织6台移动模架上场施工。依据总体任务划分,一工区上场两台移动模架,负责A特大桥、B特大桥共74榀箱梁现浇任务。二工区上场一台移动模架,负责C特大桥26榀箱梁现浇施工。三工区上场三台移动模架,一台负责D特大桥42榀箱梁施工,一台负责E特大桥和F大桥26榀箱梁施工,一台负责G特大桥和H特大桥共36榀箱梁施工。移动模架全部采用下承式的,由桥梁的一端向另一端逐孔现浇施工。梁体钢筋在现场弯制、单根入模绑扎成型;混凝土由拌合站集中拌合,混凝土罐车运输,混凝土输送泵和泵车泵送入模;混凝土振捣以插入式振动棒振捣为主,辅以附着式振捣器;养护采用洒水覆盖养生;预应力张拉分预张拉、初张拉、终张拉三次进行。在初张拉过后,梁体混凝土脱落底板,移动模架过跨进行下一孔箱梁施工。2、组织机构设置由于全线施工投入的移动模架数量较多,线路长,管理跨度大,移动模架制梁又属新工艺,没有成熟的经验,给施工管理提出了很高的要求,为了确保工期、质量、安全,集团公司成立了移动模架攻关指导小组,局温福指挥部成立了移动模架制梁现场领导小组,各工区成立了制梁专业队组织施工。移动模架组织机构祥见图1 箱梁施工组织机构框图。现场总指挥:XXX现场指挥:XXX、XXX、XXX第三桥梁公司:XXX第二桥梁公司:XX施工技术XXX计划管理XX安全质量XX工程试验XX第一桥梁公司:XX第一作业队第二作业队第三作业队第四作业队第五作业队第六作业队3、施工队伍安排为了适应客运专线建设的需要,三个子公司都成立了移动模架制梁专业的桥梁公司进场组织,形成一套模架、一套人马的作业独立施工。全线共有三个桥梁公司组织六个专业施工队负责八座桥共191榀箱梁施工。每个作业队设正副队长各一名,技术服务人员设技术干部2名、测量工4名、试验工2名。作业工班设:钢筋工班、模板工班、混凝土工班、预应力工班、模架工班。各工班作业内容为:模架工班:移动模架的安装、拆卸工作的组织;牛脚及横梁的拆卸、倒运、安装;施工过程中的模架的开、合、升、降及模架过跨的操作;模架的机械、电气、液压系统的维修和保养工作。模板工班:模架外模的整修、清扫、涂油(脱模剂);底模板预拱度的设置;支座安装;墩顶底模、端头模的安拆与维修;锚垫板安装、锚头锚槽的预设;内模的安拆、维修、运输。钢筋工班:梁体钢筋及预埋件的制作、安装,预应力孔道波纹道的连结、安装、固定,钢铰线的下料、编束、穿束。梁体通风孔、泄水孔等各类孔洞的设置。混凝土工班:混凝土的入模、摊平、振捣。梁顶、底板的抹平收浆,顶板的拉毛。预应力工班:预应力张拉、孔道压浆、封锚。混凝土的养护。梁端混凝土浇筑。一个现浇梁专业施工队的人员配置约150人,其各类工程人员配置如下表3:表3 现浇梁施工队人员配置表队伍名称工班工种人数工班工种人数移动模架制梁专业队(设正副队长各一名)管理后勤班后勤人员10钢筋工班钢筋工30技术人员2电焊工8测量工4氧焊工4试验工2对焊工4模架工班起重工6模板工班木工6机械工4模板工16电工2混凝土班混凝土工20修理工4普工18预应力班张拉工8合 计1504、施工进度安排移动模架制梁单孔周期分析如表4表4 移动模架制梁单孔周期分析表序号施工工序施工时间(d)备注1落架、过孔、前移就位0.52模板调整、施工放样、预拱度设置13绑扎底、腹板钢筋、预应力筋1.5钢筋数量约30t4安装内模、端模0.55绑扎顶板钢筋1钢筋数量约24t6混凝土浇注0.5混凝土约315m37养生等强5洒水覆盖养生8预应力初张拉0.59内模拆除0.5占用移动模架时间合计:11d10养生等强4不占用移动模架11预应力终张拉、压浆、封锚1不占用移动模架一孔现浇简支梁施工时间为16天,占用移动模架11天,移动模架造桥机制梁进度指标为:11d/孔,全线制梁工期计划12天/孔安排。每转场一次需时间60天。各桥的简支梁现浇施工计划如表5:表5 移动模架制梁施工计划表模架编号桥梁名称施工任务计划施工时间施工单位1#模架A特大桥40榀(温端)2006.72008.2 (18个月)四公司2#模架A特大桥22榀(福端)2006.82007.4 (9个月)B特大桥12榀2007.62007.12 (6个月)3#模架C特大桥26榀2006.102007.9 (12个月)五公司4#模架D特大桥18榀2006.82007.3 (8个月)二公司E大桥8榀2007.52007.10 (5个月)5#模架F特大桥30榀2006.92007.8 (12个月)G大桥6榀2007.112008.1 (3个月)6#模架H特大桥29榀 2006.92007.8 (12个月)5、主要施工机械设备配置移动模架制梁,要求梁体315m3混凝土在6h内或混凝土初凝时间内浇筑完毕,给混凝土的生产、运输、入模能力提出了很高的要求。沿线设置XX、XX、XX、XX、XX、XX等六个拌合站具备制梁混凝土供应能力(每小时生产70m3)。制梁混凝土运输设备配备两套,供各制梁点调用。输送泵配备五套、汽车泵配备两台供调用。箱梁生产主要机械设备如表6:表6 主要机械设备配备表序号设备名称规格型号数量拟用于何处序号设备名称规格型号数量拟用于何处1移动模架MSS32-9006套制梁现场14卷管机YJG110-3型3台制波纹管2拌合站70m3/h6套拌合站15千斤顶YDL350型12台张拉用3砼罐车68m316台砼运输16电动油泵ZB4-500型12台张拉用4砼泵车120型2台砼浇筑17真空压浆泵 6台 注浆用5砼输送泵HBT/6010台砼浇筑18拌浆机JS-1006 注浆用6吊车25T6台制梁现场19附着式振捣FZN70200台 砼施工7装载机ZL40E12台拌合站20插入式振捣ZN307080台砼施工8挖掘机PC2003台平整场地21平板式振捣PZN12台砼施工9发电机200kw12台拌合站、现场22钢筋切割机5kw6台钢筋加工10鼓风机1000kw6台梁内拆模23钢筋弯曲机3kw6台钢筋加工11潜水泵5.5kw6台养护用24钢筋调直机5,5kw6台钢筋加工12卷扬机1t6台钢筋加工25钢筋对焊机6台钢筋加工13电焊机 各类50台钢筋加工26钢筋造丝机5台螺纹连结6、主要材料供应计划32m简支箱梁每片梁C50混凝土315m3,级钢筋2t,级钢筋55.5t,钢铰线12.4t。根据箱梁施工计划,材料逐季供应计划如表7:表7 主要材料逐季供应计划表材料名称二OO六年二OO七年二OO八年三季度四季度一季度二季度三季度四季度一季度水泥(P.O)2600t4500t4500t4500t4500t3200t780t复合矿碴料460t800t800t800t800t580t140t碎石5000m39000m39000m39000m39000m3 6300m31500m3中(粗)砂3100m35500m35500m35500m35500m33800m3 950m3级钢筋40t70t70t70t70t50t12t级钢筋1200t2000t2000t2000t2000t1400t340t钢铰线250t450t450t450t450t310t75t锚具OVM151080套1890套1890套1890套1890套1350套 324tKTPZ支座80个140个140个140个140个100个24个四、MSS32-900下承式移动模架简介1、 下承式移动模架造桥机的构成MSS移动模架系统(move support system)是世界桥梁施工的先进工法,施工时无需在桥下设置模板支架,采用两个支撑在牛腿上的钢结构主梁支承模板系统,两主梁通过牛腿支架支撑在桥墩柱或承台上。下行式移动模架造桥机(MSS)主要由牛腿、推进平车、主梁、鼻梁、横梁、外模及内模系统组成。每一部分都配有相应的液压或机械系统。各组成部分结构功能简介如下:牛腿:牛腿为钢箱梁式结构,通过牛腿支腿支撑在承台上。牛腿横梁及支腿共有三对,它的主要作用是支撑主梁,将施加在主梁上的荷载传递到承台上。每个牛腿顶部滑面上安装有推进平车。并配有一对横向顶推液压油缸、一对竖向顶升液压油缸和一个纵向顶推液压油缸。主梁支撑在推进平车上。推进平车上表面安有聚四氟乙烯滑板或高密度塑料板,通过三向液压系统使主梁在横桥向、顺桥向及标高上正确就位。主梁:移动模架造桥机主梁为一对钢箱梁。分为三节。节间用高强螺栓连接。主梁两端设有鼻梁, 起到支架向下一孔移动时的引导和承重作用。主梁横断面尺寸为1800mm2800mm37600mm,材质为Q345B。横梁:横梁为焊接工字钢结构,每对横梁间为销连接,外模板支撑在横梁上。横梁通过机械螺旋系统进行竖向和横向调整。模板横梁断面尺寸为300mm1200mm13660mm,材质为Q345B。外模:外模由底板、腹板及翼缘板组成。底板分块铺设在横梁上,并与横梁相对应。每对底板沿横梁销接方向由普通螺栓连接。腹板及翼缘板也与外模板支撑梁相对应,并通过在支撑梁设置的模板支架及支撑来安装。外模板按36m的长度设计。平曲线通过模板分块间的相对移动来调整。外模板主要由6mm面板与不等边角钢、H型钢组焊而成。材质为Q235B。内模:采用小块组合钢模板配钢管支撑架。2、主要液压电气系统 自锁液压缸、液压泵、控制阀、顶推液压缸和附件等采用国产优质产品,电源为三相交流电380V,50Hz。(1)下行式液压电气系统配置推进平车液压系统主梁垂直支撑液压缸:12套,推力为2600KN,行程350mm。横向移动液压缸:12套,推力为300KN,行程500mm。纵向移动液压缸:6套,推力360KN,行程1000mm。液压泵站:轴向柱塞泵6套,7.5KW,32Mpa。配套的控制阀,附件,油管,6套。液压元器件厂家自锁液压缸采用天津泰利(该厂为美国ENERPAC在中国的定点制造厂)产品;液压泵采用德州宙力(德国技术)公司产品、控制阀采用德国力士乐技术国内合资企业上海华德产品;纵移顶推液压缸和横移顶推液压缸采用天津工程液压件厂产品;液压软管采用济南军区军工厂产品。液压站电源为三相交流电380V,50Hz,控制电源为交流220V。电气控制系统主要元器件采用德国西门子技术国内合资企业产品;液压站驱动电机采用国内大厂制造的Y系列电动机,安装型式,防护等级IP44。液压系统简介MSS32-9000移动支架系统配有六套推进(滑移)小车液压系统。每套液压系统有液压站、液压缸、液压管路和电气控制系统组成。液压站的高压液压泵为恒功率变量泵,在纵、横移顶推液压缸回程时所需压力较小,油泵排量自动增大,液压缸回程速度加快;高压换向阀采用意大利进口多路换向阀,结构紧凑、使用寿命长、操作方便。推进小车液压系统 每套推进小车液压系统设有一台32MPa液压站、两台推力2600KN行程350mm的竖向顶升自锁液压缸、两台推力300KN行程500mm横移液压缸、一台推力360KN行程1000mm的纵移液压缸、液压油管和电气控制系统。图2 推进小车液压系统原理图(2)电气系统简介MSS32-9000移动支架系统的六套液压系统都配有完善的电力驱动与电气控制系统。电气控制系统设有带漏电保护的断路器,保护电动机过载的热继电器,防止电机反转的相序继电器。由隔离变压器供给操纵电源控制器件(按钮、指示灯、接触器)电源。控制面板与控制柜装在液压泵站防雨罩内。电气系统元器件 电气控制系统主要要器件采用德国西门子技术国内合资企业产品;液压站驱动电机采用国内大厂制造的Y系列电动机,安装型式,防护等级IP44。电源 电气系统的电源使用3相380V,50HZ交流电源,允许电压波动10%。整套设备装配动力45KW,最大负荷30KW。图3 推进小车电气系统原理及电器布置图3、移动模架在使用中的工况移动模架造桥机具有周转次数多,周转时间短,使用辅助设备少的特点,减少了人力物资的浪费,特别适用于多跨现浇箱梁施工,既保证了工程质量,又能加快施工进度,且能在不中断桥下交通的情况下,保证施工现场的文明施工和安全施工,在现代化的桥梁施工中的应用日益广泛。当每孔桥上部箱梁浇筑完混凝土并张拉预应力钢束后,将第三对牛腿预先用吊机、拖车倒运安置在下一孔的桥墩上,然后通过液压缸使纵梁下移并向外横移带动外模脱离桥身,用液压缸顶推纵移模板至下一孔,然后再向内横移带动外模合拢,连接横梁连接销,调好位置后,安设底板及腹板钢筋、预应力钢束、安装内模板,顺即安设顶板钢筋及预应力钢束,全部工序验收合格后浇注箱梁混凝土。 箱梁混凝土整孔一次浇注完成,逐段推进。移动模架造桥过程中有合模浇注、落架、开模、行走(过跨)、顶架、合模等工作状态,其各种工作状态如下图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13所示。图4 32m简支箱梁移动模架合模工作状态横端面图图5 32m简支箱梁移动模架开模工作状态横端面图图6 24m简支箱梁移动模架合模工作状态横端面图图7简支箱梁移动模架工作状态纵端面图43图8 合模浇注状态1图9 合模浇注状态2图10 合模浇注状态3图11 开模行走状态1图12 开模行走状态2图13 开模行走状态34、移动模架结构安全计算(1)MSS32滑移支架强度、刚度和主梁稳定性计算MSS32滑移支架主要由内外模板、主梁、前后鼻梁、桁架横梁、前、后小车、液压千斤顶等部分组成。由于在主梁与小车之间采用液压千斤顶连接,故在有限元计算时将整个结构分为上部支架和主梁横梁分别进行计算。有限元软件采用ANSYS软件进行计算。 上部支架有限元计算模型MSS32滑移支架上部支架部分由内外模板、主梁、前鼻梁、上横梁和螺旋顶等组成。在有限元建模时,由于主梁横梁与主梁通过四个螺旋顶连接,且四个螺旋顶各承担主梁横梁上的1/4荷载,可将内外模板及混凝土作为外载荷加在主梁横梁的计算模型上,再将其传递给螺旋顶的力求出(此部分计算见主梁横梁计算),并将其作为上部支架部分的外荷载,主梁用板壳元来模拟,将鼻梁、主梁横梁均采用空间梁单元来模拟,共划分板壳元49484个,梁单元688个,节点94512个。有限元计算模型详见附图1和2,分别为主梁最危险工况,即浇注首跨时的总变形计算模型和净变形计算模型。MSS32滑移支架结构强度及刚度计算 计算工况为浇注首跨时的工况,浇注混凝土全长为32.72m。 上部支架有限元计算模型见附图1和附图2,分别为总变形和净变形计算模型。有限元计算结果如下:上部支架在自重和浇注混凝土共同作用下的总变形云图见附图3,在浇注混凝土作用下的净变形云图见附图4。详细数值见表8。主梁最大总挠度为54.4mm,主梁最大净挠度为40.1mm,位于第6根横梁作用点处。主梁在自重和浇注混凝土共同作用下的Von Mises应力云图见附图5主梁最大应力为: 位于前支撑处主梁腹板上。由于主梁采用Q345B焊接而成,其材料的,故主梁满足强度要求。前后鼻梁由于为自由状态,其桁架受力很小。主梁稳定性计算用ANSYS软件的屈曲稳定性计算模块进行主梁整体稳定性计算。由于滑移支架的结构具有对称性,同时鼻梁的重量相对于主梁重量较小,所以只取单根主梁进行稳定性计算。有限元计算模型见附图6,将设备自重和混凝土作为集中外载荷加在螺旋顶上,通过计算得主梁失稳变形见附图7,一阶失稳处为第8根横梁与第9根横梁之间的主梁腹板处,一阶特征值为:3.991,主梁可满足稳定性要求。中间跨、尾跨浇注时滑移支架的刚度计算首跨和尾跨浇注混凝土荷载均小于中间跨工况,所以在此只对滑移支架进行刚度计算。中间跨浇注时上部支架的总变形和净变形有限元计算模型见附图8和9,上部支架在设备自重和浇注混凝土共同作用下的总变形云图见附图10,在浇注混凝土作用下的净变形云图见附图11。详细数值见表9。主梁最大总挠度为64mm,主梁最大净挠度为49.2mm,位于第6根横梁作用点处。尾跨浇注时上部支架的总变形和净变形有限元计算模型见附图12和13,上部支架在设备自重和混凝土共同作用下的总变形云图见附图14,在浇注混凝土作用下的净变形云图见附图15。详细数值见表10。主梁最大总挠度为19.4mm,主梁最大净挠度为16.7mm,位于第6根横梁作用点处。(2)滑移支架纵移过程中鼻梁的强度分析鼻梁最不利工况下的有限元计算模型 选取前鼻梁受最大弯矩和最大剪力时为校核工况。取一边主梁进行分析,前鼻梁最大弯矩时的有限元计算模型见附图16,前鼻梁最大剪力时的有限元计算模型见附图17,工况位置分别为主梁过孔时,主梁前进22m和前鼻梁末端到达前支腿。鼻梁最不利工况下的强度计算由计算分析可得,前鼻梁最大弯矩时,鼻梁的Von Mises应力云图见附图18,最大应力为,大应力点位于最靠近主梁的鼻梁斜撑上。前鼻梁受大剪力时,鼻梁的Von Mises应力云图见附图19,最大应力为,位于支撑处的鼻梁下弦杆上。由于鼻梁采用16Mn板材焊接而成,其材料的,故鼻梁满足强度要求。(3)主梁横梁强度与刚度计算 每组主梁横梁通过4个螺旋顶与主梁连接,可保证混凝土及模板等的自重荷载对称传到主梁上,所以可将横梁系统单独建立有限元计算模型。主梁横梁有限元计算模型有限元计算模型中共划分板单元4598个,梁单元4个,节点4966个,通过分析可知第6根横梁受力最大,有限元计算模型见附图20。主梁横梁结构强度与刚度计算通过有限元计算分析可得,横梁的变形云图见附图21所示,下横梁垂向最大总变形8.34mm。 横梁的Von Mises应力云图见附图22,最大应力为,位于横梁中间连接耳板上。由于横梁采用Q345,其许用应力,故横梁强度可满足要求。(4)牛腿结构强度与刚度计算合模浇注牛腿结构强度与刚度计算牛腿有限元计算模型见附图23,有板单元模拟,共划分单元8072个,杆单元14个,节点7763个。取单边主梁及混凝土对牛腿作用力为,计算结果如下:牛腿垂向最大变形为8.23mm,见附图24。Von mises应力云图见附图25,最大应力为: 由于材料为Q345,其材料的,故满足强度要求。开模时牛腿结构强度与刚度计算有限元模型见附图26。取单边主梁及混凝土对牛腿作用力为,计算结果如下:牛腿垂向最大变形为32.5mm,见附图27Von mises应力云图见附图28,最大应力为: 由于材料为Q345,其材料的,故满足强度要求。(5)移动模架过跨稳定性检算首末跨的稳定移动模架在首末跨施工中,因有桥台阻碍,必须拆卸掉一端鼻梁,这时,浇梁状态时,主梁一端必须支撑在临时支墩上;开模行走时,在两跨中间搭设临时支撑,首末跨移动模架过跨属多点支撑的稳定状态,不作稳定性检算。如下图。中间跨模架过跨纵向倾覆稳定性检算模架纵移最不利状况出现在:模架纵移至前端鼻梁达下一个墩上,此时前鼻梁尚未受力,此时模架仍属两点支撑。风荷载为自下而上的风,风力为7级,基本风压为q=25kg/m2(移动模设计抗风压值为7级)。 主梁(模板)风荷载: P主=CKqA=1.21.3925 kg/m237.62m14m =21963kg=22t 鼻梁风荷载:鼻梁属桁架结构,阻风系数K=0.3 P主=CKqA=1.20.325 kg/m219.6m3.6m =635kg=0.635t M倾= 40(13.12+19.6/2)+(40+105+120)13.1213.12/(37.622)+225.69+0.63534.3=1670.03 t.mM稳=40(24.5+19.6/2)+(40+105+120)24.524.5/(37.622)+0.63522.92=3500.67 t.mK =M稳/M倾=3500.67/1670.03=2.101.6(满足稳定) 横向倾覆稳定性计算 移动模架在打开状态稳定性最差,此时两主梁间没有横向联系,整个模板、支撑系统、主梁待靠主梁底面支撑在牛脚上。其最不稳定状态为整个主梁及其模板、支撑绕其内边支撑点转动。此时阵风见由左向右吹,风力为7级,基本风压为q=25kg/m2。520KN图16 横向稳定性分析计算示意图计算时以主梁内侧腹板为支点,右侧的倾覆弯矩由横梁、外侧模板和横梁护栏组成;左侧的抗倾覆弯矩由配重块、主梁导梁和模板外侧护栏组成。风荷载由水平方向施加,产生倾覆弯矩,为最不利情况。风荷载及弯矩:P风=CKqA=1.21.392537.625.189.8=79.64 KN W风=79.645.18/2=206.27KN.m稳定性计算:W左=800*0.8+13*2.585+520*3.17=2322.005KN.mW右=200*1.035+550*1.564+22*4.152+206.27=1364.27KN.mK稳定=W左/W右=2322/1364.27=1.7021.6(稳定)表8 MSS32滑移支架首跨浇注状态主梁挠度横梁编号主梁总挠度(mm)主梁净挠度(mm)110.87.992-5.61-4.163-25.0-18.44-40.0-29.55-48.4-35.76-48.9-36.17-41.7-30.88-27.8-20.59-9.04-6.55107.095.54表9 MSS32滑移支架中间跨浇注状态主梁挠度 横梁编号主梁总挠度(mm)主梁净挠度(mm)18.176.592-10.6-8.173-31.9-24.64-47.5-36.55-56.0-43.06-55.9-42.97-47.3-36.38-31.8-24.59-10.6-8.17 108.106.54表10 MSS32滑移支架尾跨浇注状态主梁挠度 横梁编号主梁总挠度(mm)主梁净挠度(mm)110.715.926.629.6931.522.524-6.13-5.535-13.7-12.36-17.9-15.77-17.8-15.28-13.2-11.29-5.15-4.28102.582.285、承台(模架支撑点)受力检算(1)工况介绍设备自重约514.21吨,混凝土自重788吨(不包括桥面面层的摊铺重量),共1302.21吨。所有载荷由两个承台承担,一个承台承担载荷为651.11吨。取1.1的载荷系数,每个承台载荷按717吨计算。整套设备与承台有8个接触面,每个接触面为560mm440mm,每个接触面承担载荷为180吨。以下图承台为研究对象,由11根深入地基的立柱支撑。计算模型见图42。(2)计算结果此模型采用实体建模技术,共划分体单元58686个。经过计算,此承台的最大复合应力为2.77MPa,出现在牛腿与承台的接触位置,中间部位局部拉应力为1.2MPa;竖向最大位移为1.39mm。图17:计算模型图18:承台应力云图图19:承台应力细部图图20:应变云图(3)结论经过计算,承台受力在许用范围内。建议在承台的牛腿支撑位置采用高标号砂浆找平,以防止承台局部受压开裂。ANSYS计算源程序见附录。6、移动模架的现场组拼施工(1)施工准备拼装前应对拼装现场进行平整、换填、压实处理,考虑到承重能力,拼装场地已填铺石碴和碎石进行硬化,确保50T的吊车和其他吊装设备能安全顺利地到达安装现场,同时在吊车的操作半径的范围内,要清除可能影响施工的一切设施及障碍物。另外在临时支墩范围内上面采用混凝土硬化作为支撑平台基础。 模架构件体积非常庞大,无法在建桥现场堆放,只能采用异地存放,倒运拼装。存放时,重要部件垫放枕木,以防损坏,并有专用人巡察,小型部件,入公司库房保管。安装时,主要以两台吊车为主要吊装工具,装载机配合工作。考虑到模架部件比较沉重,安装部位略高,尤其是主梁,重达20吨,采用两台吊机同时起吊安装。全机约有5900个连接螺栓(不包括模板连接螺栓)。厂家提供部分工具,且配有两套电动扭力扳手。移动模架主梁为了方便运输,分为三节,现场拼装时就搭设临时支墩。采用钢管和脚手架拼装支架,在支架上连结主梁。临时支架位置如图21:图21 支架搭建位置见模架安装俯视简图(单位:mm)(2)构件组装牛腿的组装:牛腿横梁为钢箱梁式结构,安装牛腿系统时先将牛腿支腿安装在承台上,吊装牛腿横梁时先装一边的横梁并用临时拉杆固定,再安装另一边的牛腿,全部固定好后,在牛腿顶面用水准仪抄平,再安装推进平车。主梁安装:主梁在桥下组装根据现场起吊能力可采用搭设临时支架将主梁分段吊装在牛腿和支架上。组成整体后拆除临时支架。横梁及外模板的拼装:主梁拼装完毕后,接着拼装横梁,待横梁全部安装完成后,主梁在液压系统作用下,横桥向、顺桥向依次准确就位。在墩中心放出桥轴线,按桥轴线方向调整横梁,并用销子连接好。然后铺设底板和外腹板、肋板及翼缘板。造桥机拼装顺序:移动模架造桥机按如下工序进行拼装:牛腿的组装主梁的组装及其他施工设备、机具的就位牛腿的安装主梁吊装就位横梁安装铺设底板安装模板支架安装外腹板及翼缘板、底板内模安装(在绑扎完底板钢筋后)。移动模架造桥机拼装时要求各部件之间连接可靠,拼装完后要通过认真地全面检查,确认安全可靠后方可用作上部结构施工使用。(3)主要拼装连接方法高强螺栓连接施工一般规定高强螺栓连接在施工前应对连接实物和摩擦面进行检验和复验,合格后才能进行安装。表面上和螺栓螺纹内有油污或生锈的应以煤油清洗,清洗后于螺母的螺纹内及垫圈的支承面上涂以少许黄油,以减小螺母与螺栓间的摩擦力。 拼装用的冲钉其直径(中间圆柱部分)应较孔眼设计直径小0.20.3mm,其长度应大于板束厚度。 对每一个连接接头,应先用螺栓和冲钉临时定位。对一个接头来说,临时定位用螺栓和冲钉数量的确定,原则上应根据该接头可能承担的荷
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