下承式移动模架作业指导书.doc

DZ32/900下承自行式移动模架现浇客运专线32米跨双线箱梁作业指导书中铁十九局集团公司武广客运专线标项目经理部二六年二月二十三日 41武广客运专线标三工区共有63孔现浇简支箱梁（62孔32米、1孔24米），设计采用移动模架法施工。移动模架法造梁目前已成为铁路客运专线32米跨双线箱梁广泛采用的施工方法，移动模架是本方法施工的主要设备，其技术性能、特点和施工不同跨度箱梁的适应程度直接关系到施工质量、操作安全、作业循环周期和工程造价。在施工过程中，由于梁体混凝土自重产生的挠度，系统主梁在混凝土浇筑后产生的变形，预应力钢束张拉产生的拱度，模架移动、施工荷载、混凝土收缩及徐变、温度、湿度等诸多因素的影响，梁体挠度变化量较大。如何控制以上因素对梁体挠度的影响，是施工中必须认真解决的关键技术问题。为实现武广客运专线整体创优的总体目标，我局集团公司会同郑州大方桥梁机械有限公司，在总结和吸收国内外各式移动模架造桥机优点的基础上，研制出了DZ32/900型下承自行式移动模架造桥机。本造桥机采用下行式结构，利用桥墩安装支撑托架，具有良好的稳定性。其特点为：1、桥墩不高时主支腿可直接支撑在承台上,桥墩较高时也可设置剪力键支撑在桥墩上部（但桥墩顶部需开洞和设置预埋件，施工完毕后又须用混凝土将洞补上，从而增加工程量），受力体系明确，采用精轧高强螺纹钢筋对拉连接，安装方便，较大的方便施工；2、造桥机升降、横向开合、纵移过孔均采用液压控制，动作平稳、安全可靠，且极大的降低了劳动强度，同时提高了施工效率；3、各支腿能够自行过孔就位安装，不仅方便了高桥高墩的施工，也极大的降低了施工成本；4、支腿设置横向移位油缸，便于调整主框架位置，便于曲线过孔作业。一、DZ32/900下承自行式移动模架结构组成、作业流程：结构组成：DZ32/900下承自行式移动模架是针对铁路客运专线双线整孔桥梁施工而设计，为下行式结构，能够自行倒装支撑托架。主要由主框架、外模系统、前主支腿、后主支腿、前辅助支腿、中辅助支腿、后辅助支腿、电气液压系统及辅助设施等部分组成。1、主框架 主框架部分由并列的2组纵梁组成，主要承托底模桁架、模板系统等设备重量及钢筋、混凝土等结构材料重量。每组纵梁由3节承重钢箱梁(12.5m+12m+12.5m)+3节导梁（211m+10m）组成，全长69m；相邻两组纵梁中心距为9米，钢箱梁长12-12.5米，高3米，翼缘板宽1.6-1.72米，腹板中心距1.5米，钢箱梁接头采用螺栓节点板联结；导梁空腹式、空翼缘板式结构，接头为螺栓节点板连接。2、底模桁架及外模系统 底模桁架及外模系统由底模桁架、底模、腹模、翼模、可调支撑系，底模通过螺旋千斤顶支撑在底模桁架上，底模桁架从中部剖分，每侧均与主梁相联，腹模、翼模通过可调支撑系支撑在承重钢箱梁上。 模板由面板及骨架组焊而成，其面板厚为：6mm-8 mm；每块模板在横向和纵向都有螺栓连接。墩柱处的底模现场使用散模组立并固定牢靠。外模板应起拱，起拱度的设置应按造桥机主梁承受的由实际混凝土荷载（包括钢筋）+内模自重产生的曲线特征值进行，以使成桥后桥梁曲线与设计值吻合。模架就位后，应调整底模标高（侧模、翼模也应随底模一起起拱且必须是同一线型同一拱量），使其与所提供（或修正后）的预拱曲线特征值吻合。而可调支撑系是用来支撑模板和调节模板，把模板承受的力通过底模桁架传给主框架结构。 外模的设计满足32米梁且兼顾24m高梁的预制施工。3、内模系统 内模系统可采用自动化液压结构也可采用机械式结构。采用自动化液压模板，端腔变截面采用人工辅助拼装方式，其余内模板的拆立模均利用液压油缸收放方式完成，内模板整体自动收缩后从箱内抽出进入下一孔的钢筋笼内。内模设计满足32米梁且兼顾24m高梁的预制施工。内模的分块设计充分考虑最后一孔梁浇注完毕后内模出腔的要求；最后一孔梁施工时，顶板应预留孔洞，便于内模分块拆出。4、主支腿主支腿设置两套，由支撑托架和移位台车两大部分组成。支撑托架由两个牛腿组成并锚固在桥墩上部。移位台车由托盘、纵移滑道及吊挂装置、支撑油缸、纵移油缸、横移油缸等部分组成。移位台车在横移油缸的推拉作用下在支撑托架的横梁上横向移动。横移油缸的缸端与支撑装置销接，杆端利用插销与支撑托架的横梁连接，支撑托架横梁上等距设置若干插孔，以倒换插销位置的方式实现主梁在托架上移动4250mm。纵移滑道与主梁腹板和导梁下弦杆相对，纵移支座上设有减摩材料，以减少造桥机纵移过孔的摩擦阻力。主梁下盖板和导梁下弦杆上设置纵移轨道，主梁下盖板中心设置纵移顶推耳板。纵移油缸缸端固定在纵移支座上，杆端利用插销与纵移顶推耳板连接，纵移油缸每次可以将造桥机向前推进1m，利用倒换插销的方式实现造桥机的推进过孔作业。移位台车设置倒挂辊轮，可以吊挂主支腿自行过孔。主支腿过孔利用纵移油缸实现。支撑托架是造桥机的支撑基础，共设2套，每套支撑托架由相同的左右两部分组成，为三角形框架结构，下部设置剪力键，与桥墩中的预埋件相配合以承受垂向力。支撑托架的左右两部分利用AJL1080高强精轧螺纹钢（32）对拉与桥墩固结成一个整体。每根高强精轧螺纹钢需施加5t的预紧力，预紧采用两台YCW60B-200型千斤顶（需配BZ系列泵站）进行张拉预紧，张拉时应在顺桥方向两侧同步进行。注：AJL108032高强精轧螺纹钢（包括配套的螺母、垫板和连接器）、YCW60B-200型千斤顶及配套泵站可由使用单位自行采购并应保证质量。5、 前辅助支腿前辅助支腿设置在导梁前端并与导梁连接为一个整体，作为主支腿吊挂过孔时的临时支撑。前辅助支腿可以从中间剖分，以适应移动模架横向开启过孔作业的需要。前辅助支腿设置2台手动千斤顶，可以调整支腿的高度，以适应导梁上墩和主支腿前移安装的需要。6、中辅助支腿中辅助支腿是承重主梁前端伸出的牛腿，合拢状态，在牛腿和墩顶之间设置油缸，可以将主框架临时支撑，作为主支腿吊挂过孔时的临时支撑。7、 后辅助支腿后辅助支腿有两个作用：其一，吊挂主框架，实现后主支腿自行过孔，吊挂并实现主框架横向开启；其二，吊挂主框架后端并在桥面上行走，实现移动模架的过孔作业。后辅助支腿由L形腿、滑动横梁、横移油缸和支腿等部分组成。支腿下部设走形轮系，在铺设于桥面的轨道上走行（走行轨道为P50轨，由贵公司自行配备）。支腿下部设两个油缸，用于后主支腿和后辅助支腿的力系转换。8、液压系统简介该系统由液压泵站、垂直支承油缸、纵移水平油缸、横移水平油缸、前后辅助支腿支撑油缸、控制元件及管路组成。1）液压泵站：包括油箱、液压泵、电机、吸油滤清器、回油滤清器、溢流阀、压力表、油温液位计等。其主要参数为：电机功率：15kw工作压力：25Mpa额定压力：31.5 Mpa额定流量：19.44L/min液压泵站共5台，布置在桥墩两侧的支撑托架上4台和后辅助支腿1台。2）400吨垂直支承油缸：该油缸为特殊订货购件，配有机械锁定机构。其主要参数为：缸径杆径：410290最大行程：150mm最大推力：400t400吨垂直支承油缸共4台，安装在造桥机承重主梁前、后主支腿腿上。3）纵移水平油缸：该油缸配有液压锁定机构。其主要参数为：缸径杆径：14070最大行程：1100mm最大推力拉力：38.5t28.9t(25Mpa)销轴孔径60 mmRT（厚）=7070安装距500+1100油缸速度计算：伸出时：V1=Q/A1=19.44x1000/153.86=126cm/min缩回时：V2=Q/A2=19.44x1000/115.395=168cm/min纵移水平油缸共4台，与滑车一起悬挂在造桥机主梁下的滑道工钢上。4）横移水平油缸：该油缸配有液压锁定机构。其主要参数为：缸径杆径：9045最大行程：620mm最大推力拉力：15.9t11.9t（25Mpa）销轴孔径40 mmRT（厚）=4545安装距370+620横移水平油缸共10台，安装在2套主支腿和1套后辅助支腿上。5）控制元件及管路：1台泵站同时连接4个油缸。通过换向阀的换位，可分别使2个油缸单独动作或同时动作。9、电气液压系统电气系统采用380V三相四线制交流供电，零线与机体连接，电源进线电缆容量不得小于250A，由主梁配电柜接入后，分成三路：一路给主梁顶面的电气柜供电，用于向振捣设备和照明系统供电；另一路给主梁后端液压电气柜供电；第三路给主梁前端液压电气柜供电。电缆两端采用多芯接插件，在柜屏上布置互联电缆接线端，便于拆接、检修和应急处理。各液压站电气系统采用变压器和整流电路，为控制回路提供24V直流电源。整机设置相应的照明系统，满足夜间施工作业要求。液压系统均设置与各支腿处，完成移动模架的升降、横向开启、纵移过孔和主支腿移位。10、辅助设施辅助设施包括爬梯、操作平台、栏杆等。操作平台和爬梯是保证作业人员施工安全的基本要求，主梁内侧的走道和操作平台以方便模架的开启与闭合，外侧的走道和操作平台方便模板撑杆的调整。另外还有几处爬梯以方便操作人员的上下。作业流程1、作业原理移动模架造桥机利用墩身及承台安装主支腿，主支腿支撑主框架，外模及模架安装在主框架上，形成一个可以纵向移动的桥梁制造平台，完成桥梁的施工。移动模架横向分离，使其能够通过桥墩，纵向前移过孔到达下一施工位，横向合拢再次形成施工平台，完成下一孔施工。2、标准作业流程（见下页）步骤1：造桥机就位，支撑于前后主支腿上；绑扎钢筋、内模、端模就位；浇注混凝土、养生、脱内模、张拉。步骤2：前、中辅助支腿和后辅助支腿在墩顶和桥面支撑；拆除主支腿对拉钢筋；主支腿主千斤顶回缩，主支腿向两侧分离。 步骤3：主支腿吊挂前行到位并在墩身安装；主支腿主千斤顶支撑主框架。步骤4：前中辅助支腿回缩，主框架由主支腿支撑；主支腿支撑油缸、后辅助支腿油缸回缩；造桥机由主支腿移位滑道支撑。步骤5：拆除前辅助支腿横向连接；拆除模架横向连接；主框架向两侧横向打开。步骤6：造桥机前移就位。步骤7：主框架横移合龙；模板调整就位。3、低矮桥墩施工拆除主支腿横梁下部结构，使主支腿横梁直接支撑在承台上，可适应的最低桥墩高度为4.35米。二、移动模架造桥机施工工艺：移动模架造桥机在国内已有成熟的设计施工经验，在开工后立即组织加工生产。下部结构桥墩完成时，梁部移动模架开始拼装逐孔施工。（1）移动模架安装及拆除：起始端为拼装场地，要求每一座桥第一跨设立长60米宽30米的拼装场地，搭设相应的临时支墩，终端末跨范围为拆除桥机拆除场，要求长45米宽30米，桥台胸墙在造梁后再施工。（2）钢筋施工：钢筋在加工厂按规格集中弯制好后运输到桥位，在可移动底腹板钢筋骨架绑扎胎座、顶板钢筋骨架绑扎胎座绑扎成型，用移动模架上两台桁吊通过特制专用吊装扁担吊装入模。(详见钢筋骨架绑扎及其安装方法简介图)（3）砼施工：采用混凝土拌合站集中拌合，由砼罐车运到桥位，由砼泵车泵送入模，插入式振动棒振捣与附着式振动器相结合的振捣方法，保证砼密实，终凝后开始进行洒水养护。拼装造桥机30天，每个循环为12天，拆除及转场造桥机30天。移动模架每孔箱梁施工循环时间表序号工作内容时间序号工作内容时间1移模横移、纵移过孔1.5天5浇筑砼0.5天2调整模板0.5天6砼养生6天3吊放底腹板钢筋笼、安装波纹管、内模安装1.5天7预应力张拉、压浆1天4绑扎顶板板筋1天合计12天钢筋骨架绑扎及其安装方法简介底腹板钢筋骨架绑扎胎座侧面断面顶板钢筋骨架绑扎胎座侧面断面专用吊装扁担侧面断面吊装方法1、底腹板钢筋骨架绑扎完成后，扁担自走行进入底腹板钢筋骨架中，于钢筋骨架适当固定后，扁担上提骨架，如下图（扁担使骨架刚性化）：侧面断面顶板钢筋骨架绑扎胎座2、绑扎台座整体推至造桥机尾部，第一台桁吊起吊扁担前端，并前拖骨架，然后第二台桁吊起吊再扁担后端，可将骨架全部吊起安装，如下图：底腹板钢筋骨架绑扎胎座底腹板钢筋骨架顶板钢筋骨架绑扎及安装系统下导梁式移动模架造桥机系统3、底腹板钢筋骨架安装完成后，退回扁担准备安装顶板钢筋骨架。由于两绑扎胎座串并在一起且其中的扁担轨道高度相同，因此，形成一连续走行轨道，扁担完全可行至顶板骨架上安装。所以，采取与底腹板相同的吊装方法即可成功吊装顶板骨架，如下图侧面断面移动模架造桥机施工工艺框图2、梁部施工方法及工艺要点 移动模架造桥机拼装方法施工准备：清理一块顺桥向长60m、宽30m无障碍物的场地，在第一个桥墩与第二个桥墩之间搭设临时墩。拼装程序：采用1台50t履带吊车在桥墩及临时墩间拼装主梁，前后鼻梁采用悬拼的办法。荷载试验：按设计计算要求调整模板的预拱度，并模拟浇注砼顺序进行造桥机的荷载试验，获取拱度设置试验数据。脱模横移整个模板在脱模机构及垂直大油压千斤顶的作用下，整体下降约200mm；然后拆开底模及桁架的中间连接，形成两组模架；两组模架在水平油缸的作用下分别向两侧外推，从而完成脱模工作。纵移过孔当两组模架横向打开以让出桥墩空间，作完辅助工作后，即可分别驱动在两侧模架下的纵移油缸(Fmin=400kN)，通过油缸的顶推完成造桥机模架的前移过孔，同时利用简易门吊及电动葫芦实现托架的转移。合拢横移当两组模架纵向移动到达下跨桥位后，两组模架分别在水平油缸的作用下向内推，连接底模及其桁架的连接螺栓，从而完成合模工作。顶升就位模架纵移到达下跨桥位并合拢后，以桥中心线为基准，通过横移油缸的顶推来校核模架底模中心；核对无误后，用竖向大油顶顶升模架使其底模达到桥梁标高。这时锁定模架，以待砼的现浇。线型控制在模架施工过程中，始终以桥中心线为基准来校核模架底模中心线；对桥梁腹板及翼板，可通过调整模板撑杆来控制。对底板，用竖向大油压千斤顶升降模架使其底模达到桥梁标高。对预拱度的调整，在第一跨施工时是根据计算模架主梁挠度、非弹性变形和桥梁设计值三者或荷载试验确定一个预拱度值；施工第二跨时，在第一跨的基础上对模板的预拱进行修正；施工第三跨时，在前两跨的基础上最终确定一个值后再次修正预拱度，这样就确定了模架在整个施工过程中预拱度值。3、预应力钢筋砼施工工艺（1）混凝土的灌注混凝土灌注采用从一端开始，逐步推进的方式，每层混凝土厚度不宜超过30cm，由个布料口向中间灌注。灌注时，采用侧振和插入式高频棒联合振捣成型的方式，侧振采用高频振动器。插入式高频振捣棒应垂直点振，不得平拉，并防止过振、漏振。考虑到箱梁内模上浮及底板混凝土的密实，不宜进行内模封底，但为防止灌注腹板时混凝土拌合物的大量挤出，又要给腹板混凝土下陷予以阻力以保证腹板的密实，因此在内模侧面拐角处加放压浆板。底、腹板混凝土灌注：底、腹板混凝土的灌注过程如图所示。首先，从腹板下混凝土依次灌注区域，这一区域的高度不得超过1.2m，振捣主要是侧振，使混凝土向底板流动；接着，打开内模顶板上梅花形布置的天窗，通过天窗灌注区域内的混凝土；灌注完后，关闭天窗，然后，再分层灌注腹板区域及其以上区域，每层厚度以不超过30cm为宜，自及其以上区域振捣主要采用高频振捣棒。在腹板灌注过程中，应由专人用小锤敲击内模，检查混凝土是否密实，但绝对不得用铁锹铲动翻浆混凝土。为避免因侧振使混凝土出现局部下陷，造成腹板空洞，当灌注区域以上混凝土时应停止侧振，全部采用插入式高频振捣棒振捣。这样即使下部混凝土出现局部下陷现象，通过插入式振捣棒的振捣也能予以弥补。整个腹板振捣过程以插入式振捣棒为主，侧振为辅。侧振要短振、勤振。混凝土应分层浇注、分层振捣，每层浇注厚度不超过30cm，插入式振捣棒移动间距不大于振捣棒作用范围的1.5倍。一般每点振捣30-50s。振捣时注意钢筋密集及洞口部位，不得出现漏振、欠振或过振。每一振点延续的时间以表面出现浮浆和不再有显著沉落，不再有大量气泡上冒为止。为使上下层混凝土结合成整体，上层混凝土振捣要在下层混凝土初凝之前进行，并要求振捣棒插入下层混凝土50-100mm。腹板混凝土灌注时应两侧同时进行，严禁单侧灌注或两侧灌注混凝土量不均匀造成内模向一边倾斜。顶板混凝土灌注：底、腹板混凝土灌注完毕，关闭内模顶板预留灌注口，开始灌注顶板混凝土。顶板混凝土灌注完毕，收面时应边收面边覆盖，防止风吹出现干缩裂纹。（2）养护采用麻袋覆盖洒水，并在其上覆盖塑料薄膜养护，保证养护不间断。洒水次数以能保持混凝土表面充分潮湿为度，养护不少于14d。当环境温度低于5时，箱梁表面应喷涂养护剂，并采取保温措施，不得对混凝土洒水。（3）预应力工艺张拉时间：当梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值且混凝土龄期满足10天时，进行张拉。张拉程序： 00.1k（作伸长量标记）0.2k（作伸长量标记）k（静停5min）补拉k（测伸长量）锚固。注：k指设计应力与各种实测摩阻之和。张拉力的大小以油压表的读数为主，以预应力钢绞线的伸长值加以校核，实际张拉伸长值与理论伸长值的误差应控制在6%范围内，每端钢绞线回缩量应控制在6mm以内。全梁断丝、滑丝总数不得超过预应力钢丝总数的0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也不得在梁体的同一侧。管道压浆预应力管道压浆采用真空压浆工艺。压浆泵采用连续式，同一管道压浆应连续进行，一次完成。压浆前先清除管道内杂物及积水，水泥浆拌制均匀后，须经2.5mm2.5mm的滤网过滤方可压入管道。管道出浆口应装有三通管，必须确认出浆浓度与进浆浓度一致后，方可封闭保压。压浆前管道真空度应稳定在-0.06-0.10MPa之间；浆体注满管道后，在0.500.60MPa的压力下保持2min，以确保压入管道的浆体饱满密实;压浆的最大压力不得超过0.60Mpa。管道压浆采用强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐或普通硅酸盐水泥；掺入的粉煤灰应符合GB1596和GB/T18046的规定，高效减水剂应符合GB8076的规定，阻锈剂应符合YB/T9231的规定。严禁掺入氯化物或其它对预应力钢筋有腐蚀作用的外加剂。水泥浆的水胶比不得超过0.30，且不得泌水，流动度应为3050s，水泥浆抗压强度不得小于35Mpa且满足图纸设计要求；压入管道的水泥浆应饱满密实，体积收缩率应小于1%。终张拉结束后，宜在48h内进行管道真空压浆。压浆用的胶管一般不得超过30m，最长不超过40m。水泥浆自搅拌结束至压入管道的间隔时间，不得超过40min，管道压浆应控制在正温下施工，并应保持无积水无结冰现象。压浆时及压浆后3天内，梁体及环境温度不得低于5。冬季压浆时要采取保温措施，并掺加防冻剂。水泥浆试件的制备和组数，由试验室按常规办理，R28天标准养护的试件作评定水泥浆强度之用，但检查入库用的强度试件必须随同梁体在同条件下进行养护。封锚封锚混凝土采用无收缩混凝土，抗压强度不应低于设计要求。浇筑梁体封锚混凝土之前，应先将承压板表面的粘浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净，对锚圈与锚垫板之间的交接逢应用聚氨酯防水涂料进行防水处理，同时检查无漏压的管道后，才允许浇筑封锚混凝土。为保证与梁体混凝土接合良好，应将原砼将混凝土表面凿毛，并放置钢筋网片。封端混凝土应采用无收缩混凝土进行封堵，其混凝土强度不得低于设计要求，也不得低于35MP。封锚混凝土养护结束后，应采用聚氨脂防水涂料对封锚新老混凝土之间的接缝进行防水处理。封锚用聚氨脂防水涂料应符合TB/T2965的要求。4、移动模架制梁施工的注意事项高程控制：滑移模架系统施工高程控制是比较复杂的工作，其预拱度设置是施工中重点。该系统的挠度值主要由四部分组成：一是梁体混凝土自重产生的挠度值，二是系统主梁在混凝土浇筑后产生的变形，三是由后悬臂吊杆产生的挠度值（浇筑第二孔以后各孔时方考虑此值），四是预应力钢束张拉产生的反拱值，支点间按抛物线计算。另外还有牛腿沉降产生的沉降值。根据以上5种因素计算出每根横梁位置的变形值，通过调整横梁来设置预拱度来调整模板高程。在施工中及时测出实际变形值，及时调整下一施工段的高程。曲线段外模板的调整：为保证施工质量和外观美观，外模及上横梁沿径向水平向外做微小移动，以保证箱梁内外翼缘的平滑性。为此，将外模板分为三大组，与上横梁一起做径向移动，组间设楔形钢板，并用平头螺丝固定在横肋间的方木上