移动模架原位现浇箱梁施工技术

移动模架原位现浇箱梁施工技术摘要：现浇预应力箱梁常用的施工方法有满堂支架法、移动模架法和悬臂浇筑法等，采用移动模架施工是近几年兴起的一种适用于预应力混凝土连续梁桥的新工艺。相对于桥梁上部结构施工的悬臂浇筑、悬臂拼装施工以及逐跨施工、顶推施工、导梁拼装施工和转体施工等方法，具有结构合理、材料用量省、不需预制场地、工序程序化、质量可靠和整体性好等特点。特别是对于中小跨径连续梁桥，该工艺方法为施工现代化创造了优良的条件，值得推广和应用。本文对移动模架原位现浇整孔铁路简支梁施工工艺及工序操作要领做了较为全面的描述，适用于桥梁上部结构现浇箱梁的施工与控制，具有一定的推广价值。关键词：移动模架、原位现浇、施工工艺、工艺要点、注意事项一、前言现浇预应力箱梁施工方法有满堂支架法、移动模架法和悬臂浇筑法等，采用移动模架施工是近几年兴起的一种适用于预应力混凝土连续梁桥的新工艺。相对于桥梁上部结构施工的悬臂浇筑、悬臂拼装施工以及逐跨施工、顶推施工、导梁拼装施工和转体施工等方法，具有结构合理、材料用量省、不需预制场地、工序程序化、质量可靠和整体性好等诸多特点。特别是对于中小跨径连续梁桥，该工艺方法为施工现代化创造了优良的条件，值得推广和应用。移动模架原位现浇简支梁施工原理为：移动模架利用桥梁端部、承台和桥墩安装支腿，支腿支撑主梁系统，外模及模架吊挂在主梁系统上，主梁前端加上鼻梁，主、鼻梁总长大于两倍桥梁跨径，整个模架系统形成一个可以纵向移动的桥梁制造平台，模板系统与主梁联为一体，在桥轴线处可分合，完成桥梁施工后，移动模架横向分离，纵向前移过孔到达下一施工位，横向合拢再次形成平台，如此反复进行梁片浇筑施工（见示意图1）。示意图1移动模架系统工程概况甬台温铁路北起浙江省宁波市，南至温州，线路贯穿浙江省经济发达的甬台温三市。我局承建甬台温铁路第Ⅰ标段的施工，区间正线长度33.877公里，特大桥3座、大桥5座、中桥10座，长度共4486.01延米。现浇简支梁施工主要工程内容为DK40+409.59～DK43+146、DK44+612～DK45+272、DK48+445～DK78+925.11范围内的24m及32m梁片现浇施工。桥梁均为跨越河流、水库或山谷，施工地理位置险要，梁片施工主要采取移动模架原位现浇，施工难度大，是全管区重点控制工程之一。相对于以往类似工程，本工程原位现浇整孔箱梁移动模架施工较为复杂，主要表现在以下几个方面：1、质量要求高：本项目为设计时速200km/h,预留时速250km/h的准高速铁路客运专线工程，要求达到100年的结构耐久性；2、单孔箱梁体积大，重量大、质量要求高，制架困难；三、移动模架施工工艺1、移动模架施工程序移动模架施工是：在已浇筑箱梁顶面上分段或分片绑扎钢筋→在桥面上铺设轨道→将造桥机外模系统整体下降200mm左右→松开底模桁架中部连接螺栓→两组模架同步向外侧横移→检查整机纵移是否有障碍→两组模架同步向前移动→整机纵移到位→两组模架同步向内侧横移到位→连接底模桁架→调整外模、底模→安装正式支座→安装底、腹板钢筋→安装内模→绑扎顶板钢筋→全断面快速浇注混凝土→养生→在已浇注箱梁顶面绑扎下一孔箱梁钢筋→脱开外模异形板、脱开内模标准段一至二节→张拉、压浆→检测→进入下一循环。2、施工工艺流程图（见图2）3、施工工艺说明及措施制梁时，左右两组外模通过底模桁架横向连接螺栓对拉合拢。底模通过螺旋千斤顶支撑在底模桁架上，侧模通过吊挂匡架吊挂在主梁上。当造桥机过墩时，解开底模横向连接螺栓，左右两组外模通过横移千斤顶在主梁牛腿上横向打开。(1)施工准备：在桥台尾顺桥方向清理一块长60m、宽30m的场地，在第一个桥墩与第二个桥墩之间搭设临时支墩；(2)模架拼装：主梁采用2台50t吊车在桥墩及临时墩间拼装；鼻梁采用悬拼；(3)荷载试验：计算模板的预拱度，并模拟浇注混凝土顺序进行造桥机的荷载试验，获取拱度设置试验数据，对预拱度进行调整；(4)移动模架现浇箱梁施工步骤：造桥机前支点支于前墩墩顶上，而后支点支撑在已浇注箱梁端部。=1\*GB3①校正方向、标高：准确测量移动模架的中线及相关的标高，根据中线及标高校正移动模架，校正采用水平及垂直油缸进行调节；=2\*GB3②合拢底模：当两组模架纵向移动到达下一跨桥位后，横移动两组模架合拢，横移前清理托架横梁滑道，涂上少许黄油，两组模架分别在水平油缸的作用下向内移动合拢，连接底模及其桁架的连接螺栓，完成合模工作。根据拱度设置试验资料，调节底模下的螺旋千斤顶设置底模预拱度；=3\*GB3③外模就位：模架纵移到达下一跨桥位并合拢后，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，以待混凝土的现浇；=4\*GB3④安装正式支座，绑扎底板、腹板钢筋、安装预应力钢波纹管；=5\*GB3⑤底腹板钢筋绑完，检查合格后，安装内模。内模采用组合式拼装内模；⑥绑扎顶板钢筋、安装顶板内预应力钢束；⑦进行箱体砼浇注、养护；⑧梁体达到设计张拉强度后，施加预应力，进行锚固封端；⑨脱模。梁体就位后，模板系统在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螺栓，形成两组模架；两组模架在横向水平油缸的作用下分别向外侧移动，完成脱模工作；⑩纵移过孔：两组模架横向移动让出桥墩空间，保证纵移时不撞墩身、墩帽。中支腿脱空，驱动后支腿下走行机构，使模架前移。检查验收现浇梁体检查验收现浇梁体造桥机至梁跨位置校正方向、标高合龙底模、调整底模预拱外模就位绑扎底板、腹板钢筋、安装预应力钢束安设内模、调整拱度一个作业循环流程绑扎顶板钢筋浇筑梁体混凝土混凝土养护施加预应力主梁下落、外模横移移动造桥机至下一跨工作位置校正方向、标高安装桥梁支座四、工艺操作要点1、移动模架拼装移动模架拼装采取桥头原位拼装，拼装顺序为（安装示意图3）：在首跨墩台之间搭设4个临时支架；安装后、中主支腿；③拼装两根主梁；④安装主梁之间联系梁；⑤安装外模支撑系；⑥安装外模板；⑦安装前辅助支腿；⑧安装导梁；⑨安装电气、液压系统；图3移动模架拼装成型图⑩整机调试、预压，拆除临时支架。2、拼装后预压移动模架拼装后应进行预压，预压的目的主要是：①检验系统各构件受力后的安全性，检查系统在各种工况时构件应力与应变实测值与理论值的差异；②消除系统结构的非弹性变形；③确定施工预拱度。3、移动模架标准作业程序（1）、预压结束后，确定预拱度设置值，外模调整，钢筋绑扎，混凝土浇筑完毕并达到张拉强度后，拆除内模撑杆，张拉，桥面铺设轨道，外模架下落脱模，后主支腿作用在轨道上，前辅助支腿托辊与轨道接触，外模系统横移开启。见步骤图1：（2）、中主支腿脱空，驱动后支腿下走行机构，使模架前移一跨，此时前、中支腿重合，中支腿在墩顶安装锚固。见步骤图2；（3）、利用吊挂小车将前辅助支腿吊挂前移一孔就位，并在墩顶安装锚固。见步骤图3；（4）、外模系统横向合拢就位，支腿系统竖向标高调整。见步骤图4；（5）、绑扎钢筋立内模，浇筑混凝土。见步骤图5。五、施工注意事项1、梁片标高的控制。梁片施工标高控制的关键是预拱度的设置。根据系统挠度的影响因素计算出外挂模板挑梁处的变形值，据此通过调整底模横梁来设置预拱度：①通过对实测系统变形值，修正所设预拱度值，经过几次反复后确定一个较准确的预拱度值，使模板标高得到有效的控制；②通过预压测定出弹性变形和非弹性变形后，与设计单位联系给出梁片张拉后的反拱预设值δ，最终确定立模标高；2、结构钢筋绑扎与预应力孔道布置。结构钢筋绑扎与预应力孔道布置是预应力箱梁结构施工的重要组成部分，直接关系到箱粱结构的质量。在预应力混凝土箱梁结构中，结构钢筋必须保证粱体能够承受预应力施加时所产生的荷载及预应力孔道，锚板的架立功能，而预应力孔道的成型质量则是能否按照设计施加预应力的基本保证，必须加以严格控制。结构钢筋绑扎稳定，预应力孔道位置准确、线型园顺、密闭性能好；3、浇筑混凝土施工。预应力混凝土箱梁结构浇筑是项目环节多、最不易控制的一道工序。在施工中必须解决好施工组织、浇筑顺序、强度、坍落度控制、振捣及孔道保护等一系列问题，保证箱梁混凝土的浇筑质量；4、高性能混凝土配比设计。客运专线桥梁要求具有100年的结构耐久性要求，而且现浇预应力混凝土箱梁腹板窄，钢筋及孔道密集，这就要求石子粒径要小，混凝土的坍落度和易性要好。因此必须配置出强度、坍落度、和易性和耐久性优越的高性能混凝土，以达到结构施工和耐久性的要求；5、预应力筋张拉。预应力施加是预应力箱粱结构质量的最终体现。预应力的施加效果是由孔道线型、预应力筋的力学性能、张拉控制程序、锚具质量精度等多方面因素构成，施工中应控制好断丝、滑丝、预应力损失等，以保证梁体预应力的施加效果。六、结束语大溪大桥桥梁上部结构采用移动模架原位现浇箱梁的施工，无论从工艺上、质量、进度和经济效益上都取得了可喜的成效。该工艺合理地解决了桥梁桥址地表处承载力低不能满布支架的难题，且节省了材料，降低了劳动消耗，同时减少了对桥下地面的影响，加快了施工进度，实践证明是一种先进可行的施工技术工艺。移动模架施工与传统的施工工艺比较具有以下几个特点：施工质量好、速度快。移动模架设计合理，加上精心组织施工和管理，施工工艺程序化、模板统一，施工质量和进度得到保证，成型后的桥梁整体性好，外观美、线形流畅；经济效益好。移动模架施工只用一套模板和驱动系统，模板和构件可循环利用；工艺优越。移动模架施工工艺不需占用桥位地面，对于地形复杂、地基较差的施工地段，该工艺具有不可替代的优越性，特别是在城市桥梁、跨越公路、铁路等交通要道的环境下，有少占地面，不影响地面交通等特点。参考文献1.主编单位：中铁三局集团.TB10203-2002《铁路桥涵施工规范》中国铁道出版社.2002.72.主编单位：铁道部第三勘测设计院.TB10002.1-99《铁路桥涵设计基本规范》中国铁道出版社.2002.23.主编单位：铁道部