简支箱梁移动模架法施工技术

目录

一、移动模架介绍1、概述2、移动模架主要结构形式3、移动模架主要组成部件及其技术特点二、移动模架采购、设计、复核及审批程序三、移动模架法现浇梁施工1、施工步骤及工艺2、移动模架组装、预压及要点3、桥梁线形控制与预拱度的设置4、脱模条件及技术要点5、移动模架过孔条件及相关要求6、移动模架安装、拆除程序及技术要点7、预应力张拉要点8、混凝土浇筑要点四、移动模架经济技术条件比较五、案例分析

1、概述

移动模架施工工艺是当今较为先进的桥梁施工工艺之一，与传统的制、运、架等施工技术不同，它是集模板、支撑、移动过孔等功能于一体的大型综合施工技术。移动模架，制梁技术于上世纪50年代起源于西欧，1958年在国外修建桥梁时首先创用；上世纪70年代传入日本、美国。现已推广于全世界，成为最主要的造梁方法之一。

一、移动模架介绍

在我国，该技术引进时间较晚，大约于1998年才成功研制了第一台具有自主知识产权的移动模架，最早是在公路系统中推广应用，然后在铁路大桥，尤其是在近年来的高铁工程中得到广泛应用，我局在新建南广铁路桥梁施工中曾先后使用移动模架多（8）台。

2移动模架主要结构行式

移动模架也叫移动支架，是一种利用两根钢箱梁，支撑模板可自行移动的，非标大型临时施工设施。目前这种设备还没有列入国家产品名录，也没有国家标准，仅在部颁规范中对移动模架的施工作了部分要求。根据主梁对，模板系统的支撑方式，移动模架可分为以下两种：1）主箱梁在模板系统的上方，并借助墩、台顶帽移位的称为上承（行）式移动模架；2）主箱梁在模板系统的下方，并借助基础承台或墩身移位的称为下承（行）式移动模架。如图2-1（郑州大方厂生产）、图2-2所示（武汉通联、山东淄博等）1）立柱：其主要功能是对整机起到支撑作用，其高度由若干节0.5、1、2、5米标准节和调整节组成，其支撑顶面左右两侧标高差严格控制在±10mm之内，否则会有重大安全隐患（案例图-4）

2）墩旁托架：支承牛腿。是由矩形截面梁组拼成的三角形空间结构，与桥墩通过φ32的高强度精轧螺纹钢筋对拉而成。起承上启下的作用。4）主箱梁：为对称的两组钢箱梁。（MZ32/900）断面尺寸为1.6mx2.8m。主箱梁全长为38米，分为五节，中间节长为8米，其余节为7.5米；节间通过节点板、高强螺栓连接。主箱梁腹板开有孔口，孔口处，内外设计有两个支承托，以便安装梳形梁。3.2上承（行）式移动模架的主要部件12）液压系统：按其功能要求分为四个独立液压站，每个液压站包括：油箱、液压泵、电机等。13）电气系统：按其功能主要由前、后、左、右4个台车控制箱组成；电气系统采用380V,三相五线制交流供电。郑州大方DSZ32/900型为例：1）主梁系统：由并列的2组纵梁+连接系、挑梁组成。主要承受吊挂、外模板系统等设备重量和钢筋、混凝土等材料重量。每组纵梁由3节承重钢箱梁+3节导梁组成，全长69.9m，相邻两组纵梁中心距为6米。钢箱梁、导梁接头采用螺栓节点板连结。10）液压系统DSZ32/900型上行式移动模架，整机共配：四套液压系统，每套液压系统由泵站、支承油缸、横移油缸等组成。11）电气控制系统电气系统：采用380V三相五线制交流供电，由主梁配电柜接入后，分别给泵站、走行机构、起吊小车等供电。二、移动模架采购、设计、复核及审批程序移动模架具有非标性，在不同的使用环境、不同的工况下，模架的受力结构将会有很大的影响。2.1设计：使用单位必须委托具有相应设计资质的单位进行设计，设计应做到施工操作方便、灵活，结构的强度、刚度、稳定性满足钢结构设计及桥梁设计相关要求，委托单位应组织相关专家（技术人员）对设计方案进行评估论证，在确认设计方案满足施工需求后，方可投入工厂加工制造。2.2制造：使用（设计）单位必须委托具有相应加工制造资质的单位进行加工制造，制造使用的原材料及材质必须符合设计要求；加工质量应满足相关验标规定，所有受力件应进行探伤检测；加工制造完毕，须经检验符合相关要求后才能出厂；出厂应有使用及维护说明书、出厂合格证、材质试验报告及探伤检测记录等。设计、使用单位宜派员监造。1、施工步骤1）施工准备；2）墩旁托架和临时支架安装；3）移动模架拼装就位与调试；4）底模、外模安装；5）预压、预拱度设置；6）支座安装、模板调整；7）底板、腹板钢筋绑扎与预应力管道安装；8）内模安装；9）顶板钢筋绑扎与预留、预埋物件安装；10）端模安装；11）梁体砼浇筑与养护；12）端模、内模拆除；13）预应力筋安装与初张拉；14）模架整体下落；15）开模；16）纵移过孔；17）合模；18）预应力终张拉；19）孔道压浆；20）封端。三、移动模架现浇梁施工2、移动模架组装、预压及其要点移动模架，到施工现场后，在设计（制造）人员的指导下，按设计使用说明进行现场组装调试，组装调试完毕经设计、制造单位检查符合设计要求后，使用单位再模拟施工荷载进行预压以检查其结构的安全稳定性，并检测出移动模架的弹性变形和非弹性变形，用以指导施工。2.1移动模架组装2.1.1上承（行）式移动模架的组装1）施工准备：（1）设备准备：50t流动吊机一台及必须的吊索具；电焊机2台；脚手架若干；缆绳；专用工具；爬梯等。（2）场地（桥台侧路基上）：在长70米、桥两侧各20米宽范围内平整，无障碍物。（3）人员：起重工、钳工、电工、技术人员其他辅助工作人员。2）技术准备（1）拼装人员应熟读图纸，清楚该设备的主要功能及各种动作。（2）整个装、试、拆的过程中应有足够的安全防护设施。（3）配齐各种检测器具，包括：水平仪、卷尺，靠尺等。3）临时工程要求（1）场地硬化（支撑平台处）。（2）承台顶荷载作用点应用高强砂浆找平。（3）安装临时支架处，其承载能力不小于60t。4）移动模架拼装步骤：（1）在首跨墩台处搭设（4个）临时支架。（2）安装后支腿、中支腿（主箱梁的两端端部支点）。（3）拼装主箱梁。（4）主箱梁间联系梁安装。（5）外模支撑系安装。（6）外模板安装。（7）前辅助支腿安装。（8）前导梁安装。（9）安装电气、液压系统。（10）整机调试，拆除临时支架。2.1.2下承（行）式移动模架的组装1）施工准备：（1）设备准备：50t吊机2台、25t吊机1台及必须的吊索具；50t液压千斤顶4套；25t液压千斤顶2套；YCB50吨穿心千斤顶2套；电焊机2台；脚手架若干等；缆绳；专用工具，爬梯等。（2）场地（孔跨下）：桥下硬化场地长80米，宽25米，可承受50t汽车吊为宜，在此范围内不得有无障碍物影响。（3）人员：起重工、钳工、电工、技术人员其他辅助工作人员。2）技术准备、临时工程要求：同上承（行）式移动模架。

（3）移动模架拼装步骤：（1）搭设临时支架：在主箱梁和导梁拼装时使用；（2）主箱梁总拼：用50t的汽车吊逐节拼装；所有纵移轨道错台需打磨平滑；在梳形梁安装孔处的铜滑块上必须涂抹足够黄油；（3）立柱安装立柱采用25T吊机吊装。承台须按使用说明书的要求以混凝土操平，并采用钢板支垫（厚20mm）（承台标高调节非常重要案例图-4）。

（（4）旁托架安装安装要求：两侧托架安装在同一平面，且左右、前后均应对称；每根精扎螺纹钢筋的预紧力，必须达设计要求（21.5t）：（5）台车安装台车安装包括台车主框架、铰支座、及其顶升、纵移和横移液压缸等。台车安装前须在台车滑板下涂抹黄油，台车顶升油缸必须安装垂直！

（6）主箱梁总体吊装就位主箱梁安装要求：以前墩为基准，将主箱梁准确安放；两根主箱梁的梳形梁安装孔必须在同一轴线上。（7）梳形梁安装用50t的汽车吊，将单根梳形梁装入主梁孔内。并调整梳形梁安装孔的间隙，使梳形梁滑动顺利。

（（8）安装前导梁、拆除临时支墩（9）配重系统安装配重块由配重铁箱和混凝土组成。梳形梁安装完毕后，在每根梳形梁内，设计位置各放置配重块，单个配重及总的配重量均不得少于设计重量。（10）外模板及其支撑安装安装步骤如下：1A、从中间标注位置向两端拼装底模，并根据使用说明书中的预拱值来设置每一块底模的标高；在安装底模的过程中，底模连接螺栓先不必拧紧，便于再次调整预拱值；

（2B、底模安装完毕，再次整体测量并微调每块底模的预拱值，调整完毕后拧紧所有底模螺栓；3C、从一端向另一端依次安装支撑系统及侧模。4D、从一端向另一端依次安装翼模及走道。为了保证翼模预拱值，需要再次测量并进行相关调整。5E、检查、拧紧全部连接螺栓。6G、根据梁形图和预拱计算值、再次调整底模标高。7H、修整、处理错台及缝隙。

（11）前门架安装前门架，在前导梁的端部，需在地面将其整体拼装然后，吊装至墩顶锚固座就位。但，墩顶锚固底座需提前安装就位。

（12）中门架安装在地面包括支腿，整体拼装完成后，由吊机吊装就位。

（（13）后门架安装在地面包括小车整体拼装后，一同整体吊装就位。

（14）栏杆、平台等的完善和安装

（15）移动模架调试、姿态调整并顶升至浇筑标高。

（16）内模安装，需在底板、腹板钢筋绑扎完成后进行。

2.1.3拼装注意事项1）主要人员必须熟读图纸与安装方案,对该移动模架的结构组成和施工工艺流程要有清楚的认识；2）整个拼装过程中应有足够的安全防护设施，参加拼装人员须进行岗前安全培训，经考试合格后，方可作业；3）需对所有参加拼装作业人员须进行专项安全交底，交底记录和签字必须齐全；4）特殊工种人员须持证上岗；5）施工过程中，安全、技术人员必须随时跟踪检查其各部件及连接是否稳妥、牢固，并做好检查记录，确保安全和质量。6）安装须符合高空作业规范，使用符合要求的脚手架板、步梯和安全带等；临空处，需设置栏杆、扶手及安全网等安全设施，安全网的技术要求必须符合国家标准；现场拼装所用电器必须完好无损，配电箱必须符合相关规范要求；7）配置专职安全员，封闭施工现场并设置安全警示标志，非拼装人员严禁进入施工现场。

（2.2、移动模架预压上、下行式移动模架的预压原理相同，均按模拟施工荷载进行预压。移动模架拼装后，在第一孔箱梁施工前要对移动模架进行预压。初次使用，按1.2倍系数进行预压。再次使用可按1.1倍系数进行预压。预压的目的：是消除移动模架的非弹性变形，同时测算出载荷时的弹性变形；再根据箱梁张拉后的上拱度计算出移动模架底模的预拱值，以指导现场施工。预压荷载分区加载示意图如下：荷载分区加载示意图1）预压步骤（1）区域划分：模拟梁体浇注顺序对造桥机实施预压，采取先底板、再腹板、后翼缘板原则，分四级对称加载（见分级预压控制表），即每级加载时先Ⅰ区、再Ⅱ区、最后Ⅲ区对称进行（见移动模架荷载分区域加载示意图），

（（2）分（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）区、分级加载计算：（根据梁体设计断面所提供的数据）

Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区计算公式结果(T)计算公式结果(T)计算公式结果(T)一级加载（60%）99+0.5×35116.50.6×479+0.5×35304.9

二级加载（90%）99+0.5×35116.50.9×479+0.5×35448.60.6×198.5119.1三级加载（100%）99+0.5×35+0.5×11.7122.4479+0.5×35+0.5×11.7502.4198.5198.5四级加载（120%）1.2×(99+0.5×11.7)+0.5×35172.21.2×(479+0.5×11.7)+0.5×35590.2198.5×1.2218.4备注：其中Ⅱ、Ⅲ区域为梁梁两端加载的总和，现场实际加载时请注意将Ⅱ、Ⅲ区荷载平分后分别加载到梁两端。（3）分区细化：为避免现场预压时出现混乱状况，采取对预压区域进行再次细化。细化后的分区如下图：通过对上述区域进行计算，得出细化后的分级预压控制表（见下表）,以便用于指导施工。

一级加载（60%）二级加载（90%）三级加载（100%）四级加载（120%）Ⅰ区域①8.88.89.310.1②98.898.8103.8112.7③8.88.89.310.1Ⅱ区域④11.617.019.120.9⑤129.3190.3213.1233.6⑥11.617.019.120.9⑦11.617.019.120.9⑧129.3190.3213.1233.6⑨11.617.019.120.9Ⅲ区域⑩

6.811.412.5⑾

45.976.484.1⑿

6.811.412.5⒀

6.811.412.5⒁

45.976.484.1⒂

6.811.412.5单位：t(4)细化后的分级预压控制表2）测点布置:(1)在两侧主梁上沿纵向分别布置测点，位置分别为0L,1/4L,1/2L,3/4L,L(5点)；(2)吊挂外肋上,沿纵向布置(六个)测点；3）测量记录分别记录：第一级、第二级、第三级等各级加载（静置）后，以及静置24小时后，卸载后各次、各点的标高值。附记录表测点号左梁右梁项目0L/4L/2L3/4L0L/4L/2L3/4L加载前（m）

60%荷载（m）

90%荷载（m）

100%荷载（m）

120%荷载（m）

静置24h（m）

卸载后（m）

总沉降量（m）

非弹性变形（mm）

弹性变形（mm）

备注

移动模架沉降观测记录表3、桥梁线形控制与预拱度的设置混凝土梁体存在预应力张拉时的张拉变形和自身重力作用下的徐变变形，同时在桥梁的制造工程中移动模架自身也存在弹性和非弹性变形，为了保证线路在运营状态下的安全性和平顺性，箱梁施工前必须综合分析考虑对梁体预设反拱。其张拉和自重影响下跨中反拱理论值一般在桥梁标准图中有具体给定；每套模架拼装后的变形是不一样的，因此，首次使用前，必须采取预压测定系统变形值。3.1收集并整理沉降观测记录资料，初始标高为H0，分级加载并达到设计重量（静置16～24小时），观测点沉降稳定后，记录观测点的标高为H1，卸载完成后观测点的标高为H2.卸载完成后计算模架的弹性变形及非弹性变形，用公式表达为：非弹性变形

δ1=H0-H2弹性变形

δ2=H2-H1并根据设计反拱值计算预压后跨中预留拱度值：

f拱=δ0+δ2（注意方向性）δ0-------为设计反拱值。4、脱模条件和技术要点4.1待制梁（最后一车混凝土的）同条件养护试件强度≥设计强度值60%及以上时拆除端模并松开内模；4.2待制梁（最后一车混凝土的）同条件养护试件强度≥设计强度值80%及以上时即可进行预应力初张拉，初张拉完成后方可进行内、外模拆除。初张拉时，内模不得对张拉造成约束。5、移动模架过孔条件及技术要点5.1根据《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）要求：移动模架过孔，须待制梁最后一车混凝土的同条件养护试件强度、弹模≥设计强度100%，且龄期＞10天后方可进行终张拉，终张拉后才能进行移动模架过孔。5.2由于施工工期问题，一般是初张完成后即进行过孔进入下一梁跨的相关工作，但初张前，必须将其施工工况、设备型号、参数报告设计院，申请设计院对预应力筋的张拉顺序进行变更确认，否则初张后不得进行过孔作业。5.3施工技术要点5.3.1下行式移动模架技术要点1）、模架纵移过孔要求纵移油缸大致同步进行，其同步误差≯50mm。2）、后门架轨道一定要有锚固，整个走行过程中每侧必须至少要有1人进行观察。3）、中门架的下半段支腿一定要拆除；前门架的螺旋腿一定要收起。4）、在后门架的小车轮脱离轨道前，观察其是否已经悬空而处于不受力状态，行走轮仍未悬空，则必须停止纵移，同时利用顶升油缸将主梁顶起使行走轮悬空，待主梁完全落在台车滑板上后再进行纵移。5）、纵移过孔前排除所有影响其纵移的约束，包括超前墩上的杂物。5.3.2上行式移动模架技术要点1）结构检查，包括：主梁、导梁各接头的连接螺栓是否松动；挑梁与主梁、支腿与主梁的连接螺栓是否松动和完好等。2）设备周边检查，包括模架的上下、左右、前后检查，排除所有影响其纵移的约束和墩上的杂物。3）同侧各横移油缸大致同步进行，其同步误差≯50mm。6、移动模架安装、拆除程序及技术要点：6.1移动模架的安装、拆除前必须上报专项施工方案，做好受力检算，报监理和建设单位审批后实施。至少包括以下内容：施工方法、吊车及辅助设备选型、场地布置等。

6.2吊车选型原则：1）首先根据物件的重量选择吊车吨位，并根据现场实际地形选择吊车站位及回转半径；2）根据起吊（安装）高度确定吊车的臂长；

3）根据理论计算选定吊车的臂长、回旋半径查看吊车性能表，比较是否满足要求；4）现场实际放样确认；5）施工中是否需要辅助机具设备配合；6）全面技术经济比选确定最终方案。7、预应力张拉要求（预应力施工：昨天局工程部杨总已经讲得非常到位和透彻）1）预应力张拉应采用双控制，即以张拉控制应力为主，并以钢绞线伸长量校核，根据验标要求：实际伸长量应不超过理论伸长量的±6%；张拉设备（350t千斤顶、油泵、油表）应由专人保管和使用，并及时标定。张拉设备要配套标定、配套使用，配套标定期不得大于1个月（使用频率超过200次）。2）预应力张拉顺序：0→10%σcon（测初始伸长量及夹片外露量L1）→【20%σcon（测伸长量及夹片外露量L2）】→100%设计张拉力（持荷5分钟）（测控制油压伸长量及夹片外露量L3）→锚固（测锚固回缩量）。3）单侧伸长量计算：L左=（L2

-L1

）+（L3-L1）+夹片回缩量8、混凝土浇筑1）浇注顺序及原则：先底板，后腹板，再顶板；水平分层、纵向分段。2）具体浇筑方法第一步：通过顶板预留孔，从两端向中间浇注底板与腹板交接处混凝土，采用插入式振动棒捣固密实，并及时对底板混凝土进行找平、压光；如下图第二步：腹板混凝土浇筑采用水平分层，分层厚度不得超过30cm；纵向分段，长度不超过10m；并分别从两端向中间浇注，在跨中区域交叉搭接，每层的接头应相互错开。两侧腹板浇筑速度应基本保持同步，以防止两边混凝土面高低悬殊，而造成内模偏移。如图

第三步：当两腹板浇筑完成后，开始浇筑顶板混凝土，浇筑时分别从两端向跨中方向和两边翼缘外侧向中部分段浇筑，每段2~3米连续浇筑。完成后应及时采用人工平整、找坡、抹面。如上图

四、移动模架经济技术条件比较

序号项目性能参数下行式移动模架上行式移动模架1施工工法逐跨原位现浇逐跨原位现浇2支承方式桥面下支承桥面上支承3安装方式桥面下孔跨内桥台侧路基上4适用最低墩台高（正常情况）4.5m1.65m5施工梁跨32.m及24.m32.m及24.m6混凝土跨重900t900t7适应纵坡小于2%小于2%8适应曲线半径大于2000m大于2000m9驱动方式液压油缸液压油缸10整机纵移速度约0.5m/min约1.5m/min11主箱梁挠跨比≤1/600≤1/70012工作效率10天/单孔13天/单孔13动力条件AC380V50HzAC380V50Hz14整机重量约520t约530t移动模架经济技术条件比较1、简支梁施工前，应综合分析考虑，墩台（身）高度、桥