移动模架造桥机在某桥梁施工中的应用

董丞上

中铁大桥局集团第三工程有限公司，广东 广州 510006

1 工程概况

武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥1#、0#墩为北岸辅助墩及边墩，P01～028#墩为天兴洲岸引桥工程；正桥4#、5#墩为南岸辅助墩及边墩，P6～20#墩为武昌岸南引桥工程。铁路引桥上部结构为40米简支箱梁结构，分上下游两幅，上游侧线路为铁路客运箱梁，下游侧线路为货运箱梁，型式均为单箱单室结构，横向净距0.35m。设计梁高3.5m，梁长分39.35m、40.5m、40.6m3 种[1]。

客运箱梁重1200t，货运箱梁重1250t。梁体混凝土标号为C50，压浆水泥浆标号为M40，封锚为C50微膨胀混凝土。采用纵、横双向预应力体系。纵向采用钢绞线群锚预应力体系，塑料波纹管成孔。在箱梁顶板中横向布置钢绞线扁锚预应力体系，扁波纹管成孔。铁路简支箱梁为单箱单室结构，截面大、跨度长，采用移动模架原位现浇。

2 天兴洲岸移动模架现浇铁路箱梁施工要点

天兴洲岸0#、01＃～022＃墩墩身净高23.5～37.2m，上部结构为双幅40.5m和40.6m跨铁路简支箱梁，桥面宽分别为12.3m和13.4m。采用设计有前后导梁的下行式移动模架分上下游幅逐跨现场浇筑，箱梁一次性浇注成型。

移动模架主体结构为双主梁、双导梁、两侧设挑架悬吊模板系统、底模水平开合、油缸顶推过孔、正反方向均可行进。承重梁为异型钢箱梁，布置在混凝土箱梁翼板的下方，兼作模板使用。底模采用大刚度的正交异性板，两端通过吊杆吊挂于钢箱梁上，过孔前逐节解开底模吊杆及螺栓，并将底模向外侧平推至钢箱梁下方，过孔后复位。模架支撑及升降系统采用自锁千斤顶来完成。

模架纵移采用导梁、不锈钢板和四氟板滑移系统，以大行程连续千斤顶牵引锚固在前导梁下弦的钢绞线来完成。模架横向偏转采用水平千斤顶在墩顶横向滑道上顶推。待简支箱梁混凝土的强度达到规定强度后，张拉完纵向预应力筋和上一跨箱梁横向预应力钢束，移动模架纵移至下一跨就位[2]。

内模采用钢模，内支撑采用Φ48mm钢管配顶托、底托；移动模架制造完后，要在制造工厂进行预拼装。

3 移动模架设计

天兴洲移动模架采用下行式结构，由承重系统、模板系统、走行系统、液压系统、电气系统等构成[3]。移动模架钢梁段长41m，前后导梁各长25.96m，总长92.92m。

3.1 移动模架造桥机技术特点：

1）将侧模和部分翼板模板做成钢箱，使承重和模板体系合二为一，可有效地节省材料；

2）钢箱梁支承在墩顶，支腿大大缩短，把宽墩对移动模架过孔的不利状况转化为有利的一面，有效利用了宽墩的条件；

3）不受地形、地质条件、水位的限制，常年均可施工；

4）施工周期短；节省费用；

5）承重梁预拱，使混凝土浇筑完毕时的实际挠跨比达1/4000以下；

6）模板接缝少，刚度大，有利于提高混凝土的外观质量。

3.2 移动模架造桥机结构简介：

1）承重结构：包括钢箱梁和承重顶，部分墩身一侧设承重牛腿；

2）模板系统：包括底模、翼模板、端模和内模；

3）走行系统：包括前后导梁、钢绞线、千斤顶、墩顶滑座等；

4）液压系统：包括模板的顶升和下降、底模平推、模架纵移及模架横向调整系统等；

5）电气系统：包含照明系统、吊篮、千斤顶等机构的动力电源。

3.3 移动模架造桥机的技术参数：

1）施工梁段长度：≤40.6m，混凝土箱梁重量：≤1300t；

2）主机重量：340t（不含内模、端模、墩顶散模及预埋件、牛腿等）；

3）整机走行速度：1～2m/min，整机总功率：60kW；

4）主梁工作弹性挠跨比：1/700；

5）平均工作效率：18d／跨。

4 移动模架的工作原理

移动模架造桥机实际上是一个可移动混凝土制梁工厂，把桥梁上部结构的预制变为在桥墩原位现浇，减少了混凝土预制需要的大批场地及预制梁的架设工作，对大吨位大跨度桥梁的施工极为有利,其主要工作原理为4种工况[4]：

1）浇筑混凝土工况：混凝土重量由模板——钢箱梁——自锁千斤顶，最后传力到桥墩墩顶。模板闭合形成混凝土浇筑空间，从而可浇筑混凝土。

2）脱模工况：解除自锁千斤顶的自锁装置，千斤顶卸载，模架依靠自重压缩千斤顶整体下降180mm，拆底模的吊杆和抗剪的螺栓连接，将底模从内向外平推至设计位置固定，让出过桥墩空间，完成脱模工作。

3）模架纵向走行过孔工况：当底模打开让出过桥墩空间，拆除移动模架下部的挂篮,并做完辅助工作后，即可用连续穿心式千斤顶牵引钢绞线牵引移动模架缓慢向前移动，使其到达下跨浇筑位置，完成移动模架的纵向走行过孔。

5 移动模架拼装

移动模架在021～022#墩之间拼装，拼装万能杆件作为移动模架的安装支架，利用大型150t履带吊机起吊拼装。

5.1 万能杆件支架拼装

将021～022#墩之间的场地进行平整碾压，地基土较差处则采取换填处理。按设计位置浇筑混凝土基础，基础上设置预埋件，预埋件的平面位置及标高应严格控制。

在拼装万能杆件节段前，要对基础上的预埋件的标高及平面位置进行检查，如果有偏差应及时调整处理。

在地上按8m一节先拼装万能杆件节段，利用25t吊机起吊万能杆件节段与基础联结，然后再起吊联结横梁，将万能杆件节段起吊联结成整体。在万能杆件顶布设分配梁，分配梁采用2[40b焊接而成。

5.2 移动模架拼装

1）客、货运移动模架拼装顺序：先货运模架后客运模架；

2）货运移动模架的拼装顺序：从线路左侧往右侧的顺序倒退依次拼装2条钢箱梁，1条钢箱梁拼装完成后再拼装另1条。单条钢箱梁拼装时，先拼中间两块后两端；

3）将货运移动模架左侧的钢箱梁利用大型履带吊起吊中间两块到万能杆件安装支架上的正确位置，钢箱梁的标高可以利用千斤顶调整，钢楔块支垫，位置调整正确后用钢板螺栓联结固定。先后起吊组拼两端的两块钢箱梁，将货运移动模架外侧的钢箱梁全部联结完成；

4）利用履带吊拼装货运移动模架左侧的前后导梁；

5）拼装货运移动模架右侧的钢箱梁，方法与（2）、（3）相同；

6）利用履带吊拼装货运移动模架右侧的前后导梁；

7）利用墩顶的横移设备，调整钢箱梁横向位置；

9）客运移动模架拼装也采用从左往右倒退拼装，方法与货运移动模架相同。

6 移动模架施工步骤

1）在首跨内安装临时支架，分节段吊装钢箱梁，栓接；

2）安装底模系统和拼装端散模；

3）调整标高后支垫，吊装前后导梁；绑扎底腹板钢筋和预应力筋；

4）安装内模及对拉筋；绑扎顶板钢筋和预应力筋；

5）浇筑混凝土并养护；

6）拆内模、张拉纵向预应力束；拆除承重腿柱，通过升降千斤顶卸载，模架依靠自重下降，使钢箱梁落至纵移托辊上；

7）安装牵引和导向系统。拆底模连接，逐节将底模平推至箱梁下方固定；移动模架纵移过孔，底模逐节平推复位并连接钢箱梁；

7 移动模架施工安全措施

移动模架施工均是高空作业，危险性很大，在施工中除严格遵守桥梁施工安全技术规程的有关规定外，还应注意以下几点：

1）移动模板均为大块钢模，面积大，自重大，利用起吊设备安装时要注意吊机的位置，起吊高度，防止出现倾履事故；

2）移动模架翼缘模板牛腿上的操作平台边缘要加焊栏杆，用于主梁行走的小型机具及构件要安放牢固，应在梁端、栏杆断开处及上下人行梯挂好安全网。

[1]武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥1标段工程施工图[R],2006,2.

[2]中华人民共和国行业标准《铁路桥涵施工技术规范》(TB10203—2002)[S].中国建筑工业出版社,2002.

[3]客运专线铁路桥涵工程施工技术指南(TZ2132-2005)[S].中国建筑工业出版社,2005.