ZQJ32型移动模架造桥机施工技术

黎亮亮

（中铁十一局集团第五工程有限公司，重庆市 400037）

0 引言

中小跨度简支箱梁在客运专线桥梁中占有90%比重,其架设方法直接影响客运专线的建设质量、进度和造价。对目前我国铁路客运专线中小跨度桥梁4种主要架设方法 (整孔预制架设法、移动模架法、移动支架节段拼装法、支架现浇法)从设备投入、施工占用土地、施工速度、施工作业条件等方面进行分析比较，移动模架施工方法较为适合我国铁路客运专线中小跨度简支箱梁施工架设。

所谓移动模架（简称MSS工法）是一种安装简易、操作高效、重量轻的整孔现浇桥梁施工设备,既是施工梁段的承重结构,又是施工梁段的作业现场。随着施工进程不断移动连续浇筑施工,能一次性现浇完成一孔桥跨从立模、浇筑混凝土到预应力张拉全套工艺,并能逐孔向前移动,效率高、速度快。

1 工程概况

白川2#大桥位于绩溪县板桥头乡庙山村，桥址主要位于低山丘陵及丘间谷地，丘坡地形较为起伏。大桥全长208.690 m，上部结构为6×32m简支箱梁。32 m的简支箱梁长为32.6 m，计算跨度为31.1 m，横桥向支座中心距4.5 m。桥墩高度11.5～15.5 m不等。其基础为钻孔灌注桩基础，全桥共有61根。梁体混凝土采用强度等级为C50的混凝土。

桥址处主要为农田，基础处理难度较大，且后期恢复的可能性较小，对环境的破坏较大，且现浇工序比较复杂，现场不具备支架现浇施工条件。由于地理位置的特殊性，无法采用预制架设。移动模架施工安全、环保，工序施作相对支架法而言较为简单。通过比较，采用ZQJ32型移动模架造桥机设备进行施工。

2 模架安装与调试

2.1 主要构件组成

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承台上。根据工程情况，其设计方案采用牛腿拆装式移动模架系统，共设置三对牛腿托梁，施工时只用其中两对牛腿，另一对牛腿在造桥机纵移前预先安装在下一孔桥墩承台上，以缩短施工周期。移动模架系统主要由牛腿、推进平车、主梁、鼻（导）梁、横梁、外模及内模组成。每一部分都配有相应的液压或机械系统。

2.2 施工准备

（1）场地清理

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，拼装场地填铺石碴并碾压密实。移动模架施工时平面图如图1所示。

图1 移动模架施工时平面图（单位：cm）

（2）模架的存放

由于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，并有专人巡察，小型部件，入库房保管。

（3）吊装设备、安装工具

安装时，以两台汽车吊车为主要吊装工具，其它机械设备配合工作。

（4）地基处理

ZQJ32移动模架主梁拼装时，两墩之间的场地必须进行地基处理，以确保主梁拼装安全。白川2#大桥地处花岗闪长岩软基地带，根据实际情况进行采用石料换填，并碾压密实。

2.3 桥梁承台安全性检算和加固施工方案

采用Ansys建立承台有限元模型，如图2所示。此模型采用实体建模技术，共划分体单元58 686个。经过计算，此承台的最大复合应力为2.77 MPa,出现在牛腿与承台的接触位置，中间部位局部拉应力为1.2 MPa（见图3），竖向最大位移为1.39 mm。经过计算，承台受力在允许使用范围内。

图2 计算模型

图3 承台应力云图

2.4 移动模架造桥机的组装

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）。

2.5 模架预压

为了检验移动模架受力状况、各部位的强度和刚度，测量移动模架在箱梁施工全过程的弹性变形和非弹性变形量，控制模板的预拱度，确保箱梁浇筑过程的安全和质量，移动模架组装后应进行模拟箱梁施工过程的加载预压。

预压重量按ZQJ32移动模架在箱梁施工过程中最不利状况（现浇32 m箱梁）进行考虑，其箱梁浇筑过程的荷载如表1所示。

表1 第一次32 m箱梁浇筑过程中荷载重量估算表

预压荷载=（梁体重量+内模重量+施工附加荷载）×1.1=1 036.2 t。

2.6 预拱度设置

2.6.1 模板的调整

移动模架造桥机预拱度的调整是施工中的重点，移动模架造桥机挠度值的来源要考虑周全，挠度值的计算要尽量结合实际情况。该移动模架造桥机的挠度值主要有3部分组成：

（1）混凝土自重产生的挠度值；

（2）预应力钢束张拉产生的反拱值，支点间按抛物线计算；

（3）牛腿压缩产生的变形值。

通过“预压—卸载”试验得出实测变形挠度值，再与理论挠度值进行对比来调整模板（底板、腹板）预拱度。

2.6.2 设备的加载试验及测试方案

待ZQJ滑移模板支架系统全部拼装完成后，即可做设备的加载试验。试验可以采用砂袋堆载的方法逐级加载，直至加至与混凝土等载后，观测设备的挠度变形值。砂袋堆载时应注意箱梁腹板与顶底板处荷载不同，以保证ZQJ滑移模板支架系统的受力与实际浇筑混凝土时一致。挠度变形值由厂家根据理论计算数据提供，加载试验完毕后，现场可根据实际测量值与理论计算值对比决定第一孔的预拱度调整值，浇完第一孔后测量实际值，以后浇筑可根据实际值调整。

2.7 支座和模板的安装

（1）支座安装

支座采用专为客运专线研制生产的TJQZ球型支座。

支座安装流程：垫石顶面凿毛→预留孔清洗→支座定位、吊装临时固定→支座调平→重力注浆→撤除临时固定、安装围板。

支座注浆要求采用无收缩高强度灌浆材料。

（2）模板安装

该桥底模、侧模为大面积钢模，模板面板厚6mm，设置槽钢围檀，采用桁架与ZQJ造桥机纵梁联结成一整体，以增加体系的抗弯刚度，减少模板的变形。

3 模架法箱梁预制

移动模架法箱梁预制的施工流程如图4所示。

图4 移动模架法箱梁预制施工流程图

4 移动模架过孔施工方法

移动模架过孔施工方法的施工流程为：清理移动模架上杂物→解除竖向、及横向约束→移动模架分两次整体下放共120 mm左右→模架承重由托架转化到前、中、后辅助支腿承重→解除托架对拉精轧螺纹钢筋→安装托架吊挂机构→托架支腿纵移就位→张拉托架对拉精轧螺纹钢筋→模架承重由各辅助支腿渐次转化到后辅助支腿及托架支腿承重→松开前、中辅助支腿，底模横梁及模板中部的螺栓连接→两组主梁同步向两外侧横移→检测纵移是否有障碍→两组主梁基本同步向前移动到位→整机纵移到位→两组主梁基本同步向内横移到位→连接底模横梁及模板→调整侧模及底模→过孔完毕。

过孔施工流程图如图5所示。

5 结语

移动模架造桥机具有施工质量好,操作简便、安全,工期短,成本低廉等特点,广泛应用于铁路客运专线的施工中。结合白川2#大桥东引桥工程实际,介绍ZQJ32型移动模架造桥机的结构原理及其施工工艺，探讨了在较差地基情况下移动模架施工的适用性及其设计与安装、箱梁预制工艺和模架孔位变换等各工序的工作状态、组装步骤及施工方法，具有理论和实践上的指导意义。

图5 过孔施工流程图

[1]项贻强,张少锦,程 晔,等.移动模架施工技术的应用与研究创新[J].中外公路,2008（2）：52-56.

[2]刘家锋.我国铁路客运专线中小跨度简支箱梁架设方法综述[J].桥梁,2010（6）：42-47.

[3]祝朝旺.浅谈移动模架造桥机施工[J].桥梁建设，2007（12）：77-79.

[4]李杨.客运专线移动模架法箱梁预制施工技术[J].铁道建筑,2008（10）：1-4.