平潭海峡公铁两用大桥铁路移动模架施工技术

杨碧波

摘 要：本文通过对平潭海峡公铁两用大桥鼓屿门水道桥CX02～CX19#墩17孔37.98m铁路预应力混凝土简支箱梁施工技术的研究与实施，分析在复杂海峡气候、地理环境下，采用能往返走行的下承式双导梁移动模架，既解决了不能在起始跨安装移动模架的难题，又克服了铁路箱梁和公路墩身不能同时施工的困难，大量的节省了施工工期和资源投入。同时，该设计充分发挥了移动模架在恶劣气候环境下的施工安全优势，希望对今后同类型施工提供一些借鉴作用。

关键词：移动模架；气候恶劣；往返走行；安全优势；节省工期

1、概述

平潭海峡公铁两用大桥起于长乐市松下镇，跨越元洪航道和鼓屿门水道，依次通过长屿岛和小练岛、跨越大小练岛水道抵达大练岛，全长约11.15km。其中CX02～CX19#墩横跨长屿岛（详见布置图1），下层为17孔37.98m铁路预应力混凝土简支箱梁，上层为公路双幅连续箱梁。梁体均采用移动模架现浇施工。

铁路箱梁为等高度直腹板单箱单室截面，箱梁高为3.5m，桥面设2%横坡，中心线处梁高3.586m，顶面宽12.2m，底板宽度为6.4m。箱梁与桥墩横断面布置图见图2.

图2 箱梁横断面布置图

2、总体施工规划

本工程CX02～CX03跨与CX18～CX19跨位于长屿岛两侧岸滩区。作为移动模架施工箱梁的起始跨，大型浮吊无法抛锚整体安装移动模架。且墩身高度近60m，采用搭设钢管支架拼装移动模架，安全风险较高。施工采取在CX10～CX09跨矮墩处支架拼装。移动模架从CX10#墩往CX02#墩施工后，拆除前导梁横联，再使移动模架退回CX10～CX11#跨往CX19#墩方向施工。最后移动模架退回CX10～CX09#跨拆除。铁路箱梁施工与公路墩身同步施工，节省工期。

3、移动模架设计

在恶劣气候环境下采用移动模架施工铁路箱梁是本工程的难点和重点。移动模架设计难度大。根据设计文件并结合梁体截面特征及公路墩身位置，经研究决定采用下承式双导梁移动模架。

3.1、移动模架设计的总体构思及特点

（1）设计移动模架时，构件最大尺寸不超过10m，重量小于25t，方便现场运输和吊装，移动模架采用双导梁对称设计，具有往返走行，双向施工能力。

（2）利用箱梁直腹板特点，将移动模架箱型主梁与侧模按一体设计，底模横移张开后竖直翻转与主梁锁定，节省作业空间，可以在先施工公路墩身的前提下再施工铁路箱梁，达到节省工期的目的。

（3）铁路移动模架顶部设计一台10t门式吊機，方便内模及材料的吊装。

（4）桥址区域百年重现期十分钟平均最大风速44.8m/s。全年7级以上大风天数大于238天，气候恶劣。移动模架按无支腿设计，降低整体重心，同时在墩顶预埋锚固钢筋与主梁锚固，增强施工的安全性。

3.2、移动模架构造

本移动模架外形尺寸为93m×14.5m×12m，主要由主梁、导梁、横联、墩顶位移机构、模板系统、辅助设施和液压系统及门吊等7大部分组成（图3）。

图3 移动模架平立面布置图

（1）主梁系统采用Q345B钢板焊接成箱型结构，底部设置纵移轨道。侧面与顶面兼做箱梁施工的侧模和翼模。主梁节段之间采用10.9级高强度螺栓连接。

（2）导梁为桁架结构，前端根据移动模架过跨时扰度按向上翘曲30cm设计，便于导梁能顺利到达前方墩顶滑座。前导梁设计有横联，并在中间设置30cm短节起调节导梁间距作用。移动模架拆模过跨时安装短节，合模浇筑时拆除。

（3）墩顶位移机构与液压系统（图4）包括竖向起升油缸、横移滑座及油缸、纵向油缸及轨道等。预埋件安装时位置必须准确、牢固可靠。受恶劣海洋环境影响，墩顶必须预埋抗台锚固预埋件。竖向油缸支撑反力必须经设计院验算复核。

图4 墩顶位移机构及液压系统

（4）模板系统包括底模、侧模、内模和端模。底模对称设计，在底板中心线处采用螺栓连接，竖向靠滑靴和拉杆与主梁锚固连接。拆模与合模靠固定在主梁上的横移滑靴实现。侧模与主梁一体化设计，内膜与端模采用组合式钢模。

（5）移动模架上设置一台单轨门式吊机，安装两台5t电动葫芦，方便材料和节段内模整体吊装。门式吊机必须满足恶劣海洋环境下的抗台稳固措施。

（6）辅助设施主要包括一些安全维护设施、走行梯道等。其中主梁底部设置的操作平台主要为方便底模合模和拆模过程中施工人员的通行和站位，操作平台利用底模底部的电动葫芦起升，在地面人工搬运过孔。

4、铁路箱梁施工

4.1、模架安装与试压

首先在CX09～CX10墩位处平整拼装场地，搭设支架。利用履带吊机吊装移动模架各构件进行组拼。移动模架经检查验收后进行静载试验，消除移动模架的非弹性变形，获取弹性变形值。

4.2、移动模架施工梁体工序步骤

（1）绑扎梁体底、腹板钢筋后安装内模，再绑扎顶板钢筋并安装模板顶部对拉杆后浇筑混凝土。混凝土养生达到设计条件进行预应力张拉，准备模架脱模。

（2）拆除顶部横向对拉杆，墩顶顶升油缸收缩，模架整体下落120mm，完成脱模。

（3）利用底模板下方葫芦提起操作平台，解除底模中间的连接螺栓、底模与主梁之间的锚固螺纹钢筋。然后下落操作平台至地面，地面搬运过跨。

（4）启动底模横移油缸，推动底模横移向外开启3.2m，穿上主梁与底模间的精轧螺纹钢筋。再启动墩顶横移油缸，两侧模架整体向外开移150mm后，安装前导梁间的横联短节。

（5）检查过孔无障碍并将门吊开至后导梁固定，开启墩顶纵移油缸，模架整体前移18m，使导梁到达前方墩顶滑座上。

（6）门吊前行至轨道端头配重，再将模架继续纵移22.7m，使模架过跨到位。

（7）拆除前导梁间300mm横联短节后，启动墩顶横移油缸，两侧模架向内横移150mm。

（8）拆除底模与主梁间的锁定，启动底模横移油缸，使两侧底模向内横移3200mm，再提起操作平台安装底模连接螺栓及底模与主梁间的锚固精轧螺纹钢筋。

（9）启动墩顶主油缸，模架整体提升120mm，到达制梁标高，经全面检查后，进行循环梁体施工。

5、结语

移动模架是现浇施工中的主要设备，是承受梁体重量和各种施工荷载的承重结构，是钢筋绑扎、混凝土浇筑施工的重要平台，其强度、刚度和稳定性从根本上决定了施工质量和安全。铁路箱梁现浇施工必须从移动模架设计、加工、拼装、静载试验及施工过程中的检查验收等各方面进行监控，同时还需要结合现场监控进行调整，才能确保现浇施工的质量和安全。

参考文献

[1]《结构力学》作者：李廉锟 高等教育出版社 2002年9月.

[2]《钢结构》作者：魏明钟 武汉工业大学出版社 2000年8月.

[3]《平潭海峡公铁两用大桥设计图》 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 2015年7月.

[4]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB 10424-2010 J 1155-2011）.

[5] 《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》JGJ82-91.