张彦光(中铁十八局集团第一工程有限公司,河北 涿州 072750)
模板滑移装置在支架现浇连续梁施工中的应用
张彦光
(中铁十八局集团第一工程有限公司,河北 涿州072750)
郑徐铁路客运专线开兰特大桥跨陇海铁路(70+125+70)m连续梁,设计采用先平行于既有铁路支架现浇123 m连续梁再转体合龙的施工方法,现浇连续梁距陇海铁路防护栏仅7.45 m。为解决紧邻既有铁路而无法吊装大模板的问题,设计了整体滑移模板装置。模板安装由吊车逐块拼装改为在连续梁端头支架上拼装,然后整体滑移到浇筑梁段位置。本文系统介绍了该整体模板滑移装置的结构特点和安装使用方法,该方法较好地解决了紧邻既有线支架现浇连续梁模板安装问题,保证了施工安全。
模板滑移装置;固定撑脚;滑移模板;吊装模板
郑徐铁路客运专线开兰特大桥跨陇海铁路连续梁段位于河南省兰考县三义寨乡,该段桥位起讫里程DK97+956.360—DK98+223.170,桥跨结构为(70+ 125+70)m预应力混凝土连续箱梁,与陇海铁路在里程K464+315处相交,夹角为23°。
原设计采用跨既有线悬臂浇筑法施工。为提前工期和保障陇海铁路运营安全,改为转体法施工,即先平行于陇海铁路在支架上预制连续梁,然后再转体合龙。
1.1工程背景
陇海铁路车流量大,是我国最繁忙的铁路干线之一,施工安全成为开兰特大桥连续箱梁施工的首要目标。平行陇海铁路现浇连续箱梁是在支架上分节段预制完成的,支架拼装完成后,安装箱梁底模,吊装箱梁侧模板。箱梁侧模板为分段拼装的钢模板,最长一段吊装长度为10 m,吊装重量约15 t,需要大吨位吊车吊装。预制连续箱梁外边缘与陇海铁路安全防护栅栏的距离仅有7.45 m,不满足大型吊车吊装模板作业要求,且7.45 m的距离作为模板运输及存放场地也是不够的。加之紧邻运输繁忙的陇海铁路,模板吊装作业风险很大,所以开兰特大桥跨陇海铁路段转体连续梁钢模板吊装就成为该桥施工急需解决的问题。为了解决这一难题,通过现场实地调查,结合以往工程实践,设计了一种模板滑移装置,既解决了紧邻既有线一侧汽车吊无法吊装模板的难题,同时又节约了吊装机械台班费用,降低了工程成本。
1.2模板滑移装置设计
1.2.1滑移装置原理与结构
每侧桥墩转体梁长123 m,重约9 500 t,转体梁为预应力混凝土箱梁,平行于陇海线在支架上现场浇筑,连续箱梁侧模板为整体支架大钢模,模板采用汽车吊安装。为解决紧邻铁路一侧吊装空间不够的问题,改为在梁端支架上拼装侧模,在支架上安装轨道,通过模板滑移装置在钢轨上行走,将侧模板移动到预定的安装位置。模板滑移装置主要包括卷扬机、行走部分(轨道和滑动轮)、固定支撑部分(角撑和支撑木)、升降部分(升降轴和手动升降板)、连接法兰盘等,模板滑移装置(行走部分)见图1。
图1 模板滑移装置(行走部分)(单位:mm)
1.2.2滑移装置与支架模板的连接结构
模板滑移装置与连续箱梁侧模板的连接结构见图2。在模板底部设置法兰盘,连接轨道行走器(滚动轮),形成模板行走系统,每节段侧模板设置4组滚动轮(箱梁左右侧模板各设置2组),滚动轮旁的法兰盘上设置可升降的撑脚。模板支架的中间用10#槽钢垂直扣在方木上设置成固定支撑,通过手动升降扳手,可使固定撑脚上下移动。立模时,通过滚动轮和支架中间的撑脚调整模板的高度,通过斜撑下的撑脚调整模板的倾斜度。梁体侧模板滑移时,采用一台8 t卷扬机作为牵引动力。
图2 模板滑移装置与连续箱梁侧模板的连接结构
2.1施工工艺
使用模板滑移装置现浇混凝土连续梁施工工艺:搭设支架→支架预压→滑道安装→箱梁底模安装→吊装模板滑移装置(支架侧模板)→模板滑移到预制梁段就位→绑扎钢筋、现浇连续梁段→拆模→模板转移至下一梁段继续施工。
2.2滑移模板的行走与调整
1)立模:侧模板沿轨道滑移到浇筑梁段时,转动固定轴和滚动轮旁撑脚上的手动扳手,将撑脚固定于支垫方木上。调整垫木的支垫高度,使箱梁模板支架保持垂直,以保证模板组立后符合设计尺寸要求。浇筑混凝土时,侧模板受到混凝土水平侧压力的作用,通过模板支架传递到外侧撑脚上,此时内侧模板下的滚动轮不受力,处于悬空状态。所以浇筑混凝土时,主要是外侧撑脚受力,故外侧撑脚要用铁鞋支撑牢固,确保浇筑混凝土时不移动。
2)拆模:当现浇混凝土强度达到拆模强度后,降低支架外侧和中间的撑脚,使外模板向外移动5 cm,让模板与混凝土结构脱开,即拆除箱梁外模板。
3)模板转移:一段混凝土浇筑完成后,转动撑脚上的手动扳手,使撑脚上移,拆除撑脚下垫木,此时滚动轮与轨道接触,滚动轮受力,模板支架重力完全由滚动轮承担。在下一梁段前1~2 m位置固定一台小型卷扬机,配合千斤顶同时牵引两侧箱梁模板,调整好轨道方向后,牵引支架模板行走到下一预制梁段位置就位。
为保证模板在行走过程中的整体稳定性,在模板顶部,用钢丝绳拉紧两侧模板,形成横向约束,将箱梁两侧的模板连成一体,在卷扬机的牵引下同时移动,防止模板在移动过程中发生变形。模板就位后,降低撑脚高度,用方木支垫固定撑脚,按设计要求进一步调整模板至设计位置。
3.1施工条件对比
1)吊装模板:吊装模板要求支架两侧的地形开阔,无障碍物,有利于大吨位吊车作业。梁高 <15 m时,采用25 t吊车可满足吊装模板的要求。梁高 >20 m时,至少需要50 t或更大吨位吊车,施工场地更容易受到限制。
2)滑移模板:本工程采用的滑移模板,吊车在梁端支架下吊装,模板在支架上拼装完成,不占用预制梁与既有铁路之间的空地。除首个预制梁段支架模板需要吊车拼装外,其余预制梁段只需要滑移模板即可,此后均不再需要吊车吊装。故滑移模板法基本不受预制场地的影响。
3.2施工成本对比
1)吊装模板:采用汽车吊装法支立模板,每个预制梁段均需要使用吊车,每次至少2个台班,吊车台班费用约6 000元。每侧转体梁共预制14个梁段,两侧转体梁共28个梁段,总机械台班费用约17万元。
2)滑移模板:采用滑移法支立模板,需8 t卷扬机1台,模板及滑移装置吊装到支架上需使用吊车2个台班,共需机械台班费用约1.5万元,两侧转体梁共需3万元。与吊装模板法相比节约费用约14万元。
3.3适用性对比
模板滑移法浇筑混凝土连续梁,解决了紧邻既有线施工无法采用大型吊装设备的难题,将模板的安装、拆卸都转移到了支架平台上,只需简单的机具就能将模板转移到位,保证了施工安全。
3.4安全性对比
1)吊装模板:吊装作业,安全风险高。
2)滑移模板:滑移作业,结构可靠性好,安全风险低。
本工程采用的模板滑移装置很好地解决了吊装大模板施工占用场地大,施工空间不足的问题。模板在梁端支架上拼装,采用滑移的方法分段完成梁体的预制。模板安装全部在支架上完成,不妨碍既有线的运营,施工安全得到了保障,此方法对施工场地不足,施工环境复杂的同类工程施工具有很好的借鉴作用。
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(责任审编郑冰)
Application of Formwork Sliding Device to Cast-in-place Continuous Girder with Scaffolding
ZHANG Yanguang
(The First Engineering Co.,Ltd.of China Railway 18 Bureau Group,Zhuozhou Hebei 072750,China)
T he Kailan super long bridge of Zhengzhou-Xuzhou railway passenger dedicated line acrosses the(70+ 125+70)m continuous bridge of Longhai(Lanzhou-Lianyungang)railway.T he construction method that the bridge should be parallel to the existing railway cast-in-place scaffolding continuous girder 123 m,then twist closure. T he distance between cast-in-place scaffolding continuous girder to the railway fence is only 7.45 m.In order to solve the problem that the bridge was adjacented to existing lines and large formwork could not be lifted,the integral sliding formwork device was designed.Instead of the method that the formwork installation by crane per block assembled,the assembly was finished on the top of the continuous girder,then slipped to casting girder location as a whole.T he structure features and installation of integral sliding formwork method were introduced in this paper,which well solved the formwork installation problem and ensured the construction safety.
Formwork sliding device;Fixed brace;Sliding formwork;Hoisting formwork
张彦光(1965— ),男,高级工程师。
U445.463
A
10.3969/j.issn.1003-1995.2016.07.10
1003-1995(2016)07-0039-03
2015-12-21;
2016-04-14