移动模架现浇预应力混凝土箱梁施工技术

张晨斌

（厦门中平工程监理咨询有限公司，福建 厦门 361000）

引言

在移动模架施工中，在已经施工完成的桥墩上借助液压系统进行模架推进，而混凝土现浇模架系统为其常用模架系统，当模架移动到位后，钢筋、混凝土浇筑、预应力张拉和混凝土养护直接安装在模架系统上，大大方便了各种恶劣环境的桥梁建设。在标准化移动模架的帮助下，能够保证多联桥梁与多跨度的空中施工，且该类施工能够为整个桥梁工程提供安全与质量保障。笔者所从事监理项目厦门市翔安区溪东路B标大嶝高架桥段连续箱梁即采用了移动模架施工方法。

1 移动模架系统的组成与功能分析

1.1 移动模架系统组成

移动模架系统总体结构主要由前桥、后桥和移动支撑系统（MSS）组成。前桥头由桥梁标准跨径确定，移动模架应能在不浇筑梁跨的情况下顺利移动到前墩，并能与墩固定连接且不产生翘曲；MSS作为主梁浇筑的主要支撑平台，通常将其尺寸设置为桥梁的标准跨径。与此同时，后桥鼻可作为前桥与MSS的平衡部位，其鼻梁的设计能够有效优化桥鼻的整体结构与具体长度。而结构需要满足刚度要求，只有这样才能够对桥墩起到支撑作用。

1.2 移动支撑系统MSS的功能

MSS能够给梁体的现场施工提供必要平台，其主要由横梁、支架、主梁、牛腿、支撑台车以及模架系统等部分组成。

a)横梁作为MSS的传导力结构，能够把浇筑梁段的负荷传递给MSS的主梁结构。横梁上预设的模架系统可以有效支撑梁体的浇筑，且其借助液压系统能够实现横向与纵向的自由调整，从而满足不同应用场景下的具体需求。

b)钢桁架导梁与承重钢筋通常是构成主梁的关键材料，主梁的制作工艺是分段式制造，且每一段之间都借助高强度的螺栓进行连接，以此来保证主梁的整体性。

c）作为主梁荷载的主要传递结构，支架通常会被设计为有效支撑结构，并借助螺纹钢与桥墩进行连接。支架上通常会设置滑轨，以方便模架能够进行横向移动。除此之外，螺旋顶结构也是支架的关键结构，该部分能够保证支架与桥墩的荷载连接。

d）牛腿是设置在支架和支墩上的连接结构，牛腿能够将荷载有效转移到桥墩与承重台上。牛腿一般会配置有液压升降系统，且系统会配备较为坚固的保护结构，以便于荷载的顺利传递。

e）支撑台车能够快速移动主梁与横梁，轮对、升降系统、横移设备以及支撑架是该结构的主要组成部分，其通常具备三向位移功能。整体结构在完成施工以后，会借助支撑台车对模架进行拆除，同时会控制MSS的前后移动。

f）模架系统通常包括外模系统与内模系统两部分，该系统能够借助千斤顶来对梁体进行支撑与固定，模架相互连接并设置支撑内部的装置。为保证施工中安全，模板上设有栏杆。

2 移动模架施工技术概述

模架组装、模架施工以及模架前移是移动模架系统施工的主要施工组成部分，考虑到模架拆除的难度相对较低，本文就不再对其展开论述。

2.1 模架组装

考虑到移动模架涉及的构件种类比较多，使得施工现场的模架组装工作也比较复杂。首先，必须要预先选定合适的位置对移动模架进行有效拼接，通常该位置会选取标准梁跨的初始位置，并逐渐沿桩的方向进行有效拼接。其次，对移动模架平台进行固定连接，并对预应力螺纹钢进行牵拉处理，从而确保其支撑力达到标准。除此之外，主梁按钢桁梁截面进行现场安装，采用高强度螺栓固定连接，经常需要与履带吊配合安装，由于牛腿梁单侧受力，为防止倾覆需要现场制用支腿作为临时支撑将牛腿撑起。随后使用汽车吊把横梁吊装在主梁上。梁安装完毕后，分别组装模架的支撑和液压系统。最后，安装模架。模架安装前，将钢板与钢管焊接成安全护栏，形成后续梁浇筑施工的安全作业区，并在护栏周围设置安全网，形成安全通道和施工作业空间。

2.2 模架施工

在对模架进行正式施工之前，必须要先对施工操作平台进行多次检查，反复确认操作平台是否安全，对应的液压系统是否处于可控状态且不同构件之间的连接处是否坚固。移动模架在初浇前需预压，以消除非弹性变形，同时观测弹性变形量并将变形数据与理论变形量进行对比，以确定移动模架的预拱度值，使后续施工桥梁线形可控。移动模架混凝土浇筑工艺与常规施工工艺原理大同小异，但仍然要重视预埋件与内外模的连接设计。泵送混凝土施工是移动模架施工最常使用的施工方法，要格外重视泵送混凝土的坍落度与振捣工艺。考虑到内模与外模的不同设置，因此必须要确保混凝土底板与腹板的振捣工作做到位，最后要进行混凝土的养护工作。通常来讲，梁体需要进行浇水养护，从而确保混凝土表面保持湿润，防止其因为干燥而产生变形现象。

2.3 模架前移

每一节段的混凝土浇筑工作完成以后，要及时拆除模架，并且使用支撑台车吊运移动模架，使整机向前移动。当台车移动到待浇节段后，就必须要对移动模架进行准确定位，并且确保其与桥墩进行有效连接，同时要借助液压系统调整移动模架，从而达到梁体的设计线。通过模架前移和模架施工两个工序的循环，实现各梁段的浇筑作业，覆盖整个桥区的梁段施工。

3 施工问题分析

移动模架施工相较于其他施工来说优势比较明显，是复杂环境下预应力混凝土箱梁桥较好的施工方案。但在实际施工过程中，仍存在许多质量问题，其中梁体线形控制和悬臂端底板开裂问题尤为突出。

3.1 梁体线形控制

考虑到移动模架的支撑点位于悬臂端部，随着适合于活动模架的梁体跨度的增大，桥梁的预拱度增大，在施工缝处出现明显的拐点，使得桥梁的线性控制困难。一旦后支点的锚固力偏大，前梁悬臂端就会出现比较多的位移，使悬臂位置线性不规则。此外，活动模架本身的刚度、混凝土的收缩徐变、预应力及结构体系的变化等，提高梁的线性控制难度。为了提高移动模架施工中对梁形的控制，必须正确计算施工过程中梁的位移和成桥的位移，对预拱度值进行合理分析，并综合考虑现场的监测结果对预拱度进行调整，从而确保每一阶段移动模架的科学安装。与此同时，通过托车液压装置和模架系统进行相应调整，设置模架标高，保证梁体施工后达到预期的线形状态。

3.2 悬臂端底板开裂

在这一建筑面积内，由于锚固需求截面在一定程度上弱化，同时承受三维应力，横纵向的应力都需要比较突出，施工结束后容易开裂，因此有必要对该部位的结构设计予以重视。

为有效控制悬臂端底板的开裂，可以采取如下措施：a）对底板的结构尺寸进行科学设计，设置端横隔梁；b）加强底板水平预应力设计，使纵横向应力传递更均匀；c）吊点位置和锚定位置应适当加固或移位，使其转移到墩顶位置，以减少区域内的应力集中现象。

4 结论

本文结合笔者从事项目的桥梁移动模架施工，对移动模架各个组成部分进行合理分析，总结了预应力混凝土箱梁桥移动模架的施工工艺和施工要点，分析了线形控制、悬臂端底板开裂典型工程质量问题，并提出了相应的对策和方法。