移动模架施工技术研究

第0页共44页武广客运专线上行式移动模架施工技术研究2007年10月湖南郴州第1页共44页武广客运专线上行式移动模架施工技术研究第一章概述…………………………………………………………02第二章移动模架组装………………………………………………04第三章移动模架预压………………………………………………17第四章移动模架制梁………………………………………………31第五章移动模架过孔………………………………………………37第六章移动模架优化………………………………………………39第七章移动模架施工组织管理……………………………………40第八章移动模架机械配置…………………………………………43第2页共44页第一章概述一、移动模架概述移动模架是一种自带模板可在桥跨间自行移位，逐跨完成混凝土箱梁施工的大型箱梁设备。按照过孔方式不同，移动模架分为上行式、下行式和复合式三种形式。主梁在待制箱梁上方，借助已成箱梁和桥墩移位的为上行式移动模架；主梁在待制箱梁下方，完全借助桥墩移位的为下行式移动模架；主梁在待制箱梁下方，借助已成箱梁和桥墩移位的为复合式移动模架，按过孔时后支撑是否在已成箱梁上滑移，复合式移动模架又分为后支撑滑移式和后支撑固定式两种形式。下行式移动模架复合式移动模架武广客运专线肖家特大桥采用上行式移动模架制梁。在结构上可以分为主梁及导梁总装、挑梁及吊梁总装、模架及模板总装、前、中、后支腿总装、纵移机构、及液压和电气系统等几部分，构成一个完整的承载结构体系。承重主梁共38m分为4节，3节为10m，1节为8m。导梁共22m分为2节，每节11m，造桥机配重节10m，造桥机总长70m，各节间以精制螺栓连接。下翼缘设2根35mm高方钢轨道，供整机纵移使用。腹板根部设有吊挂角钢及加劲肋，作为支腿吊挂行走的轨道。主梁设置5个牛腿作为承重千斤顶的支撑。武广客运专线肖家特大桥上行式移动模架双导梁上行式移动模架第3页共44页二、工程概况1、工程概况武广客运专线乌龙泉至花都段肖家特大桥，位于湖南宜章县太平里乡，线路从金坪村中穿过，本桥为谷架桥，有一简易公路与桥址相通，本桥桥台纵向较陡，横向较缓。本桥中心里程DK1887＋891.87，桥全长L=929.7m，上部为28－32m双线简支箱梁。2、设计概况（1）、铁路等级：客运专线（2）、设计速度：设计最高运行速度350km/h。（3）、线路情况：双线、曲线半径9000m，正线线间距为5.0m。3、箱梁结构形式箱梁截面类型为单箱单室等高度简支箱梁，梁端顶板，底板及腹板局部向内侧加厚。防撞墙内侧净宽9.4m，桥上人行道栏杆内侧净宽13.2m，桥梁宽13.4m，桥梁建筑总宽13.8m。梁长为32.6m，跨度为31.1m梁高为3.05m，横桥向支座中心距为4.5m。4、水文地质条件该区地下水为第四系孔隙水及岩溶水，孔隙水赋存于第四系地层中，主要分布于谷地。岩溶水赋存于泥盆系上统锡矿山组（D0）灰岩地层中，地下水埋深为0－13.10米，随季节变化，地下水发育，在DK1887＋820左侧100米处为金坪坦暗河出口，流量约2.5立方米/秒，接受大气降水补给，流量随季节变化明显。线路跨越的河流，主要为暗河补给，丘坡地下水不发育。地表水对混凝土及钢构件不具侵蚀性。5、地形及交通运输条件桥址区地形平缓，相对高差约30m，植被较发育，多生长灌木；丘坡部分多为旱地与村舍，谷底狭长平缓，微向河流倾斜，多为水田。本桥通过的大部分地区的县乡公路较发达，公路运输较为便利。第4页共44页第二章移动模架组装一、移动模架构件介绍1、主梁肖家特大桥上行式移动模架主梁共分为7节，高3.2米。第1节为配重主梁，长10m，第2节至第5节主梁为承重主梁，各节长分别为10m、8m、10m、10m，第6、7节主梁为导梁，长11m，主梁总长70m，主梁构件最大重量26t。各节主梁用精制高强度螺栓连接。主梁下设下翼缘设2根35mm高方钢轨道，供整机纵移使用。腹板根部设有吊挂角钢及加劲肋，作为支腿吊挂行走的轨道。主梁设置5个牛腿作为承重千斤顶的支撑。主梁方钢轨道主梁牛腿2、挑梁及吊梁挑梁为型钢焊接而成的三角桁架结构，位于主梁的两侧，通过精轧螺纹钢吊挂模架，用销子与主梁连接将模架的荷载传递给主梁。挑梁与吊梁通过销子连接，吊梁由型钢焊接而成。挑梁及吊梁之间同时通过斜连杆连接以保证稳定。挑梁及吊梁共16组，其中2m宽12组，2.705m宽2组，2.605m宽2组。精轧螺纹钢吊杆是附属在挑梁上的传力结构，顶端与挑梁相连，下端与模架锚固。第5页共44页移动模架挑梁移动模架吊梁3、外模外模系统是混凝土箱梁的支撑及成型体系，包括底模板、翼模板、侧模板、端模板、模板撑杆及底模架。外模的设计满足32m跨梁且兼顾24m跨等高梁的预制施工：将梁中间处的翼模板、侧模板、底模板及底模架各拆除两组，并将其余模板模架重新连接即可实现24米跨等高箱梁的预制施工。外模均由钢板和型钢组焊而成的。翼模板、侧模板翼模板、侧模板通过模板撑杆支撑在吊梁上。面板厚6mm。各16组，总宽32.7m，其中4m宽各12组（YM1、CM1），4.4m宽各2组（YM2、CM2），4.3m宽各2组（YM3、CM3），每块模板在横向和纵向都通过M16×70螺栓连接。侧模板通过M16×70螺栓与底模板连接。第6页共44页底模板及底模架底模架采用型钢焊接而成的桁架式结构，是底模板的直接支撑体系，共16组，其中2m宽12组，1.705m宽2组，1.605m宽2组。底模板由钢板及型钢焊接而成，面板厚为8mm，共16组，其中4m宽12组，2.794m宽2组，2.694m宽2组。通过螺栓及斜撑杆使底模架与底模板连接成整体。移动模架精扎螺纹钢移动模架外模板4、内摸内模系统采用拆装式内模，由模板、撑杆及内模钢带组成。移动模架内摸第7页共44页5、前支腿前支腿共1套，由前支轮箱、前支横梁、前支立柱、前支连杆、拉杆、挂轮行走系统及前支液压系统等组成。前支腿为活动支腿，通过与墩顶预埋件的连接直接支撑在墩顶，与整机纵移机构一起实现整机的纵移过孔。整机过孔时拉杆与墩顶预埋件连接，过孔后进入箱梁预制阶段时解除拉杆与墩顶预埋件的连接。前支横梁为箱形结构，底部与前支立柱用螺栓连接，顶部安装前支轮箱及400t千斤顶。前支立柱为箱形结构，底部与墩顶预埋件螺栓连接，顶部与前支横梁螺栓连接。前支轮箱共有两只大轮箱，每只大轮箱有两支小轮箱组成，每只小轮箱中装有两个托辊轮。共设8个φ400mm托辊轮，最大轮压为25t。前支腿走行是通过安装在后支腿上的卷扬机带动，前支腿挂轮走行系统沿主梁两侧轨道带动整个前支腿前行。移动模架前支腿移动模架前支腿预埋件6、中支腿中支腿共1套，由中支轮箱、中支横梁、中支调节丝杠、挂轮行走系统及中支液压系统等组成。中支腿为活动支腿，由中支调节丝杠直接支撑在混凝土箱梁顶面，与整机纵移机构一起实现整机的纵移过孔。中支横梁为箱形结构，底部通过调节丝杠与混凝土箱梁面顶紧，顶部安装中支轮箱及400t千斤顶。中支轮箱共有两只大轮箱，每只大轮箱有两支小轮箱组成，每只小轮箱中装有两个托辊轮。共设8个400mm托辊轮，最大轮压为25t。中支腿走行是通过安装在后支腿上的卷扬机带动，中支腿挂轮走行系统沿主梁两侧轨道带动整个中支腿前行。移动模架中支腿移动模架支腿托辊轮箱第8页共44页7、后支腿及纵移机构后支腿及纵移机构共1套，由后支横梁、后支立柱、后支调节丝杠、50t手动千斤顶两台、整机纵移千斤顶、整机纵移轨道、整机纵移固定销轴等组成。后支横梁是箱形结构，上部与主梁螺栓连接，下部通过后支调节丝杠压紧在整机纵移轨道上。后支立柱由型钢和钢板焊接而成，穿过后支横梁顶紧在混凝土箱梁顶面。两台50t手动千斤顶顶紧在后支千斤顶支座及混凝土箱梁顶面，用于调节后支腿的高低。纵移机构安装在后支腿横梁下部，它由整机纵移千斤顶、固定耳座、移动耳座、整机纵移轨道和整机纵移固定销轴等组成。整机纵移轨道通过整机纵移固定销轴固定在混凝土箱梁顶面，固定耳座固结在后支横梁下端，移动耳座通过销轴固结在整机纵移轨道上，整机纵移千斤顶通过推动固定耳座与移动耳座从而推动整机纵移。移动模架后支腿后支腿纵移机构8、横移机构。前支腿设横移机构，横移采用滑板形式，一侧设置60t千斤顶实现横向移动。移动模架前支腿横移机构移动模架前支腿横移机构千斤顶第9页共44页二、移动模架组装1、总体施工方案①、结合我现场施工情况，ZS32/900t移动造桥机拼装在桥台（台背为起点）上拼装，每拼装一节，依靠纵移油缸推使主梁后移。桥台至隧道口净空间为51m，而主梁拼装过程中需后移55m。占用隧道空间4m。该模架支腿宽度为7m，隧道宽为14m。单面有4m距离不影响隧道出渣，同时考虑隧道外车辆转向的需要，在主梁拼装完后再拼装挑梁，将对隧道施工的影响减少到最少。②、临时支架安装及搭设拼装时共搭建两个临时支架，一个设于隧道出口路基上，一个设于桥台前。桥背上临时支架采用枕木垛搭设，此临时支架为承重支架，其承载力不小于30t，地基沉降小于10mm。枕木垛高2.4m，由千斤顶和前支腿及中支腿油缸微调安装高度。桥台上临时支架采用钢管架搭设，钢管架搭设间距为80cm×80cm×100cm，钢管采用:Φ48×3.5。该支架为非承重支架，该支架为主梁拼装时连接螺栓及后续安装挑梁、模板时所用。路基上临时支架桥台前临时支架③、拼装场地布置本造桥机在桥台路基上拼装，隧道出口至桥背为主梁拼装所用。线路左右侧为造桥机构件堆放场地。其中隧道出口至台背距离29m，隧道内30m处基础沉降小于10mm，并要求该场地平顺，场地平面线与桥面一致。0＃台至1#墩线路右侧场地为主梁堆放场地，场地大小为30m长×15m宽。第10页共44页移动模架拼装场地2、中后支腿安装人工将后支腿纵移机构至桥台后路基上，采用50t吊车吊装中支腿至0＃台，吊装后支腿至纵移机构上。安装后支腿吊装中支腿备注:a、该移动模架纵移机构为40t液压油顶，轨道长4m。通过人工循环更换轨道实现轨道纵向移动。该轨道设计单薄。桥机仅配重就60t，纵向移动时，轨道翘曲，易发生变形。两轨道连接采用螺栓，厂方原设计螺栓无连接位置，加长后厂方连接钢板有断裂现象，焊接质量较差。后支腿调节丝杆采用人工，厂方仅提供2个50t千斤顶，需要增设千斤顶才能进行后支腿调节作业。移动模架后支腿轨道移动模架后支腿连接钢板断裂b、中前支进场时，托辊轮箱上滑轮不能滑动，对其加润滑油时，辊轴铜套被黄油挤出，第11页共44页该轮箱存在极大安全隐患，现已经修正。模架进场时无横移机构，桥机无法实现横移。中支腿底座部位易脱落，拆装不便。中支腿丝杆调节采用人工，与后支腿一样中支腿需要增设千斤顶才能进行后支腿调节作业。辊轮加黄油时铜套挤出中支腿底座c、支腿油缸安装时螺栓无法对接，后经厂方同意氧焊扩孔连接，影响支腿质量，容易造成偏载。牛腿与油缸螺栓眼错位d、同类型产品中后支腿增设辅助油顶纵移，中支腿设置横移机构。武广客运专线某移动模架中支腿第12页共44页武广客运专线某移动模架后支腿3、主梁安装采用50吨吊车吊装1、2＃主梁至后支腿、中支腿、临时支架上。悬臂拼装3＃主梁，整机后移，悬臂拼装4＃主梁，整机后移动，如此循环拼装5、6、7号主梁。拼装完主梁后整机前移。拼装过程中，先连接两侧高强度螺栓后再连接底板、顶板螺栓。螺栓终拧力为800N.M，通过电动扭力扳手测量其是否符合要求。悬臂拼装3＃主梁悬臂拼装6＃主梁备注：a、该移动模架主梁高3.2m，宽2m，最长11m，最重达26t（目前这一数据仍未得到厂方确认）。一般主梁构件小于20t，该移动模架运输拼装不便。b、主梁部分螺栓连接不上，需要进行扩孔，扩孔数量较少。4、前支腿安装加工安装前支腿预埋件后，采用吊车吊装前支腿至1＃墩，拉好前支腿斜拉装置。前墩支腿预埋件第13页共44页安装前支腿备注：a、厂方模架进场时，前支无横移机构，无安全设施，后增加横移机构和安全设施。b、厂方提供横移机构千斤顶无顶升位置，采用32吨螺旋千斤顶进行横移顶升。厂方提供千斤顶只能发生横向拉力。移动模架前支腿横移机构移动模架前支腿