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桥梁施工新技术现场经验交流会武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术中铁十三局集团有限公司1武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术中铁十三局集团第五工程有限公司刘鸿内容提要：结合武吉高速公路笔架山高架桥大跨度箱梁施工实例，介绍了MSS1800型移动模架造桥机的构造、原理，以及利用移动模架造桥机原位现浇大跨度预应力砼箱梁的主要工艺流程、关键技术及注意事项。关键词：上行式移动模架箱梁现浇建造1.工程概况江西武吉高速公路笔架山大桥位于武宁与湖北交界处，没线为低山与侵蚀构造沟谷、河谷地貌，地形起伏剧烈，大港河蜿蜒曲折流经本桥，两侧山势陡，沟谷深切。笔架山大桥下部构构造为人工挖孔灌注桩，薄壁式桥墩，平均墩高40m。上部构造为2联17孔预应力混凝土连续－刚构箱梁，全桥长802m，第一联0号台至8号墩桥跨布置为35m+7×50m；第二联8号墩至17号墩桥跨布置为7×50m+35m+32m。桥梁设计为移动模架逐孔现浇施工，施工方向为从0号台向17号墩。全桥位于2.85%的纵坡上，移动模架为下坡施工。平曲线半径为＋∞。施工缝设在距墩顶10m处。箱梁为直腹、等截面、单箱单室构造，双向预应力体系。箱梁顶宽12.64m，底宽6.5m，高2.7m，50m箱梁，砼460m3，钢铰线24t，钢筋62t，重约1196t。2.施工方案选择2.1工程造价笔架山大桥上部现浇箱梁施工采用MSS1800型50m上行式移动模架施工，主梁采用叠合式箱梁构造，总机重量585t。与高速铁路32m箱梁上行式移动模架相比较，以郑州大方桥梁机械有限公司生产的DSZ32/900上行式移动模架造桥机为例，主梁系统由并列的2组纵梁组成，其整机重量为510t。与50m下行移动模架相比较，以生米大桥采用的MZ50/1500型移动模架为例，主梁由2根并列纵梁组成，其总机重量为720t。以移动模架造价1万/吨计算，可降低成本120万元。2.2施工场地限制笔架山大桥位于大港河河床上，其河床平均宽度20m，两侧山体蜿蜒起伏，采用下行式移动模架，所需下部净空增加，需要对净空不足的箱梁下的山体进行开挖爆破施工，工程量巨大，且不易施工。采用上行式移动模架对梁下净空要求小，不需破坏原山体即可进行施工。根据以上所述，采用MS1800型50m上行式移动模架施工箱梁即减少了工程造价又方便施工。3.MSS1800型50m上行式移动模架主要结构及功能3.1型号说明桥梁施工新技术现场经验交流会武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术2中铁十三局集团有限公司额定承载能力(t)逐孔向前现浇移动模架MSS1800名称解释：3.2主要技术参数施工梁跨：50m、35m、32m连续梁或连续刚构额定现浇混凝土梁重：1800t整机自重：约570t（不含预埋件及端模）整机走行速度：0.3m/min（液压油缸推进）整机功率：约60kW（不含混凝土箱梁施工用电）混凝土浇筑状态挠跨比：≤1/500适应平曲线半径：+∞适应纵坡/横坡：2.85%/2%平均作业工效：15天/孔（熟练后可达14天/孔）工作时支点最大反力：1105t（墩身预埋件顶面）过孔时最大托辊反力：467t3.3移动模架主要结构及功能MSS1800型移动模架在结构上可以分为承重主梁及其导梁、支承机构（前、中支腿）、后支腿（含纵移机构）、挑梁及吊臂、模架及模板、液压和电气系统及安全走道等几部分，构成一个完整的承载结构体系。3.3.1主梁及导梁承重主梁总长73.5m，由6节钢箱梁、5组（二种）接头构成。钢箱梁构成为12.1m+3×12.6m+12.1m+11.5m，各节间以精制螺栓连接。为满足主梁强度及刚度设计要求及运输要求，后5节承重钢箱梁均分为上下两层制造，在组装时以精制螺栓将上下两层结合连接，单层单节最大重量约22t。箱梁全宽2400mm，全高5580mm，其中上层梁高2530mm，下层梁高3050mm，下翼缘设2根50mm高轨道方钢，供整机纵移使用；腹板根部设有吊挂角钢及加劲，作为支腿吊挂的轨道，同时起到保证腹板根部在轮压作用下不发生弯曲变形。钢箱梁在支腿部位设有支承牛腿，在移动模架工作时，移动模架主梁及其模架、模板、箱梁钢筋及混凝土等荷载均通过牛腿传递至移动模架支腿，并通过支腿传递至墩身或混凝土箱梁顶面。导梁由2节空腹箱形梁组成，为辅助整机过孔的结构。导梁总长2×10m=20m，箱梁分段采用变截面过渡，每节之间均以精制螺栓及节点板连接。导梁下弦焊有两根50mm高走道方钢，供整机纵移使用，腹板下部两侧与主梁一样焊有吊挂角钢及加劲板，为支腿吊挂转移的轨道，同时保证腹板根部在轮压作用下不桥梁施工新技术现场经验交流会武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术中铁十三局集团有限公司3发生弯曲变形。导梁前端设置鼻架，用于安装卷扬机钢丝绳转向及张紧装置。主梁及导梁构成见图1。侧立面上平面下平面施工方向9532012100126001260012600121001150010000100001820600029200（35米、32米施工承重牛腿）16600（过孔转换牛腿）41800（50米中间跨施工承重牛腿）50000（第二联首跨施工承重牛腿）1号主梁主梁接头ZJ1-12号主梁2号主梁主梁接头ZJ1-2主梁接头ZJ1-32号主梁主梁接头ZJ1-43号主梁4号主梁1号导梁主梁接头ZJ2导梁接头DJ-1导梁接头DJ-22号导梁鼻架图1承重主梁及导梁3.3.2移动模架支承机构移动模架支承机构是移动模架主梁荷载的直接支承体系，根据移动模架工作状态所处位置不同，分为前支点支承机构和后支点支承机构。前支点支承机构支承在前方墩顶预埋件顶端，由支腿横梁、托辊轮箱、吊挂轮、销轴、液压系统等构成。移动模架工作时，竖向荷载通过箱梁牛腿依次传递至支承油缸、支腿横梁、墩顶预埋件、墩顶。见图2前支腿及墩顶预埋件。图2前支腿及墩顶预埋件桥梁施工新技术现场经验交流会武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术4中铁十三局集团有限公司移动模架的中支腿即是后支点支承机构，其构造与前支点支承机构基本相同。不同的是后支点通过中支腿锁定垫块支承在混凝土箱梁顶面，只有每一联的首跨支承在墩顶预埋件顶面，垫块尺寸能满足箱梁混凝土局部承压要求。见图3。图3中支腿3.3.2.1支腿横梁前、中支腿横梁均为箱形结构，前支腿横梁底部与墩顶预埋件柱头通过法兰连接，中支腿底部通过垫块与混凝土梁顶部预埋件连接（每一联的首跨与墩顶预埋件柱头通过法兰连接），顶部均安装托辊轮箱及支承油缸。3.3.2.2吊挂轮吊挂轮挂在主梁两侧的吊挂走道上，通过卷扬机无极绳分别锁定牵引支腿横梁以实现支腿纵移。桥梁施工新技术现场经验交流会武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术中铁十三局集团有限公司53.3.2.3托辊轮箱托辊轮箱每支腿共有两组，包含大轮箱、小轮箱、支座、托辊轮等结构。每组轮箱有1个支座、1个大轮箱、2个小轮箱和4个托辊轮，形成对称结构，使托辊轮均匀受力；支座布置在大轮箱的中部，两个小轮箱对称于支座布置在大轮箱内部，每个小轮箱包含2个托辊轮，两组轮箱对称布置在横梁上。轮箱铰座与横梁为圆管铰接，这样整个轮箱可以水平旋转一定角度，适应性更好。轮箱是主梁纵移的滚动支撑。主梁走行前，梁体下降，梁底的走道方钢落在轮箱的托辊轮上。3.3.3后支腿及纵移机构MSS1800型上行式移动模架纵移机构包含在后支腿内，它由纵移油缸、移动滑道和定位销轴等组成。纵移油缸一端通过销轴连接在滑道耳座上，另一端通过销轴连接后支腿横梁上。其推移步距为1000mm，推移合力约2×34t。后辅助支腿及纵移机构见图4。纵移使用的卷扬机采用1.5t级吨位的卷扬机，根据卷扬机底座的具体尺寸制作卷扬机安装支架，支架螺栓连接于后支腿横梁横梁上。卷扬机的钢丝绳一端与支腿横梁的绳头1、2使用卡环连接，另一端与支腿横梁的绳头3、4使用卡环连接，形成一个闭合的绕绳结构。钢丝绳缠绕时要注意，绳头1、2、3、4的长度要尽量相等（约2.5m），钢丝绳要尽量绷紧，增大钢丝绳与卷扬机滚筒间的摩擦力，这样才能使支腿吊挂前移时不发生较剧烈的摆动。如果钢丝绳没有完全达到张紧状态，可以使用导梁前端的张紧倒链进行收紧，张紧倒链未进行收紧时，转向滑轮中心距离槽钢滑道约1m。图4后支腿及纵移机构桥梁施工新技术现场经验交流会武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术6中铁十三局集团有限公司纵移机构工作过程：整机需要过孔移位时，先将纵移收至最小行程，同步顶推1m后，将后支腿支承油缸起顶脱空移动滑道，回收纵移油缸1m，收起后支腿油缸，滑道下落至混凝土梁面，继续纵移油缸顶推1m，实现步进式纵移的原理。顶推时要严格遵守“同步顶推、单边换位”的操作要求，一侧油缸换位时，另一侧滑梁的锁定销轴一定要与混凝土梁顶面预留孔锁定好，防止移动模架下滑。3.3.4挑梁及吊臂挑梁为桁架结构，位于主梁的两侧，负责吊挂模架，将模架的荷载传递给主梁。挑梁每两根为一组，每组中间用联结系连接；整个移动模架含挑梁系统30组。吊臂是连接将模架及模板等结构吊挂在挑梁上的结构，为两片一组的桁架结构，每片吊臂结构与挑梁及侧模架间均设有调节撑杆，以便整体调节模架及模板线形。整机吊臂桁架共计30组。见图5。44601320055802200浇注状态一般截面整机过孔模架开启状态示意底模架侧模架吊杆挑梁吊臂图5挑梁及吊臂、侧模架、底模架及吊杆3.3.5模架及模板3.3.5.1侧模架及底模架底模架和侧模架均采用桁架式结构，是模板的直接支撑体系。为运输及制作方便，横桥向每组模架分为左右两个标准节段，其中底模架中间采用螺栓对接，侧模架端部与侧模螺栓连接。侧模架通过两个外侧的单铰吊挂在挑梁上，底模架通过吊挂轮吊挂在侧模架的下弦杆上。底模架和侧模架均设有可调撑杆，以支承外模的悬出部分。本机采用侧模架及底模架携带模板整体旋转开启过墩工艺，模架旋转开启通过支撑在挑梁下弦节点上的可调撑杆伸缩实现。旋转开启前，要将底模架横桥向对接螺栓及与侧模架锁定销轴解除，然后使用倒链牵引，底模架相对于侧模架分别向左右横移开启3.3m，再用锁定销轴将底模架和侧模架再次临时锁定。具体结构见图5。吊杆是附属在挑梁上的重要传力结构，顶端与挑梁相连，下端与底模架锚固。为便于安装、拆卸，吊杆分为上、中、下三节，节间通过连接器连接，吊杆拆除时，旋动下方螺母即可。桥梁施工新技术现场经验交流会武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术中铁十三局集团有限公司73.3.5.2外模板外模是箱梁混凝土的支撑及成型体系，包括底模、侧模、翼模及端模。除端模外，外模均是由钢板和型钢组焊而成的新制模板，为适应施工需要及满足运输要求，纵横向与模架对应分块制造；为脱模及移动模架施工方便考虑，在顺桥向两相邻模板间留30mm的缝隙；模板与模架间使用螺栓连接固定，以利于脱模及过孔。外模板的平面展开布置见图6。图6外模平面展开布置图为消除施工挠度对混凝土梁线形的影响，移动模架设置有预拱度。底模和底模架之间通过抄垫不同高度的垫板来实现预拱度，侧模架与侧模的连接处设有长圆孔，二者可以相对滑动实现预拱度，翼模的预拱度通过可调撑杆实现。3.3.6预埋件为满足移动模架工作要求，需在墩顶及已浇筑混凝土桥面设置预埋件和预留孔，根据预埋件安装位置的不同分为墩顶预埋件和桥面（梁顶）预埋件。3.3.6.1墩顶预埋件墩顶预埋件应在墩顶混凝土浇筑前安装,并可靠固定，防止混凝土浇筑过程中发生变位。墩顶预埋件为栓接桁架结构，其作用是有效传递混凝土施工前后的竖向力及可能产生的水平力。3.3.6.2梁顶预埋件梁顶预埋件为锚固中支点支承机构之用，预埋件通过锚栓与中支腿横梁下垫块相连，垫块顶面通过螺栓与中支腿横梁连接。3.3.6.3梁顶预留孔梁顶预留孔为锚固后支腿滑梁之用，同时为移动模架的纵移提供反力。预留孔采用钢管制孔，直径约68mm，深度约150mm。4.MSS1800型上行式移动模架主要结构验算4.1设计指标桥梁施工新技术现场经验交流会武吉高速公路50m上行式移动模架现浇箱梁施工技术8中铁十三局集团有限公司4.1.1钢材容许应力