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1、移动模架施工工艺工法1 前言1.1 概况移动模架系统（move support system）简称MSS，是桥梁施工的先进方法。移动模架系统是一种自带模板，利用承重梁支承模板，对混凝土梁进行逐孔现场浇注的施工机械。国外，最早在1969年由德国PZ公司研制在德国阿母辛克（Amsinck）桥正式使用。国内最早于1990年引进该类造桥设备施工了厦门高集海峡公路大桥。移动模架承重部分类型常见的多为两组定型的钢箱主梁（图1），也有使用拆装式常备杆件改造后的桁梁（图2）；定型钢箱主梁形式的移动模架系统一般为专门设计，对匹配梁型使用，梁跨2040m范围均有应用；拆装式常备杆件形式的移动模架系统的优势在于平曲
2、线半径较小、梁跨多种组合等定型移动模架无法适应的环境下，本工法主要内容为后者。图1 钢箱主梁式移动模架构造图图2 桁架主梁式移动模架构造图该类移动模架体系由四部分组成：固定于桥墩上部用来支承桁梁平台的支承体系； 收折式桁梁平台；平台转跨推进行走系统；支架平台上的满堂支架体系。1.2 工艺原理1.2.1 整个支撑体系附着于支撑墩柱上，通过支撑键及预埋键盒，将施工荷载全部转移至墩柱之上，不再设置临时支墩。1.2.2 每组桁梁通过可收折横联行成整体，作为现浇梁施工的支架平台。1.2.3 支撑体系上设置横、纵移装置，完成横移及纵移。2 工艺工法特点2.1 无需地基处理，能对高度较大、无法或较难设置落地
3、支架的现浇梁进行施工，减少了对环境的依赖和破坏，适用范围广。2.2 使用常备杆件，可依具体施工条件进行组合，适应性强。牵引设备移动，操作简单，安全可靠。2.3 采用倒三角及倒梯形加强承重杆系，为桁梁提供足够的抗弯能力及刚度；承重杆系为收折设计，满足平台向前行走。2.4 标准化作业、施工周期快、质量好。3 适用范围3.1 高墩现浇箱梁施工。3.2 复杂地形现浇梁施工。3.3 水上多跨现浇梁施工。4 主要技术标准铁路架桥机架梁规程TB10213钢结构设计规范GB50017钢结构工程施工质量验收规范GB50205铁路混凝土工程施工技术指南TZ210客运专线铁路桥涵工程施工技术指南TZ2135 移动模
4、架施工方法移动模架作为主要承重结构，利用桥墩为支点临时支承梁体自重，在移动模架上完成模板调整、预拱度设置、绑扎钢筋、浇筑混凝土、张拉预应力索筋等，当完成一孔梁的施工，之后移动模架落模，移动至下一跨就位，以此进行逐孔浇筑施工。采用逐孔施工能连续操作，施工设备的周转次数愈多，经济效益越高。6 工艺流程及操作要点6.1 施工工艺流程移动模架施工过程中，要调整各支点处模板的纵向标高，使模板处于浇注混凝土时的正确位置，与此同时设置好预拱度。预拱度设置由安装在横梁上的机械支撑来完成，预拱度值由模架自身挠度和连续箱梁预拱度两部分组成，工艺流程见表3。桁梁分组拼装、安装前方支撑体系、分组提升就位平台就位并连结
5、横向联系铺设横向分配梁、搭设高度调整支架铺设底模、侧模及翼缘部分模板（预压）安装钢筋与预应力浇筑主梁砼、养生、凿毛张拉预应力钢束、压浆落架、拆除模板及调整高度支架平台、分配梁解除横向联系、收起承重杆系、主桁梁纵向连接移动模架前移到位图3 施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 支撑体系安装1 支撑体系说明支承体系是用来支承桁梁平台，支承体系由横梁、斜撑杆、抱箍、支承键四部分组成，斜撑由抱箍与支承键共同支承固定，抱箍与支承键为斜撑提供反力支承，减小横梁的弯距，具体见图4。图4 支撑体系结构图2 支撑体系安装设备用4台四轮滑车将横梁及附挂在桁梁上的支撑键、抱箍、斜杆座、牛腿斜撑、平联等整体吊装。
6、即在桥墩顶面利用预埋的32精轧螺纹钢筋作锚筋,一个圆柱固定一根悬臂吊杆，每根悬臂吊杆上挂一个4轮滑车，用卷扬机牵引起吊。3 支撑体系的安装就位1）上下支撑键的安装两片体系吊装提升到较横梁安装位置高出约0.5m后，先安装下支承健，再安装抱箍，然后安装上支承键。安装支承键时，用上胡芦吊住支承键将其向预埋键盒内插入，并穿精轧螺纹钢筋，张拉精轧螺纹粗钢筋(每根32精轧螺纹钢筋的张拉力为400kN，每个支承键有4根精轧螺纹钢筋)，具体见表5。图5 支撑体系吊装示意图2）抱箍的安装在下支承键安装完毕后，即可安装抱箍，抱箍用挂在体系上的上葫芦及两侧葫芦安装，其中上葫芦吊住抱箍中间的上内口，两个侧葫芦吊住抱箍
7、两侧的角点并向上提升便其转动90抱住墩柱，并置于下支承键上。抱箍就位时应保证两个半抱箍的中点连钱应与两圆柱中心连线垂直，可通过两柱的抱箍上平板中心连线及其对角连线量测控制。抱箍连接均用高强度螺栓,见图6。 图6 抱箍安装示意图6.2.2 承重桁梁构造及组装承重桁梁由收折式纵桁梁，横向联系组成。收折式纵桁梁由水平桁梁及承重杆系组成，水平桁梁为拼装桁架结构，由长3m的贝雷桁片拼装而成的矩形桁架；平台承重杆系因跨径而异，31.5m及其以下跨径为倒三角形，31.5m以上跨径为倒梯形。标准桥宽有6组收折式纵桁梁，每组纵桁梁均由3片纵向桁片组成一组，纵桁梁间由横向桁片联成整体平台。纵桁梁支承于前后两个墩柱
8、的支承体系上，纵桁梁前后设有导梁满足平台转跨行走。 图7 倒三角形承重体系桁梁平台按第一次浇筑时的布置组装，承重杆系按照收折状态组装。各组桁梁先三跨通装为一列，纵向就位后再拆除接头处的连接销子成三段，具体见图7。本桥标准桥宽为16.75m，采用6组常规桁粱，超过此宽度则临时增加桁梁。增加桁梁在使用后即拆除，拼装时按当前浇筑段的实际需要的结构形式拼装。桁梁拼装为三列桁片组成一组，每组三列桁片由支撑架立片与支撑架平片连接成整体桁梁支撑架立片有两种类型：一种为角钢支撑架，另一种为B型支撑架，这种支撑架的下弦杆被割除了两段，上部有大块钢板，这种支撑架安装在承重杆系的竖杆附近，以便承重杆系收折时为竖杆转
9、向留出位置，B型支撑架在承重杆系打开后在支撑架的下弦杆上还需安装B型支撑架下弦连杆及B型支撑架下弦连接板，并在上半部钢板与支撑架竖杆之间还要安装B型支撑架斜连杆。6.2.3 模板调整、预拱度设置模架合模后，要调整各支点处模板的纵向标高，使模板处于浇注混凝土时的正确位置，与此同时设置好预拱度。预拱度设置由可调钢管顶托来完成，预拱度值由模架自身挠度和连续箱梁预拱度两部分组成。1 移动模架系统挠度值的组成理论预拱度是整个移动模架系统的理论挠度值与设计预应力张拉反拱值综合计算而得主要由三部分组成：1)碗扣支架和桁梁自重产生的弹性、非弹性变形的挠度值。2)混凝土自重产生的挠度值。3)预应力钢束张拉产生的
10、反拱值(支点间按二次抛物线计算)。曲线方程如下：式中 L表示跨长； 表示梁段最大矢高。另外，还要考虑混凝土的收缩、徐变以及路面层及桥面附属设施等后期施加的永久荷载对挠度值的影响。2 立模标高的确定式中为支架在现浇梁、模板及支架自重作用下的弹性变形；其中 桁梁在自重下的位移；桁梁加载后的最终位移；桁梁卸载后的位移；移动支架对已浇梁作用的变形，由设计提供；汽车+其他活载作用下的变形；包含施工过程温度变化、支架非弹性变形、牛腿、小车沉降值、移动模架C梁吊带伸长(C形梁安装后，进行第二跨浇注时，要计算吊带的伸长值)等。3 立模标高的控制1) 根据平、竖曲线复核设计标高； 2) 按照纵向6m节点计算各跨
11、细部底模标高；（梁底横向有坡度者同理计算）3) 计算上一项标高点对应的预拱度值，叠加到该点设计标高上即为该点立模标高；6.2.4 预压试验在初次使用该类移动模架时，应科学严格的进行预压试验，以便将试验数据与计算值进行对比，确定弹性变形是否与计算相符，同时取得非弹性变形数据指导后续梁跨施工预拱度设置。在底腹板铺设完成后，进行预压。预压采用堆码沙袋法分级加载，分别按照计算重量的30%、60%、90%、120%实施，并在跨中、四分之一跨、梁端设置观测点进行观测，按规范准确获得预压试验数据。6.2.5 钢筋和预应力钢束安装1 钢筋绑扎模板调整完毕后，进入箱梁钢筋模板预应力施工。钢筋绑扎顺序为：先底板、
12、腹板钢筋，待内模立完后再绑扎顶板钢筋。钢筋加工全部在钢筋加工场完成，运至现场绑扎成型。2 预应力索安装预应力钢绞线安装顺序为：先底板，后腹板，最后顶板纵向、横向预应力束。1）预应力管道定位预应力管道定位必须准确、牢固，严格按照图纸及规范施工。纵向预应力管道位置的坐标偏差不大于1cm，横向预应力管道坐标偏差不大于0.5cm。预应力管道铺设完成后，仔细检查其表面是否有孔洞或裂缝，如有要立即更换或用胶带纸封补。2）预应力钢绞线的布设(成束)预应力钢绞线应严格按照图纸所提供的长度进行下料，同时充分考虑千斤顶张拉的工作长度，以500 t千斤顶为例，工作长度应不小于70cm。预应力穿束完成后，要对预应力管
13、道口进行封堵，并将裸露在外的钢绞线包裹，防止水泥浆漏入波纹管或污染张拉端，影响预应力束的张拉。6.2.6 浇注混凝土采用全断面快速浇注混凝土，混凝土浇注顺序纵向由一端向另一端进行，每段梁横断面混凝土浇注顺序为先浇底板，再浇腹板，最后浇顶板。混凝土的振捣采用插入式振动棒和平板式振捣器。另需准备部分插钎用于箱梁下倒角振捣。1 底板浇注底板混凝土一般领先腹板混凝土2.03.0m，浇注时泵车输送管道通过内模预留窗口，将混凝土送入底板。下料时，一次数量不宜太多，并且要及时振捣，尤其边角处必须填满混凝土并振捣密实，以防浇腹板混凝土时冒浆。2 腹板浇注在超前浇注的底板混凝土未初凝(一般浇注完2 h左右)时，
14、即开始斜层浇注腹板混凝土。两侧腹板混凝土要同步进行，以保持模板支架受力均衡。每层混凝土浇注厚度不得超过30cm，且要振捣密实，严禁漏振和过振。3 翼板及顶板浇注当腹板浇注到箱梁腹部后，开始浇注顶板混凝土。浇注顺序为：先浇中间，后浇注两侧翼板。两侧翼板要同步进行。为控制桥面标高，必须按测量高度进行混凝土浇注。混凝土收浆前，对表面进行拉毛处理。混凝土终凝后，及时用土工布覆盖洒水养生。4 收浆、抹面及标高控制在箱梁顶板及翼板的浇注过程中，为确保箱梁顶面的平整度符合规范要求，必须按测量高度进行混凝土浇注。可在箱梁顶面纵向每隔2 m布置一个高程点，并在标高点上焊接水平钢筋，利用铝合金水平尺和木抹将混凝土
15、面收平。混凝土收浆前，对表面进行拉毛处理。混凝土终凝后，及时用土工布覆盖洒水养生。6.2.7 内模、侧模及端模拆除一段梁的混凝土全部浇注完24h后，先拆除端模、侧模；在张拉前，防止张拉时内模对梁体变形影响，应先拆除内模。6.2.8 预应力张拉钢束张拉以张拉力控制为主，伸长值作为校核(预应力伸长值按设计)。要求理论伸长量与实测伸长量之间的误差不超过6%，超过此范围时，应分析原因并采取措施予以调整后方可继续张拉。6.2.9 孔道压浆、封锚压浆工作宜在张拉完毕后尽早进行，一般预应力混凝土构件，在张拉完毕，停10h左右，观察预应力钢束和锚具稳定后即可进行。对于埋置在构件内的锚具，压浆后应先将其周围冲洗干净并凿毛，然后按设计要求设置钢筋网和浇注封锚混凝土。封锚混凝土的强度等级应符合设计要求。6.2.10 移动模架落模在已完梁的纵向预应力钢束张拉完成后，拆除移动平台上的满堂支架；在各组桁梁的中间一根砂筒座梁上安置千斤顶将平台顶起一定距离(约2cm
