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1、现浇预应力简支箱梁的施工工法中铁三局集团五公司 祁志光1.前言随着新一轮铁路客运专线大规模的建设的飞速发展，预应力混凝土箱梁已广泛应用于城市高架桥和大型桥梁的建设中，预应力混凝土箱梁具有整体刚度大、施工质量容易保证、养护成本低等优点。而混凝土箱梁的施工方法在移动模架在国内大规模推广之前国内基本上局限于采用支架现浇。为适应桥梁的快速施工，移动模架法制梁在新一轮的铁路客运专线的建设中得到了广泛的应用和迅速的发展。移动模架制梁自从1950年联邦德国在考勃林茨近郊克钦卡汉桥施工以来，得到了广泛的应用，它是一种可自行脱模、移位过孔的桥梁施工专用设备。在桥位现浇混凝土，避免了大型运架梁设备和预制梁场的一次
2、性投入，特别适用于深谷、软基、水中等复杂环境，他就像一座“桥梁预制工厂”，沿桥移动，逐孔施工。移动模架施工具有以下明显的优点：第一是工序简单，施工周期短，同时移动模架逐孔施工，具有明显的经济效益；第二是不需要进行基础的处理，适用范围广；第三是移动模架对于高墩桥梁，尤其是城市高架桥，具有显著的安全性，同时可不影响桥下的通车要求。2.工法特点2.1 本工法使用的下行式移动模架结构简单，利用桥墩安装支撑托架，具有良好的稳定性。主支腿直接支撑在承台上，受力体系明确，采用精扎高强螺纹钢钢筋对拉连接，安装方便，较大的方便施工。2.2 移动模架就位调整、横向开合、纵移过孔均采用液压控制，动作平稳安全可靠，一
3、孔梁段施工完成后移动模架整体走至下一孔，无需多次拼装模板及预压，施工周期短且所需人员少，极大降低了劳动强度，同时提高了施工效率。2.3 各主支腿能够自行过孔就位安装，不仅方便施工，也降低了成本提高了施工效率。2.4 结构受力明确，上部作业空间大，理论计算结果与实际发生情况极为吻合，结构安全可靠，而且有利于箱梁的施工控制，保证良好的线形。2.5移动模架制梁施工跨中无任何支撑，可以跨越公路、铁路同时在施工过程中不影响交通，具有显著的社会经济效益。3.适用范围本工法适用于32米左右跨径预应力混凝土箱梁逐孔现浇。特别是墩身超过一定高度搭设支架有困难时，施工现场地基软弱或桥下有通车通航要求时，以本移动模
4、架造桥机施工具有很大的优越性。本工法主要以地上施工为主，水中施工时应更具现场情况作适当变动。4.工艺原理一、移动模架简介DXZ32/900t下行自行式移动模架系针对铁路客运专线双线整孔桥梁施工而设计，为下行式结构能够自行倒装主支腿。主要由主框架总成、外模系统、内模系统、主支腿及立柱、前辅助支腿、中辅助支腿、后辅助支腿、电气液压系统及辅助设施等部分组成。（一）主框架总成主框架部分有并列的2组纵梁组成，主要承托底模支撑梁、模板系统等设备重量及钢筋、混凝土等结构材料重量。每组纵梁由3节承重钢箱梁（12.25m+12m+11.25m）+3节导梁（8m+12m+12.75m）组成，全长68.25m，箱梁
5、截面高2.8m，翼缘宽1.72m，腹板中心距1.5m。钢箱梁接头采用螺栓节点板联结。导梁桁架式结构，接头为螺栓节点板连接。（二）底模支撑梁及外模系统底模支撑梁及外模系统由底模支撑梁、底模、腹模、翼模、可调支撑系组成，底模通过可调支撑系支撑在底模支撑梁上，底模支撑梁从中部剖分，每侧均与主梁相连。腹模、翼模通过可调支撑系支撑在承重钢箱梁上。模板由面板及骨架组焊而成，其面板厚为：底模8mm，腹模及翼模6mm：每块模板在横向和纵向都有螺栓连接。墩柱处的底模现场使用散模组立并固定牢靠。外模板起拱，起拱度按造桥机主梁承受的由实际混凝土荷载（包括钢筋）+内模自重产生的曲线特征值进行，以使成桥后桥梁曲线与设计
6、值吻合。模架就位后，调整底模标高（侧模、翼模随底模一起起拱且必须是同一线型同一拱量），使其与所提供（或修正后）的预拱曲线特征值吻合。可调支撑系是用来支撑模板和调节模板，把模板承受的重量通过底模支撑梁传给主框架结构。外模的设计满足32米及24米箱梁施工。（三）内模系统内模系统采用拆装式模板。 拆装式模板的拆立均采用人工拼装方式。（四）主支腿主支腿设置两套，由立柱、支撑托架和移位台车三大部分组成。主框架传来的荷载通过移位台车、支撑托架、立柱传递给承台。立柱安放在承台上，每间隔7米安装一组对拉杆（靠人力旋紧）将立柱约束在桥墩上，立柱顶端安装支撑托架。支撑托架由两个三角架组成并通过对拉锚固在桥墩上部两
7、侧。移位台车由托盘、纵移滑道及吊挂机构、支撑油缸、纵移油缸、横移油缸、竖向调整油缸等部分组成。移位台车在横移油缸的推拉作用下在支撑托架的横梁上横向移动。横移油缸的缸端与支撑装置销接，杆端利用插销与支撑托架的横梁连接，支撑托架横梁上等距设置若干插孔，以倒换插销位置的方式实现主梁在附近设置纵移顶推耳板。纵移油缸缸端固定在纵移支座上，杆端利用插销与纵移顶推耳板连接，纵移油缸每次可以将造桥机向前推进1m，利用倒换插销的方式实现模架的推进过孔作业。移位台车设置吊挂机构，可以吊挂主支腿自行过孔。主支腿过孔利用纵移油缸实现。吊挂机构设置吊挂油缸，该油缸的作用为提升支腿。支撑托架是造桥机的支撑基础，共设2套，
8、每套支撑托架有相同的两部分组成，为异形框架结构，下部设置立柱支承在承台上，以传递竖向力。支撑托架的左右两部分的利用32高强精轧螺纹钢（强度级别980MPa）对拉与桥墩固结成一个整体。支撑托架上部16根高强精轧螺纹钢每根需施加17t的预紧力，预紧采用两台YCW60B-200型千斤顶（需配BZ系列泵站）进行预紧，张拉时应在桥墩左右两侧同步进行。（五）前辅支腿前辅支腿设置在导梁上并与导梁连接为一个整体，作为主支腿吊挂过孔时的临时支撑。前辅助支腿设置2台手动千斤顶，可以调整支腿的高度，以适应导梁上墩和主支腿前移安装的需要。前辅助支腿在导梁上有三个安装位置，以适应不同跨度的需要。（六）中辅助支腿中辅助支
9、腿由曲臂组成。在主支腿吊挂过孔前，中辅助支腿已支撑在桥面上，将主框架荷载传递到已成桥面上，以实现主支腿的吊挂自行过孔。中辅助支腿需要在现场搭设2个临时支点，支点间距6米，高度约1.7米，荷载每个点180吨。（七）后辅助支腿后辅助支腿有两个作用，其一，吊挂主框架，实现后主支腿自行过孔，吊挂并实现主框架横向开启；其二，吊挂主框架后端并在桥面上行走，实现移动模架的过孔作业。后辅助支腿由L形腿、滑动横梁、横移油缸和支腿等部分组成。支腿下部设走形轮系，在铺设于桥面的轨道上行走（走行轨道为QU80轨）。支腿设置两个油缸，用于后主支腿和后辅助支腿的力系转换和调整。（八）液压电气控制系统系统DXZ32/90下
10、承自行式移动模架整机共配六套液压系统，主支腿上4套，每套液压系统由液压泵站、垂直支撑油缸、纵移水平油缸、横移水平油缸、支腿提升缸、控制元件及管路组成；后辅助支腿一台，由液压泵站、垂直支撑油缸、横移水平油缸及管路组成；内模小车一台，由泵站、一级油缸、二级油缸和支撑油缸及管路组成。电气系统采用380V三相四线交流供电，零线与机体连接，电源进线电缆容量不得小于250A，由主梁配电柜接入后，分成三路：一路给主梁顶面的电气柜供电，用于振捣设备和照明系统供电：另一路给主梁后端液压电气柜供电：第三路给主梁前端液压电气柜供电。电缆两端采用多芯接插件，在柜屏上布置互联电缆接线端，便于拆接、检修和应急处理。各液压
11、站电气系统采用变压器和整流电路。为控制回路提供24V直流电源。整机设置相应的照明系统，满足夜间施工作业要求。配备有声光报警装置，风速风向仪等安全警示设施。液压系统均设置于各支腿处，完成移动模架的升降、横向开启、纵向过孔和主支腿移位。（九）辅助设施辅助设施包括爬梯、操作平台、栏杆等。操作平台和爬梯是保证作业人员施工安全的基本要求，主梁内侧的走道和操作平台以方便模架的开启与闭合，外侧的走道和操作平台方便模板撑杆的调整。爬梯以方便操作人员的上下。二、工作原理箱梁混凝土荷载通过可调支撑系及支撑横梁传递到主梁，主梁安放于墩旁支撑托架上，并通过支撑托架将荷载传递到承台。一跨混凝土浇注完成预应力张拉后将支撑
12、托架自行过孔至下一跨安装，移动模架由桥轴线分离横移，避开墩身前行至下一跨施工位置合拢，同时完成上一跨箱梁孔道压浆，完成一个循环周期。移动模架的高度调整、横移及纵移均依靠液压系统控制，操作迅速方便。移动模架标准作业步骤步骤1：移动模架拼装就位，施工标准跨混凝土梁，此时移动模架支承在前、后主支腿上；绑扎底板、腹板钢筋、立内模、绑扎顶板钢筋、浇注混凝土。混凝土达到强度后，解除内模撑杆，张拉完毕； 步骤2：桥面铺设后辅助支腿的走行钢轨；点动前主支腿、后主支腿的承重油缸，解除机械锁紧螺母，前主支腿、后主支腿的承重油缸少量回收，依靠设备自重脱模；后辅助支腿在桥面支撑，中辅助支腿、前辅助支腿在墩顶支撑；前主
13、支腿、后主支腿承重油缸完全回收；解除前主支腿、后主支腿的对拉高强精轧螺纹钢筋；吊挂油缸回收，将主支腿提高，安装吊挂机构；解除吊挂油缸的连接，主支腿吊挂在走道上 步骤3：利用纵移油缸顶推前主支腿、后主支腿前进至下一桥墩就位；安装吊挂油缸，吊挂油缸回收，吊挂机构平移开；吊挂油缸伸出，主支腿支承在承台上；张拉主支腿的对拉高强精轧螺纹钢筋； 步骤4：解除中辅助支腿、前辅助支腿支撑；后辅助支腿、后主支腿、前主支腿的油缸回收使移动模架主梁底部的轨道落放在支撑滑道上。 步骤5：解除底模桁架、底模、前、中辅助支腿中部的连接螺栓；后辅助支腿、后主支腿、前主支腿的横移油缸循环伸缩使两侧移动，模架向外横移开启至底模
14、让开桥墩。 步骤6：同时启动后主支腿上的纵移油缸，循环伸缩使模架前移一跨。 步骤7：模架横移合拢就位,底模桁架、底模、前辅助支腿连接；主支腿承重油缸顶升就位并机械锁定；模板调整；绑扎底腹板钢筋;内模就位;绑扎顶板钢筋；混凝土浇注。三、技术参数1 设备型号 DXZ32/900 下承自行式移动模架2 施工使用工法 逐跨整孔原位现浇3 总体方案 桥面下支撑，两根纵向主梁支撑模板系统4适用桥跨跨度32.7m，梁重小于900t/的简支或先简支后连续预应力混凝土双线整孔箱梁，适应桥墩高 3.5 米6 适应纵坡 3.07 适应最小曲线半径 1500m8 环境风压要求：移位时风压150N/ m2（瞬时风速16
15、 m/s）；浇注风压800 N/ m2（瞬时风速36 m/s）9 自动化方式竖向顶落用大吨位分离式千斤顶实现纵向移位用液压油缸完成模架横向开、合采用液压油缸完成支腿自动前行倒装10 前主支腿最大支点反力 2*377 吨11 后主支腿最大支点反力 2*322 吨12 前辅助支腿最大支点反力 2*40 吨13 中辅助支腿最大支点反力 2*140 吨14 后辅助支腿最大支点反力 2*110 吨15 整机使用总功率 约65 kW16 主梁挠度 小于L/700（仅考虑混凝土荷载和内模自重）17 过孔稳定系数 K1.55.施工工艺流程及操作要点一、移动模架预应力混凝土箱梁施工工艺流程图支座安装移动模架就位调试模板调整、预埋件安装钢筋制作底、腹板钢筋、预应力孔道内模安装顶板钢筋混凝土浇筑混凝土养生预应力张拉孔道压浆端部封锚桥面系施工砼强度和弹模达到要求钢筋制作混凝土拌制制作试件模架合拢模架纵移过孔模架横向打开主梁下落主支腿安装主支腿过孔主支腿解除模架在桥面支撑二、操作要点（一）移动模架拼装1、安装墩旁托架首先在墩身画出横梁顶面线和立柱边线，根据墩身高度确定立柱高度，确定立柱安装高度，立柱与承台接触面用砂浆找平。立柱安装后安装三角梁，三角梁安装采用单侧安装，与立柱连接后用2个10吨倒链将三角梁锁在墩身上，然后安装另侧三角梁，与立柱连接后穿入精扎螺
