抽拉式底模悬挂在移动模架过宽墩柱中的研究

抽拉式底模悬挂在移动模架过宽墩柱中的研究

张景伟

山东省高速路桥集团有限公司山东济南250021

摘要：本文依托芜湖长江公铁大桥现浇梁的施工经验，详细剖析了上行式移动模架遇到宽墩柱时技术困境。为了解决施工中遇到的技术瓶颈，在原有的上行式模架结构基础上加以改进、优化。并详细阐述了设备是如何通过优化底模开模系统解决设备模板空间有限、底模及挂梁无法避让墩身的技术难题。对同类的宽墩施工具有借鉴意义。

关键词：移动模架；宽墩柱；现浇箱梁；底模悬挂

一、工程概况

商合杭铁路芜湖长江公铁大桥北引桥W22#墩至W9#墩为两线13跨40.7m钢筋混凝土简支梁，梁分为有砟和无砟两种，其中商合杭客专线为无砟箱梁，城轨线为有砟箱梁。两种箱梁均为等高度预应力混凝土单箱单室结构，由C50混凝土浇筑而成，纵向预应力筋均为17Φ15.2钢绞线，采用内经90mm金属波纹管成孔，预应力采用两端张拉后张法施工。

墩身最高处达31m（承台至垫石底高度），宽可至33.8m。箱梁宽12.2m，高3.59m。桥墩呈现门型，施工顺序为先施工右幅至整副施工完毕，后横向调整施工左幅箱梁。

二、传统结构式移动模架施工难点

根据桥墩的结构形式，下行式移动模架无法在墩身两侧支立受力支腿，不能满足工况使用要求，故首先采用上行式移动模架进行优化改进。

传统式上行式移动模架的支撑受力结构主要分为为前、中、后三支腿并分别支立于前墩身、中墩身、已浇筑箱梁（首跨支撑于后墩身）。开模时利用移动模架的开模系统将挂梁沿着挑梁横向移动，挂梁上安装的模板系统随即完成开合模动作。

传统式上行式移动模架开合模时要求模板开模后距离墩身最大实体尺寸200mm（理想防干涉距离）以上。并且模板底部安装有螺旋顶，模板开合模后模板始终在高度上低于垫石和支座的高度。这就要求悬挂梁的挑梁必须有足够的宽度和强度满足模板的开模的距离和悬臂重量，同时要求墩身的墩帽不能过宽，否则开模空间太大，造成挑梁过重，以致于整体设备的重量过大和稳定性不足。

三、新型式上行式移动模架

本次设备优化改进主要目的：

1、保证底模能够在不干涉墩身情况下完成开模；

2、确保整机低设备成本、不超重、高稳定性。

传统式挂梁模板系统由开模油缸、挑梁、上挂梁、下挂梁、支撑杆、螺旋顶和模板组成，开模时开模油缸动作带动上下挂梁以及模板左右开合，完成开模工序。

改进后挂梁模板系统由挑梁、挂梁、支撑杆、侧模开模油缸、底模开模油缸、模板系统及底模操作平台组成。改进后的模板开模、合模、横移过幅动作如下：

A、开模动作

每孔桥上部箱梁浇筑完混凝土并张拉预应力钢束后。然后通过液压缸（首跨浇筑是操作中支腿液压顶，非首跨浇筑调整小车油顶和中支腿油顶）使整机下落并带动外模板边底模和翼缘模板降落20cm左右后；中间底模利用精轧螺纹钢下放至平台。挂梁底部横移液压缸横向推（拉）边底模向外移动到墩身两侧，侧模板脱离箱梁砼，外模板脱模工序完成。

B、纵移过跨

底模悬挂分两种情况：

1、边底模横向开模前。

底模悬挂的主要目的是接触中间底模与边底模的连接螺栓，因为中间底模与边底模的纵移牵引构件不同边底模纵移靠挂梁悬挂前进，而中间底模是靠中支腿悬挂纵移前进。

2、边底模横向开模后。

边底模横向开模后，需安装底模纵移所需的托轮，利用箱梁的精轧螺纹钢预留孔将托轮安装于箱梁底部。并在墩顶处安装行走滚轮。托轮在箱梁纵向上按照等间距分布布置，理论上间隔<单块模板的纵向长度。安装完毕后中间底模整体落于托轮上，并于边底模之间的连接完全解除，而与中支腿安装刚性连接，至此纵向移动时，中支腿带动中间底模纵移，使中间底模能够在墩顶上两垫石之间的距离内穿过，完成底模的纵移过跨动作。

C、外模板合拢

边底模横移、侧模液压缸伸出完成合拢动作，并吊装中间底模，安装精轧螺纹。调好位置后，安设底板及腹板钢筋、预应力钢束、安装内模板，顺即安设顶板钢筋及预应力钢束，全部工序验收合格后浇注箱梁混凝土。混凝土养生达到强度后实施预应力钢束张拉，即完成了一孔梁的施工工作。

D、横移过幅

第一步：左幅箱梁浇筑完成之后落模。在前后主梁支点位置安装小车。解除影响横移的锚固装置。

第二步：在左幅箱梁左侧盖梁上安装小车横梁、过幅专用横梁；并将小车横梁、过幅专用横梁与移动模架的小车横梁调平，利用高强螺栓连接。

第三步：拆除影响横移的机构（墩顶模板、挂梁、中支腿）利用横移油缸顶推模架

第四步：横移到位后，解除横移专用横梁连接；在右幅前后墩身的墩顶处增设小车横梁临时支点，安装千斤顶。

第五步：在前后墩身的两墩顶处临时支点千斤顶将移动模架整体提升，每次出顶高度为200mm；设备顶升后，在小车横梁支撑位置安装垫块，并用法兰连接。重复此操作，将设备顶升3600mm。

第六步：安装中支腿，并支撑。并利用中支腿顶升至浇筑高度，拆除顶升垫块、临时支点。

四、结束语

移动模架造桥机是一种高效的，集机械、液压电气控制与一体的桥梁施工的先进机械化设备；其周转次数多，周转时间短，占用桥下空间小，使用辅助设备少，减少了人力物资的浪费，特别适用于多跨现浇箱梁施工。当移动模架由于开模宽度不够时应该充分考虑实际工况消除纵移干涉。针对于多跨多墩身均为宽墩柱的情况时，本文所讨论的方法能够直接有效的解决此类问题，为移动模架的设计和施工积累了丰富的经验，随着社会的进步和移动模架的进一步广泛应用，会有更多的此类问题出现，要的是要具体问题具体分析，灵活借鉴此方法。

参考文献：

[1]《桥梁设计手册》……………………………………人民交通出版社

[2]《建筑结构施工计算手册》…………………………建筑工业出版社

[3]《简明预应力混凝土桥梁施工手册》………刘山洪.人民交通出版社

[4]《钢结构设计与计算》………………………………机械工业出版社

[5]《上行式移动模架过门型墩柱的一种施工方法》………………………刘卓价.值工程