小半径条件下移动模架过孔安装施工技术探讨

小半径条件下移动模架过孔安装施工技术探讨

张正飞

中铁十局集团城轨公司广东省广州市番禺区511400

摘要：本文通过以重庆轨道交通十号线为例，为了满足实际施工的需要，以一种全新的小半径条件下移动模架过孔安装施工施工方法，该方法得到了实践的检验，为类似工程提供借鉴。

关键词：移动模架过孔安装施工技术

1.前言

重庆轨道交通十号线是线网中一条先南北后东西的线路，其中长河站至T3航站楼站区间高架段移动模架施工区域位于机场南联络线以北的机场场坪区和山谷低洼地带，CY14-CY26#墩和CY44-CY62#墩采用移动模架施工，该段落墩身高度在20.5-84.2m，线路最大坡度3.3%，最小曲线半径490m。

该段梁型为SⅠ、SⅡ类双线桥，主梁适用于标准段及翼缘加宽段双线桥，采用单箱单室箱形梁，标准的梁宽10.4m，梁高2.2m，腹板以1/2.5的斜率倾斜，翼板宽2.3m，翼板端部设置10cm等厚段，厚度22cm，翼板根部厚度60cm，底板宽度4.52m。

本桥需跨越高差较大的山区地带，不方便采用传统施工支架施工方法。为了满足实际施工的需要，最后成功地形成了一种全新的小半径条件下移动模架过孔安装施工施工方法，并得到了实践的检验。

施工中采用的MSS40zx移动的模架按系统分成：主支撑结构系统、外模板系统、内模板系统、移动系统及吊挂系统。

按组成自下而上可分为：牛腿、滑移小车、主梁、导梁、横梁、后吊梁、中横梁、前支撑横梁、外模、内模系统、液压系统、安全装置、爬梯及施工平台。

2.施工特点

2.1移动模架特点

（1）移动模架结构简单，部件尽量选用常用周转材料，加工量相对较小，节省成本。

（2）一孔箱梁段施工完成后移动模架整体行走至下一孔，无需多次拼装模板及预压，施工周期短且所需人员少。

（3）调整主梁之间的距离和模板千斤顶高度即刻适应不同几何尺寸梁段的浇注，设备通用性好。

（4）结构受力明确，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，保证良好的线性。

（5）跨中无任何支撑，因此跨间地基不需处理，尤其在高墩、软土地基区等混凝土梁的施工中更具优势。

3.适用范围

移动模架适用于山区地形起伏较大、跨河、跨谷等不便于采用支架法施工的地理条件。其局限性就是对墩身型号要求比较高，尽量是相同类型或相似类型的墩身，以保证牛腿能顺利通过和安装。在使用前需对移动模架进行设计，保证对施工部位的箱梁具有通用性。

4.工艺原理

此施工方法要求在桥位所跨越河流、山谷、山区高差较大地带利用移动模架支架体系直接由桥墩进行跨越进行箱梁支架及混凝土浇筑施工。此种施工方法的顶推小车走行长度较长，浮箱浮托纵移距离较长，应特别注重顶推小车走行轨道基础的验算和浮箱浮力的检算，使其满足各施工工况的受力需要。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

移动模架施工工艺流程如下：

移动模架按如下工序进行拼装：牛腿、小车的组装→主梁的组装→机具的就位→牛腿的安装→主梁吊装就位→横梁安装→铺设底板安装模板支架→安装外腹板及翼缘板、底板内模安装（在绑扎完底板钢筋后）→浇筑混凝土完成后安装前横梁、中横梁和后吊梁。

移动模架拼装时要求各部件之间连接牢靠，拼装完后要通过认真地全面检查，验收合格后方可进行箱梁施工。

5.2操作要点

5.2.1施工准备

（1）移动模架检查：①设计图纸内容应完整，签署齐全，并满足有关规范要求；②移动模架所有重要构件的规格、状态应符合设计要求，必备的证书应齐全并经过审核；重要构件的材料材质、性能应与设计相符并有材质证明；焊缝外观及内部质量应满足有关标准要求，并有相应的检查报告；③所有安全设施必须齐备；④必须满足施工监理对移动模架提出的有关施工安全和施工质量方面的要求。

（2）培训移动模架安装操作人员。

（3）移动模架构件及配件进场，50t、100t、200t汽车吊根据工序要求择时进场。

5.2.2场地准备

拼装场地设置在每套移动模架的始发墩位附近空地，硬化20×40m的场地做为移动模架拼装场地。

（1）吊装场地基础处理

吊装场地应先进行整平压实，承载能力达到规范要求。沿线路方向距墩身7.5m位置设置吊装台座，台座长2.4m，将吊装构件在台座上组装完成后进行起吊。

（2）牛腿的组装

牛腿拼装时应先将穿墩柱的牛腿整体组装好（约20t），采用70t起重机将牛腿安装就位，用5t手拉葫芦临时固定在墩身上，再将另一边牛腿吊装就位定位并穿好对拉精轧螺纹，牛腿顶部沿墩身两边各设10根精轧螺纹钢，底部两边各设2根精轧螺纹钢；牛腿顶面用水准仪抄平，以便使推进平车在牛腿顶面上能顺利滑移，然后安装推进平车。

（3）主梁与导梁的安装

单幅吊装法：主梁（导梁）在桥下组装根据现场起吊能力可采用50t起重机将单幅主梁（导梁）拼装完成后，采用2台200t（导梁用100t）起重机将单幅主梁（导梁）整体吊装在牛腿和支架上。

（4）横梁的拼装

主梁拼装完毕后，接着拼装横梁，用吊机将横梁一片片吊起对齐与主梁连接起来。先装靠近墩身的横梁，保持平衡，横梁安装好后，再装各连接撑杆。

（5）外模板的安装

横梁安装完成后，铺设底板和外腹板、肋板及翼缘板。外模板需与墩身顶部预留的接地钢板相连，形成有效接地。

1）外模板的调整及过孔

①顶升千斤顶，使主梁脱离支架，拆除支架顶垫块，拧紧螺旋支撑、锁定。

②纵移主梁至模架浇注位置。

③调整两侧主梁，使横梁对接，用螺栓固定。

④安装机械调节支撑座、侧模支撑梁。

⑤参照外模平面展开图，将外模的底模、侧模及翼板底模依次吊装在外模支撑架上，并边安装外模边调节其预拱度直至满足其精度要求。

⑥外模安装完毕，用拉杆将侧模与侧模支撑梁对拉。

⑦模板的调整：移动支撑系统预拱度的调整是施工中重点，移动支撑系统挠度值的影响因素要考虑周全，挠度值的计算要尽量结合实际情况。该移动支架系统的挠度值主要有三部分组成：

a、混凝土自重产生的挠度值；

b、预应力钢束张拉产生的反拱值；

c、牛腿受压产生的弹性变形值。

（7）前横梁、中横梁、后吊梁的安装

前横梁、中吊点横梁、后横梁待浇筑完混凝土，将其安装在桥面和前鼻梁上，完成移动模架的自行过孔。前横梁、后横梁只需安装一次，与移动模架刚性连接，以后不需要拆卸。中吊点横梁配有运梁小车，方便下次使用的倒运。

（6）内模安装

移动模架的内模系统采用竹胶板模板，以方便拆装，为加快施工速度，可提前在地面或桥面分节整体拼装，钢筋绑扎完毕，分节段运至安装位置。

（7）移动模架首跨预压

移动模架整体安装后，必须对整体及各个系统进行全面检查并调试。调试完成后在制梁前应进行预压。

移动模架观测点分四部分：每根主梁设4个点，即1/4处、1/2处、3/4处及悬臂端处；每根横梁中点设一个测点；中支腿支撑主梁位置设一个测点。对于主梁和模板横梁上不便观测的点可以用刚性连接引致主梁以下，以便观测。观测点位用红色油漆标识。

5.2.3移动模架过孔

箱梁混凝土浇筑完成并张拉结束后，就可以进行移动模架落模行走过孔。移动模架过孔的施工顺序为：牛腿打开，脱离墩柱预留孔→牛腿自行→牛腿合拢→模架落模，主梁打开→纵移模架→模架主梁合拢→顶升主梁→调整模板标高。

（1）准备工作：移动模架在预压完成，调整模架到合适的标高后，局部调整模板标高（设置预拱度），清理模板表面涂刷模板漆后，进行钢筋绑扎和混凝土的浇筑工作，当养生达到规定强度张拉合格后进入过孔程序。

（2）牛腿过孔：将主梁用吊杆在已浇桥面上的后吊梁和中横梁处固定，此时导梁前端的前横梁支撑在墩顶上。

然后拧紧小车挡柱上的螺母，小车挂架挂在主梁上。伸出挂架上的四个油缸，吊起小车，此时牛腿随小车一同被吊起，卸掉牛腿间的对拉丝杆，通过小车上的横移油缸将牛腿从墩中移出，脱离墩柱，小车及牛腿就挂在主梁下翼缘板上。操作小车上的纵移油缸，小车带着牛腿在主梁上纵移。当两组牛腿到下一桥墩时，小车横移油缸顶推将牛腿插入墩中，两侧牛腿安装到位后，抄平牛腿上平面，穿上对拉丝杆。牛腿自行、安装完毕。

（3）移动模架开模：待前后两对牛腿全部就位后，顶升油缸带动主梁继续下落至小车滚轮上，拆除中吊点吊杆，拆除前横梁上的横向连接销。

通过后吊梁上的横移液压系统和小车横移液压系统，在指挥人员统一指挥下，启动横梁上模板横移液压缸，缓慢加压使横梁在螺旋顶向外横移带动外模脱离桥身，移动模架在横移开、合模过程中，左、右横移步幅偏差严禁超过1米，以防止因牛腿横梁左右受力不均。横移开模距离以横梁能让开墩身为准，此时锁定横移液压缸。

（4）主梁纵移过孔：在指挥人员统一指挥下，启动纵移液压缸，缓慢加压，顶推移动模架纵移至下一孔。在纵移过程中，遇到主梁或导梁接头时，应暂停观察，确认不会发生刮擦时，才能继续过孔。

5.2.4移动模架拆除

满足现场设备及安全系数的要求，采用先拆鼻梁、混凝土配重、翼缘板、牛腿，再将主梁及剩余构件整体降落的方式拆卸。应按设计吊点并使用专用吊具进行拆卸。拆下的零部件在现场应堆放整齐、平稳，防止构件变形，对液压系统零部件采取包装密封措施，防止杂物进入液压系统堵塞管道，拆卸后的连接螺栓和销轴应分类存放，并进行防锈处理。

6.效益分析

6.1经济效益

传统支架法施工于跨河、沟、谷及山坡地段费用较高，且施工周期较长。而移动模架施工相对较少且组装简单、使用方便，可节省施工费用及工期，可获得较好的经济效益。

6.2社会效益

6.2.1适用于大跨度、小半径曲线箱施工

移动模架作为一种可以自行的箱梁现浇设备，其自行的方式方法以及效率历来为人所关注。但在大型桥梁高墩现浇箱梁施工过程中，移动模架自重较大，过孔时需一边过孔一边调整导梁和主梁方向，导致过孔速度比较慢，效率较差，尤其在小半径曲线上过孔时表现得更突出。

6.2.2施工作业轻便灵活

充分利用常规移动模架原理的基础上，把移动模架导梁与主梁之间采用铰接连接设置，并在铰接位置设置横向及竖向的液压系统，从而实现了以曲代直的施工技术要求，减小了主桁架在托架上的开合量，有效降低了安全风险，且加快了过孔速度。

7.应用实例

7.1工程概况

重庆轨道交通十号线是线网中一条先南北后东西的线路，由王家庄站—建新东路站，全场44.55Km，本标段施工段共一站两区间和一出入线（环山公园站至长河站区间、长河站、长河站至T3航站楼站区间和朱家湾出入线），起讫里程K24+767.581～K31+208.96，正线全长6.441km，出入线长2.117km。

长河站至T3航站楼站区间高架段移动模架施工区域位于机场南联络线以北的机场场坪区和山谷低洼地带，CY14-CY26#墩和CY44-CY62#墩采用移动模架施工，该段落墩身高度在20.5-84.2m，线路最大坡度3.3%，最小曲线半径490m。

该段梁型为SⅠ、SⅡ类双线桥，主梁适用于标准段及翼缘加宽段双线桥，采用单箱单室箱形梁，标准的梁宽10.4m，梁高2.2m，腹板以1/2.5的斜率倾斜，翼板宽2.3m，翼板端部设置10cm等厚段，厚度22cm，翼板根部厚度60cm，底板宽度4.52m。

7.2应用效果

重庆轨道交通十号线一期工程长河站-T3航站楼站区间移动模架箱梁自2015年3月至2016年05月顺利完成了施工。