水域双幅公路现浇箱梁侧模滑移施工技术研究

水域双幅公路现浇箱梁侧模滑移施工技术研究

尹竹

中铁上海工程局集团有限公司， 上海 201900

1前言

目前国内在水域双幅现浇箱梁施工方法上已经做过一些研究，但针对小间隙（50cm)水域双幅膺架现浇箱梁施工，通过对模板支架体系的改进，增加模板顶升、横移、纵移及滑轨等装置，实现小间隙水域双幅现浇箱梁侧模的横移和纵移的综合技术研究较少。未见借助“铰接”原理，设计纵向滑轨；曲线段侧模调节块设计，并根据弧度大小，采用不同的滑移量，实现曲线段模板的纵滑的相关研究。

水域双幅公路现浇箱梁侧模滑移施工技术研究，能有效解决环保要求高的水域小间隙双幅现浇梁模板安拆空间不够的难题，其具有施工简便、高效环保、安全风险低的优势。

2工程概况

云南昆明环湖南路古城段提升改造工程位于滇池东南部,其中古城1号特大桥位于昆明滇池水域之中，桥梁全长2486m，跨径布置为31×(4×20)m，分左右两幅。桥梁左幅宽度14.25m，右幅宽度16.25m，中央分隔带0.5m，总宽31m。桥梁上部结构采用现浇钢筋混凝土连续箱梁，桥墩采用双柱式墩，桥台采用柱式台，基础采用钻孔桩基础。

图1古城一号特大桥桥位平面图

图2桥梁标准断面图

1主要研究内容

本项研究是结合双幅现浇箱梁左右幅间距狭小（50cm）的特点，主要从克服常规工艺施工箱梁侧模受空间影响拆除困难，降低侧模拆除吊装风险，加快模板安拆、提高单作业面工效等方面综合考虑。本着减少劳动力、降低劳动强度、简化工序、降低安全风险，提高施工的机械化程度，提高工效，加快进度为原则，在贝雷膺架之间体系上组装定型钢模板，利用落架砂筒、侧向滑轮、纵向滑轮、侧向滑轨、纵向滑轨等专用设备，在本联箱梁混凝土浇筑完成后实现砂筒卸砂落架与混凝土面脱离、侧模侧向滑移、卷扬机牵引，将箱梁侧模整体滑移至下一联箱梁位置完成模板拼装。

1方案与工装设计

1.1箱梁侧模滑移装置及施工方法

1.1.1侧模滑移系统设计

要达到侧模滑移的结果，从程序上来说首先要让模板与混凝土脱离并达到在滑移行走过程中不会受到混凝土结构的影响，其次是行走装置及轨道的设计。

侧模滑移结构设计时要从滑移的程序进行考虑，先落架使模板脱离混凝土，在侧移使模板与混凝土保持一定的距离保证在曲线段滑移不会发生模板与混凝土碰撞的情况，最后利用卷扬机拖拉模板纵向滑移至下一联指定位置。

侧模滑移系统主要包括落架砂筒、纵横行走轨道，纵横行走轮、顶升丝杆。如下图所示：

图3滑移系统立面图

图中：1.箱梁侧模2.纵向行走轨道3.横向行走轨道4.贝雷梁支架5.双拼工字钢大横梁6.支架卸载砂筒7.钢支墩8.横向限位风钩

图4滑移系统细部图

图中：8.面板系统9.桁架10.纵向行走装置11.横向行走装置12.顶升丝杆13.横向行走转向板

要达到模板与混凝土的完全脱离并在行走过程中不受影响，就要保证模板在水平与竖向都要完全脱离混凝土面。在竖向脱离混凝土面可以利用支架系统的落架砂筒来完成。水平方向上完全脱离混凝土面需要对模板的侧移进行研究。

模板的侧移需要设置侧向行走装置，为了尽可能的减少增加的荷载，保证整体稳定性，利用模板的桁架作为骨架，在每榀桁架上安装独立的侧向滑轮。侧向行走轨道则利用支架体系中的横向分配梁作为轨道。为了在滑移过程中预留适当的轰动空间滑轮的宽度比轨道宽2cm。

纵向行走装置的设置主要考虑行走时的整体稳定性，需要重新制作行走骨架及滑轮并将其安装在桁架上。轨道采用槽钢可预留足够的行走空间，尤其有利于曲线段行走。

图5纵向行走结构立面图

整个滑移系统设计中最主要要解决的是侧向滑移与纵向滑移的过度。这个过程可以利用顶升丝杆来实现。主要步骤是在砂筒整体落架之后先利用顶升丝杆顶升模板，侧向行走对正轨道，将模板侧向滑出使纵向行走对正轨道。再顶升丝杆，收拢侧向行走，使纵向行走落于轨道纵向轨道之上。最后利用卷扬机拖拉模板向下一联滑移。整个过程中顶升丝杆须具备顶升、下降并且在顶升下降时能随时停止并限位的作用。为了施工方便应将丝杆用螺栓固定在模板桁架上进行操作。丝杆设计如下：

图6滑移系统结构立面图

1.1.2曲线段侧模调节块设计，滑移模板长度及其连接方式的研究

曲线段的侧模以“无限等分法”为原理来设计，在保证感官的条件下将整条曲线分为若干直线段，每条直线段之间用外宽内窄或外窄内宽的调节模板连接实现曲线。

通过在cad上多次模拟最终确定每4块标准块模板设置一块调节块，且保证矢高不大于3cm，肉眼无法分辨。

滑移模板长度在保证曲线的感官质量的同时尽量考虑轻便、减少拼装的块数，标准块模板设置为每块2m，调节块模板设置成一侧2.1m、一侧2m。

曲线段轨道长度设计成2m一根，“以折代曲”轨道电焊与分配梁上。

模板之间用螺栓连接，滑移时多块模板一起拖拉，仅靠螺栓连接会将边框拉至变形。此处要利用牵引加强槽钢和加强连接螺栓连接保证在牵引的时候主要的牵引力由连接槽钢承受，大幅减小模板边框的受力，确保边框在多次周转牵引后不变形。

1.1.3侧模滑移施工

侧模滑移施工流程：砂箱落架→侧向滑轮伸出→侧模侧向滑移（纵向滑轮对齐轨道）→收起侧向滑轮（纵向滑轮与轨道接触）→卷扬机牵引纵向滑移至下一联

侧模滑移施工工艺如下：

待具备拆模条件后，利用落架砂筒落架30cm，使模板与砼面脱离；

利用顶升丝杆将箱梁侧模顶升5cm，将倾斜的横向行走直立伸出，使横向行走轮落在横向行走轨道上；

使用手拉葫芦一端固定横向行走轨道外侧，将整个模板向外侧移动30cm，使得纵向行走装置的纵向滑轮对正纵向行走轨道；

利用顶升丝杆将箱梁侧模顶升起来，然后反向操作将横向行走收起；

收拢顶升丝杆，将纵向行走装置的纵向滑轮与纵向行走轨道接触；

继续收拢顶升丝杆，使丝杆底部离开横向分配梁，然后利用卷扬机拖拉将箱梁侧模向下一联滑动。

卷扬机拖拉侧模滑移前先将每块模板之间和牵引槽钢的连接螺栓松动成铰接状态，一次性拖拉5块模板。

整个模板滑移过程中如果上一联的调节块不适合下一联拼装，可在模板滑出后立刻吊装拆除，再换上适用的调节块。

曲线段轨道一节长度应根据曲线半径大小而定，本工程曲线半径为300m，曲线段轨道一节长度定为2m。

2工程实施总结

（1）经济效益

经测算，古城一号特大桥现浇箱梁共62联、每联80m，采用常规的起重设备拆除模板支架的方法，措施及劳务费用合计约1934400元，每联工期约为8天；采用箱梁侧模滑移的工法，从落架→模板脱离→滑移→下一联模板安装→本联支架整体落架拆除“一气呵成”，取消了模板拆除、装车转运至下一联、重新吊装安装的程序，大大提高了工效、大幅减少了吊装风险，缓解了场内唯一一条便道（便桥）的交通压力，有利于施工组织，大幅减少了吊装风险，总的拆模劳务、材料、设备费用约为910400元，降低成本约100万元，且每联模板支架安拆工期缩短至3天，有效的保证了工期，为项目后续施工赢得了时间。

表1经济效益分析对比表

（2）社会效益

环湖南路古城段提升改造工程古城一号特大桥现浇箱梁施工采用“移动式鹰架现浇水域双幅桥梁施工技术”，解决了双幅箱梁间距过小无法用常规施工工艺拆除模板的问题，最大限度地减少箱梁拆除模板支架的时间，减少了支架拆除时起重设备的使用，从而缩短了风险源暴露的时间，在保证了水上高空施工的安全同时，有效地提高了箱梁侧模的安拆工效，节约了成本，达到了缩短工期、安全高效、节能环保、降低成本的目的，响应了国家科技创新、节能减排、保护环境的政策；采取定型钢模板整体一次成型，保证了砼外观线形圆顺平直，取得了良好的视觉效果，被誉为最美水上公路，为项目最终获得鲁班奖奠定了良好基础，取得了良好的社会效益。

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