石武客專移動模架拼裝施工工法

1、下承式移動模架拼裝施工工法施工工法中鐵二十三局集團(tuán)第八工程有限公司石武五項(xiàng)目部2010年12月1日下承式移動模架拼裝施工工法完成單位：中鐵二十三局集團(tuán)第八工程石武線五項(xiàng)目部主要完成人：李江1 引言根據(jù)客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)、鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)、DXZ32m(900t)移動模架使用說明書的要求,介紹了石武客運(yùn)專線湖北段TJI標(biāo)石家沖特大橋下承式移動模架拼裝及預(yù)壓技術(shù)總結(jié),為以后同類的下承式移動模架拼裝及預(yù)壓提供了參考。2 箱梁現(xiàn)澆形式選擇石家沖特大橋（橋梁中心里程：DK1081+473.68），1#5#,13#15#為雙線圓端形實(shí)體墩，6#12#為雙線圓端形空心

2、墩，其中8#墩最高為17.5m?？紤]到橋址范圍為大片水田旱地，墩身較高，若采用現(xiàn)澆支架，基礎(chǔ)處理難度大，投入費(fèi)用高；而DXZ32/900下承自行式移動模架系針對鐵路客運(yùn)專線雙線整孔橋梁施工而設(shè)計，能夠自行倒裝主支腿，避免了設(shè)備、材料的大量投入，且其在溫福鐵路、甬臺溫鐵路32m跨及24m跨簡支箱梁原位現(xiàn)澆梁施工中，性能可靠，操作方便，占用施工場地少。固在此應(yīng)用DXZ32/900下承自行式移動模架。圖1 DXZ32/900下承自行式移動模架 3 DXZ32/900型移動模架主要技術(shù)特點(diǎn)DXZ32/900型移動模架造橋機(jī)采用下承式結(jié)構(gòu)，利用橋墩安裝支撐托架，具有良好的穩(wěn)定性。墩旁托架直接支撐在墩臺上

3、，受力體系明確，采用精軋高強(qiáng)螺紋鋼筋對拉連接，安裝方便，較大的方便施工。造橋機(jī)升降、橫向開合、縱移過孔均采用液壓控制，動作平穩(wěn)、安全可靠，且極大的降低了勞動強(qiáng)度，同時提高了施工效率。各支腿能夠自行過孔就位安裝，不僅方便了高橋高墩的施工，也極大的降低了施工成本。支腿設(shè)置橫向移位油缸，便于調(diào)整主框架位置，便于曲線過孔作業(yè)。其主要技術(shù)參數(shù)見附表1.4 模架拼裝步驟4.1 場地平整石家沖特大橋的拼裝跨橋下凈空不滿足移動模架施工要求，需要在移動模架施工區(qū)域內(nèi)清除土方，清方范圍見圖2、圖3。圖2 挖方范圍斷面輪廓示意（順橋向?yàn)檎麄€縱移范圍）圖3 橋墩處挖方范圍斷面輪廓示意（順橋向?yàn)闃蚨罩行那昂蟾?米）場地

4、要滿足拼裝和開模兩項(xiàng)要求，墩身中心線每側(cè)20m。拼裝要求場地平整，堅硬，不積水。建議采用10cm厚的素混凝土墊層，有以下幾點(diǎn)好處： 吊車的站位穩(wěn)固； 螺絲、螺帽、銷軸等構(gòu)件不易丟失； 整地整齊，文明施工； 移動模架過孔后，可以規(guī)劃為職工宿舍場地。4.2 地基處理鄭州臺處梁底至承臺頂高度h=2.17m<3.87m，不能安裝墩旁托架，承臺寬度7.70m<8.4m，橫向滿足拼裝要求，因此只能安裝移位臺車。移位臺車下面地基需換填C30混凝土進(jìn)行處理，采用階梯形獨(dú)立基礎(chǔ)。實(shí)際開挖至強(qiáng)風(fēng)化巖層（基底至h=3.27m處，高度為1.5m），經(jīng)試驗(yàn)確定，地基承載力為350KPa,豎向荷載為4000K

5、N，經(jīng)計算，所需面積為：400×104/350×103=11.4m2?？紤]其安全因素，初選底層砼截面尺寸為：4m×4m×0.75m，頂層砼截面尺寸為：2.5m×2.5m×0.75m?？箾_切力驗(yàn)算：Fl=0.7*1.43*106*2.5*4*0.75=7507.5KN>4000KN,滿足要求。底層砼受彎矩： 16鋼筋：（400-4*2）/20+1=21根，As=4222.3mm2>3579mm2，則底層配筋為雙向16200mm。為防止頂層混凝土開裂，頂層砼頂配雙向16200mm。鄭州臺側(cè)支墩具體尺寸及配筋詳見圖1.圖4 支墩

6、形式為增加移位臺車與基礎(chǔ)的接觸面積，需在基礎(chǔ)頂面設(shè)四個50cm*30cm*2cm預(yù)埋鋼板，鋼板下設(shè)四根20的錨固鋼筋與鋼板連接。支墩及預(yù)埋鋼板與鄭州臺的位置關(guān)系圖詳見圖2。圖5 支墩及預(yù)埋鋼板與鄭州臺的位置關(guān)系圖實(shí)際壓載至961t時，該支墩砼無裂縫，最大沉降量為1.6cm，最小沉降量為0.7cm，滿載24h后沉降趨于穩(wěn)定。1#墩處梁底至承臺頂高度3.87mh=7.6m<8.09m，不能完整安裝墩旁托架，僅安裝移位臺車和三角梁上節(jié)。三角梁下節(jié)采用鋼支墩支承，支墩在承臺以上高度1.48m。采用等效代換的原則設(shè)計鋼支墩。鋼支墩尺寸詳見附圖1，2。鋼支墩材料用表詳見附表2。4.3 拼裝程序(支架

7、法)橋梁兩側(cè)各20m范圍內(nèi)作為拼裝和臨時存放場地，要求場地平整；在預(yù)定拼裝的橋臺和橋墩處安裝前后墩旁托架作為兩個拼裝支點(diǎn)，中間搭設(shè)2組拼裝支墩；支墩基礎(chǔ)采用混凝土基座，平面尺寸根據(jù)地基承載力確定，單個基礎(chǔ)設(shè)計承載力要求大于60t；拼裝臨時支墩根據(jù)現(xiàn)場條件采用預(yù)壓塊和枕木；拼裝臨時支架墩與造橋機(jī)承重鋼箱梁間凈空不小于0.8m，以便人工操作。步驟一（見圖6）1.計劃拼裝處的墩臺澆筑施工并安裝預(yù)埋件；2.在1#墩上安裝墩旁托架；3.按下圖所示搭設(shè)臨時拼裝支墩。臨時支墩（4個）結(jié)構(gòu)為C30混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸2.5×4m，現(xiàn)場地基承載力為100Kpa,高度取0.5m。臨時支墩上墊混凝土預(yù)壓塊

8、（1.0m*1.0 m*1.0m），以上用枕木調(diào)平。圖6 臨時拼裝支墩布置圖步驟二（見圖7）根據(jù)現(xiàn)場條件，利用1臺50t和1臺25t流動吊車共同抬吊左線側(cè)1#主梁并安放在后墩旁托架和拼裝支墩上；依次拼裝2#、3#主梁。圖7 左線側(cè)主梁拼裝圖步驟三（見圖8）拼裝支墩脫空并倒換至右線側(cè)相應(yīng)位置上，依次拼裝1-3#主梁。圖8 右線側(cè)主梁拼裝圖步驟四（見圖9）1.安裝底模橫梁及底側(cè)模板；2.調(diào)試液壓、電氣系統(tǒng)；3.調(diào)整模架并進(jìn)行試壓試驗(yàn)；4.調(diào)整模板并設(shè)置預(yù)留拱度，準(zhǔn)備首跨混凝土施工；5.拆除臨時支墩。圖9 底模橫梁及底側(cè)模板安裝圖步驟五（見圖10）1.綁扎鋼筋并澆筑首跨混凝土；2.過孔前安裝導(dǎo)梁及前

9、、中、后輔助支腿；3.模架橫移開啟前必須先安裝配重支架及混凝土配重塊；4.進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)跨施工。圖10 導(dǎo)梁及前、中、后輔助支腿安裝圖4.4 人員、設(shè)備、物資準(zhǔn)備人員起重工、鉗工、鉚工、電工、技術(shù)人員其它輔助工作人員。設(shè)備50t 汽車吊：2臺；25t 汽車吊：1臺；電焊機(jī)2 臺；氣割設(shè)備：2套物資20*20cm枕木：100根用于抄墊=230mm厚鋼板1.0t；手錘：8磅4把，5磅4把；M24和M30螺栓套筒扳手各10把；大號活動扳手2把；5tU型卡環(huán)：8個；撬棍：6根（一頭尖，一頭扁）；5t和10t倒鏈各4臺；30t液壓手動千斤頂2臺；6-8m梯子：2架水準(zhǔn)儀：1臺；水平尺：2把；50m鋼卷尺：1把

10、；預(yù)壓塊（1m*1m*1m）：8塊5 移動模架的預(yù)壓與線形調(diào)整5.1 試驗(yàn)對象及其目的試驗(yàn)?zāi)康模簽榇_保箱梁現(xiàn)澆施工安全，需對DXZ32/900下承自行式移動模架進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)以檢驗(yàn)移動模架的承載能力和撓度值。通過模擬移動模架在箱梁施工時的加載過程來分析、驗(yàn)證移動模架的彈性變形，消除其非彈性變形。通過其規(guī)律來指導(dǎo)移動模架施工中模板的預(yù)拱度值及其混凝土分層澆注的順序。5.2 加載方法試驗(yàn)方法就是模擬該孔砼梁的現(xiàn)澆過程，進(jìn)行實(shí)際加載，以驗(yàn)證并得出其承載能力。其荷載是順序逐加的、且觀測時間（或卸載時間）長達(dá)24小時。1、載荷：簡支砼箱梁長32.6米，計算重量約828噸，漲模系數(shù)取1.1倍，內(nèi)模重量約為5

11、0噸，因此重載試驗(yàn)的載荷為828×1.150961噸。2、關(guān)于基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置：模擬實(shí)際空模床的準(zhǔn)確位置，并以此姿態(tài)作為沉降的初始態(tài)。1）觀測點(diǎn)用長度為2cm，直徑為12的鋼筋點(diǎn)焊在該處。2）進(jìn)行觀測點(diǎn)編號和預(yù)壓前測量。在堆載完成后，每天用水平儀觀測四次，待各點(diǎn)沉降數(shù)據(jù)后，即可卸載。5.3 加載前的檢查1、檢查造橋機(jī)各構(gòu)件聯(lián)接是否緊固，機(jī)構(gòu)裝配是否精確和靈活，金屬結(jié)構(gòu)有無變形，各焊縫檢測滿足設(shè)計規(guī)范的要求。2、檢查造橋機(jī)的立柱、墩旁托架及主梁框架與橋墩間的錨固是否牢固。3、即完全模擬澆注狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，全面檢查合格后方能進(jìn)行試驗(yàn)工作。5.4 加載方案及加（卸）載程序首先在兩梁端范圍內(nèi)按

12、荷載分布示意圖堆碼砂袋及混凝土預(yù)制塊，然后沿模板32.6米縱向，從兩端至中心對稱逐層吊放砂袋及混凝土預(yù)制塊。1、加載程序加載分以下幾個步驟：1）加載過程共分三級：050%80%110%2）每加載一級都要測試所有標(biāo)記點(diǎn)的數(shù)據(jù)。如發(fā)現(xiàn)局部變形過大時停止加載，對體系進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)后方可繼續(xù)加載。2、卸載后觀測各點(diǎn)數(shù)據(jù)。當(dāng)造橋機(jī)沉降達(dá)到穩(wěn)定，觀測值變化不大可以進(jìn)行卸載。卸載后再進(jìn)行一次讀數(shù)。卸載方案類似加載方案，只是加載程序的逆過程，卸載過程同樣分三個步驟：卸載時每級卸載均待觀察完成后，做好記錄后再卸至下一級荷載，測量記錄造橋機(jī)的彈性恢復(fù)情況。所有測量記錄資料要求當(dāng)天上報預(yù)壓指導(dǎo)小組，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)異常問題要及時

13、匯報。卸載后測量數(shù)據(jù)-加載穩(wěn)定后測量數(shù)據(jù)=彈性變形數(shù)據(jù)加載前測量數(shù)據(jù)-彈性變形數(shù)據(jù)=非彈性變形數(shù)據(jù)5.5 預(yù)壓結(jié)論根據(jù)本次試驗(yàn)實(shí)踐及“預(yù)壓報告”，本試驗(yàn)小組認(rèn)為：在加載過程中，主要構(gòu)件的數(shù)據(jù)如下：1、主梁跨中處最大沉降變形為68mm，且整個主梁變形基本呈二次拋物線，與廠家提供的最大彈性變形值49.2mm基本吻合（不包括非彈性變形）。2、0#臺支墩砼無裂縫，最大沉降量為1.6cm，最小沉降量為0.7cm，滿載24h后沉降趨于穩(wěn)定。3、1#墩處墩旁托架的沉降變形一般為2mm。通過模擬造橋機(jī)在箱梁施工時的加載過程來分析、驗(yàn)證了造橋機(jī)主梁框架的彈性變形，消除了非彈性變形。可以通過預(yù)壓數(shù)據(jù)來指導(dǎo)造橋機(jī)施

14、工中模板的預(yù)拱度值以及混凝土澆筑施工。組長： 王政 副組長：孫艷龍 時間：2009年8月12日5.6 32m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁（梁寬13.0m）反拱計算及模架預(yù)拱度設(shè)置根據(jù)鐵路工程建設(shè)通用參考圖無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁（雙線），梁體應(yīng)預(yù)設(shè)反拱，理論計算跨中反拱值為18.5mm，其它位置應(yīng)按二次拋物線過渡。為推算該二次拋物線公式，按下圖建立直角坐標(biāo)系，設(shè)y=ax2+b，由于箱梁計算跨度為31.1m，跨中最大反拱值-18.5mm，將坐標(biāo)點(diǎn)（0，-18.5）及（15.55，0）代入上式得y=0.076509x2-18.5。 利用公式y(tǒng)=0.076509x2-18.5計算出箱梁縱橋向各點(diǎn)反拱值

15、，見下圖。(-15.55,0)(15.55,0)oyx(0,-18.5)32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁反拱計算圖 （單位：x方向?yàn)閙，y方向?yàn)閙m）根據(jù)上面計算出的梁體縱橋向各點(diǎn)反拱數(shù)據(jù)，計算出移動模架主梁需要設(shè)置的預(yù)拱度。具體數(shù)據(jù)見移動模架主梁預(yù)拱度調(diào)整圖。6 注意事項(xiàng)1未經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員和設(shè)計方認(rèn)可，不得對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動；2連接螺栓應(yīng)按設(shè)計要求的規(guī)格與數(shù)量，上滿擰緊；3所有銷軸均應(yīng)插開口銷以防脫落；4因錯孔等原因使得連接螺栓的數(shù)量不得不缺少時，每個連接面的螺栓缺失數(shù)不超過總額的5%，且每塊連接塊的螺栓缺少不可多于1顆；5參與造橋機(jī)施工的人員均應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)及技術(shù)交底，熟悉造橋機(jī)施工的流程及關(guān)鍵環(huán)節(jié)。6

16、.禁止雙層作業(yè)；7.高層作業(yè)必須系好安全帶；8.如需要在模架上鋪設(shè)人行道，腳手板要求兩端固定，無懸空、探頭且要掛設(shè)安全網(wǎng)，保證人員上下安全方便；9.嚴(yán)格遵守安全用電的有關(guān)規(guī)程；10.在造橋機(jī)安裝過程中，在起吊的重物上、下嚴(yán)禁站人。7 拼裝總結(jié)DXZ32/900移動模架采用下行式結(jié)構(gòu)，利用橋墩安裝支撐托架，具有良好的穩(wěn)定性。墩旁托架受力體系明確，采用精軋螺紋鋼對拉連接，安裝方便快捷，使用方便安全。在拼裝過程中要抓好支墩的處理，在沒有經(jīng)驗(yàn)可循的情況下，建議加大安全系數(shù)，保證移動模架拼裝過程中的安全。加強(qiáng)工人的安全教育，嚴(yán)格執(zhí)行移動模架安全操作規(guī)程。精軋螺紋鋼的張拉是移動模架施工的重中之重，精軋螺紋

17、鋼至少要張拉三遍，保證其受力均勻。精軋螺紋鋼抗剪能力差，要注意控制墩旁托架的安裝高差，最大高差不得大于3cm（廠家經(jīng)驗(yàn)值）。預(yù)壓及每孔箱梁施工，要有專人負(fù)責(zé)全面檢查移動模架的銷軸，高強(qiáng)螺栓的狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時整改。移動模架的升降，開合，縱移，全部依賴于電氣、液壓系統(tǒng)，由于電氣、液壓系統(tǒng)配件數(shù)專業(yè)配件，購買維修極不方便，一旦電氣、液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障不僅易造成安全隱患，還使施工進(jìn)度受到制約。因此平時的移動模架的平時的保養(yǎng)及維修就顯得十分關(guān)鍵，需設(shè)專人負(fù)責(zé)。因?yàn)橐苿幽＜芸v移所需空間較大，凈高、凈寬均需滿足要求，且受到路基施工的影響，所以在末跨時縱移困難，建議采用滿堂支架或管墩基礎(chǔ)施工?？傊苿幽＜芟?/p>

18、大型特種設(shè)備，必須本著“安全第一”的原則嚴(yán)格施工，在拼裝，預(yù)壓，澆筑，過孔過程中，必須要設(shè)立組織機(jī)構(gòu)，制定安全檢查制度，明確各方的責(zé)任，派專業(yè)人員指導(dǎo)、旁站。 DXZ32/900移動模架主要參數(shù)表 附表1序號項(xiàng) 目技術(shù)規(guī)格及特性1設(shè)備型號DXZ32/900下承自行式移動模架2施工使用工法逐跨整孔原位現(xiàn)澆3總體方案橋面下支撐，兩根縱向主梁支撐模板系統(tǒng)4適用橋跨跨度32.7m，梁重小于900t/的簡支或先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土雙線整孔箱梁 5適應(yīng)橋墩高3米 6適應(yīng)縱坡2.07適應(yīng)曲線半徑2000m8環(huán)境風(fēng)壓要求移位時最大允許風(fēng)壓150N/ m2澆注時最大允許風(fēng)壓800 N/ m2（否則錨固）9自動

19、化方式豎向頂落用大噸位分離式千斤頂實(shí)現(xiàn)縱向移位用液壓油缸完成模架橫向開、合采用液壓油缸完成支腿自動前行倒裝10前主支腿最大支點(diǎn)反力2*377噸11后主支腿最大支點(diǎn)反力2*322噸12前輔助支腿最大支點(diǎn)反力2*40噸13中輔助支腿最大支點(diǎn)反力2*140噸14后輔助支腿最大支點(diǎn)反力2*110噸15整機(jī)使用總功率約95 kW16動力條件4AC、380V、50Hz17液壓系統(tǒng)壓力 31.5MPa18移位速度01.0m/min19主梁撓度小于L/700（僅考慮混凝土荷載和內(nèi)模的自重引起的撓度)20過孔穩(wěn)定系數(shù)K>1.521運(yùn)輸條件最大單件重小于20t， 最大單件尺寸小于12.5 m×2.

20、8 m×1.72 m，滿足鐵路、公路運(yùn)輸限界22單臺總重量約520t（不含支座處散模）23設(shè)計施工周期12天/跨 (按每天工作24小時計)鋼支墩材料用表 附表2石家沖墩旁托架三角梁下節(jié)材料統(tǒng)計序號材料種類及規(guī)格理論重量（kg/m）長度(m)數(shù)量總重（kg）1I32a52.7171.468615.732I32a52.7171.118468.133I32a52.7171.408590.434I32a52.7171.5588657.065I32a52.7172.67181126.46620鋼板1571.0674670.087I32a52.717541054.34875*89.031.069

21、438.619I14a16.891.4610246.5910I32a52.7171.462153.93合計5621.37 DXZ移動模架預(yù)壓觀測記錄表 附表3工程名稱：石家沖特大橋觀測點(diǎn)號加載（50） 加載（80）加載（100）卸載（80）卸載（0）非彈性變形彈性變形2009年 8月8日2009年8 月 9日2009年8 月 10日沉降量沉降量沉降量沉降量高程高程本次累計高程本次累計高程本次累計高程累計底板左線1163.865163.823-0.012-0.042163.815-0.001-0.050163.810-0.005-0.055163.853-0.012-0.012-0.038216

22、3.887163.835-0.013-0.052163.8250.001-0.062163.8250.000-0.062163.871-0.016-0.016-0.0463163.908163.852-0.020-0.056163.839-0.002-0.069163.8430.004-0.065163.890-0.018-0.018-0.0514163.94163.875-0.025-0.065163.868-0.001-0.072163.8760.008-0.064163.920-0.020-0.020-0.0525163.957163.894-0.025-0.063163.887-0.0

23、01-0.070163.8960.009-0.061163.939-0.018-0.018-0.0526163.972163.915-0.024-0.057163.9100.001-0.062163.9140.004-0.058163.958-0.014-0.014-0.0487163.992163.944-0.013-0.048163.937-0.002-0.055163.9400.003-0.052163.979-0.013-0.013-0.0428164.007163.974-0.009-0.0330.000163.999-0.008中線1163.856163.819-0.015-0.0

24、37163.8180.003-0.038163.810-0.008-0.046163.844-0.012-0.012-0.0262163.881163.833-0.017-0.048163.8240.000-0.057163.8250.001-0.056163.867-0.014-0.014-0.0433163.907163.849-0.018-0.058163.832-0.006-0.075163.8440.012-0.063163.889-0.018-0.018-0.0574163.941163.875-0.025-0.066163.862-0.006-0.079163.8750.013-

25、0.066163.922-0.019-0.019-0.0605163.961163.899-0.020-0.062163.8850.003-0.076163.8970.012-0.064163.944-0.017-0.017-0.05967163.986163.937-0.017-0.049163.9270.002-0.059163.9370.010-0.049163.974-0.012-0.012-0.0478164.016163.979-0.017-0.037163.9670.002-0.049164.01-0.006-0.006-0.043右線1163.863163.826-0.009-

26、0.037163.820.002-0.043163.810-0.010-0.053163.85-0.013-0.013-0.0302163.892163.844-0.019-0.048163.840.001-0.052163.836-0.004-0.056163.878-0.014-0.014-0.0383163.911163.856-0.024-0.055163.8490.001-0.062163.848-0.001-0.063163.896-0.015-0.015-0.0474163.938163.883-0.020-0.055163.8720.000-0.066163.8740.002-

27、0.064163.922-0.016-0.016-0.0505163.964163.904-0.022-0.060163.9020.008-0.062163.899-0.003-0.065163.946-0.018-0.018-0.0446163.977163.924-0.020-0.053163.913-0.002-0.064163.9210.008-0.056163.962-0.015-0.015-0.0497163.991163.949-0.015-0.042163.9410.001-0.050163.9470.006-0.044163.98-0.011-0.011-0.0398164.

28、013163.979-0.012-0.0340.000164.005-0.008翼緣板左線1166.629166.625-0.007-0.004166.6230.000-0.006166.617-0.006-0.012166.623-0.006-0.0060.0002166.648166.631-0.010-0.017166.6240.000-0.024166.6240.000-0.024166.641-0.007-0.007-0.0173166.649166.635-0.017-0.014166.6270.000-0.022166.6330.006-0.016166.6590.0100.010-0.0324166.678166.644-0.017-0.034166.6300.000-0.048166.6410.011-0.037166.673-0.00