非制梁位空中拼装法拼装移动模架的应用探析.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD收稿日期:2023-02-07作者简介:孟志琴(1976),女,山西太原人,工程师,研究方向为公路与桥梁。非制梁位空中拼装法拼装移动模架的应用探析孟志琴(山西路桥第二工程有限公司,山西 临汾 041000)摘要:为探究跨河桥梁移动模架拼装改进工艺及实施效果,以某主桥为钢筋混凝土斜拉桥、副孔桥为等截面预应力混凝土连续箱梁的跨河大桥为例,从施工工期、成本等方面综合考虑,提出了非制梁位空中拼装移动模架的施工方案,并按照模架主梁实际拼装位置,提前在墩身间使用50 t吊车和振动锤打设2排钢管桩,搭设空中拼装平台;为克服吊车作业范围受限问题,进行了墩旁托架专用吊具设计,在拼
2、装平台拼装右幅模架、拼接主梁节段及其余梁段后,将移动模架退回至首跨制梁位,再进行左幅移动模架、主梁及其余梁段安装;最后退回至首跨制梁位进行剩余部件拼装。结果表明,非制梁位空中拼装法拼装移动模架的施工方案可有效解决工程施工难点,在工期、成本、施工方便程度等方面均具有其他技术无可比拟的优势,可在类似桥梁工程中推广应用。关键词:非制梁位;空中拼装法;移动模架;现浇箱梁中图分类号:U445.4文献标识码:B0 引言对于地质条件差的跨河大桥而言,如果采用传统工艺展开箱梁施工,安全性、经济性均无法达到最优状态。移动模架是一种自带模板,以墩柱或承台为支承而展开桥梁现浇的施工机械,其自带模板刚度高,能形成流水
3、作业,便于整体控制,施工简便。在国外,移动模架在公路、铁路桥连续梁施工中已经得到广泛应用,而国内仅在高速公路、铁路客运专线等工程中有所应用。结合国外应用实践来看,跨河高墩多跨现浇箱梁采用移动模架施工技术,能有效克服满堂支架法和钢管桩支架法的不足,大幅提升施工过程的安全性和经济性。基于此,本文依托某跨河桥梁实际,提出在非制梁位空中拼装移动模架,并倒行至制梁位,以有效应对副孔桥等截面预应力混凝土连续箱梁起始跨全部位于水面,桥面下场地不具备模架拼装施工条件;施工平台与水中墩距离远,墩旁移动模架安装难度大等问题,可为类似工程提供借鉴参考。1 工程概况某跨河公路大桥按全封闭双向6车道高速公路设计,主桥为
4、钢筋混凝土斜拉桥,宽38.9 m,引桥宽33.5 m,桥梁全长 5.54 km。副孔桥上部为 2(750)m+2(650)m等截面预应力混凝土连续箱梁;副孔桥连续箱梁左幅和右幅均为 26 跨,墩号依次为 2450 号,其中,2434号墩箱梁设置在河道浅滩中,水位为1.03.0 m;3548号墩箱梁位于陆地;4950号墩箱梁则位于河道支流,平均水深2.0 m。2 施工方案2.1 现浇箱梁施工方案通常采用钢管支架法、满堂脚手架法、移动模架法展开现浇箱梁施工。其中,钢管支架法、满堂脚手架法便于多跨支架同时搭设,工期短,但设备及材料一次性投入大,施工成本高;钢管桩打设和拔除均受水位影响,起重船及方驳投
5、入量大,施工周期长;存在较大的高空作业风险。移动模架法施工时落架、立模、过跨等均为流水作业、工序分明,易控制;大块钢模刚度高,尺寸精准,施工质量有保证;材料及设备均可重复使用,投入小;但施工设备一次性购入成本高。为此,该跨河桥梁副孔桥等截面预应力混凝土连续箱梁采用移动模架法现浇施工,模架在工厂预制,将散件运抵施工现场后拼装。按照工程规模,计划投入2套移动模架,左幅和右幅各配备1套。2.2 移动模架拼装方案结合设备配备及施工环境,提出2种移动模架拼装方案。方案1:于制梁位桥下场地整体拼装移动模架,177总653期2023年第23期(8月 中)再借助大型起吊设备整体吊装至墩旁托架处拼装;方案2:将
6、钢管桩平台搭设于制梁位桥下相应位置,并与墩旁托架组成空中拼装平台,借助起重机械吊起模架散件后在平台拼装。移动模架结构见图1。后辅助支腿外模、底模及端模系统中辅助支腿前辅助支腿导梁施工方向主支腿移动台车主框架32 70032 700(a)移动模架立面1/2模架开启过孔状态1/2模架浇筑混凝土状态f32精轧螺纹钢筋(c)主支腿和中辅助支腿断面(b)主支腿和后辅助支腿断面图1 移动模架结构单位:mm通过比较两套方案看出,方案1借助大型起吊机械使移动模架1次吊装就位,高空作业风险小,拼装工期短;但起重机械使用费用高。方案2不使用大型起吊机械,而是充分利用施工现场已有起重设备,设备费用低;但拼装施工周期
7、长。综合考虑两种方案的优缺点,为保证移动模架能提前进场,选用方案 2 进行模架拼装。3 施工难点就所选用的移动模架拼装方案而言,现场施工存在以下难点:副孔桥等截面预应力混凝土连续箱梁起始跨全部位于水面,桥面下场地不具备模架拼装施工条件,对于非制梁位拼装,移动模架必须倒行,但常规模架不具备倒行功能1;按照方案2拼装移动模架时,必须先拼装右幅首套移动模架,再退回至49号和50号墩并向24号墩方向制梁;此后拼装左幅第二套模架,完成后退回至49号和50号墩并向24号墩方向制梁。按照以上操作,左幅模架前进过程中必将与右幅模架后退过程相遇,左幅箱梁和右幅箱梁间存在1.0 m净距,左右幅模架过跨时必然存在2
8、.1 m重叠,无法顺利错位通过;48号墩和49号墩均为水中墩,墩旁托架重量为25 t/个,施工平台与水中墩距离远,施工现场的50 t履带吊无法顺利吊装,作业平台也难以承受大吨位吊车,故水中墩旁移动模架存在较大安装难度。4 移动模架拼装施工4.1 移动模架设计该跨河桥梁副孔桥等截面预应力混凝土连续箱梁下承式移动模架包括支承台车、墩旁托架、横梁、模板、主梁、配重块等组成部分,各部位均配备液压系统、电气系统或机械系统。按照施工方案设计,在非制梁位置展开移动模架拼装,且拼装完成的模架必须倒行至制梁位,故所使用的模架必须具备倒行功能2。4.2 构建空中拼装平台移动模架拼装前应在拼装区相应桥墩墩身之间打设
9、2排钢管桩,1排4根,共8根,并使用相同型号钢管接高后作为立柱,立柱间通过型材连接固定,组成排架结构。在两侧墩身安装墩旁托架,并确保托架高程与排架顶部对齐,托架和排架共同构成空中模架拼装平台。将拼装区场地平整处理后,还应将区域内淤泥等软弱土体清理干净并回填混合料,通过推土机整平及重型机械压实,保证地基承载力能满足50 t履带吊车吊装施工要求。移动模架主梁由 6个节段构成,结合实际拼装位178交通世界TRANSPOWORLD置,应在第2节段和第4节段主梁与末端相距150 cm处架设钢管桩排架。立柱和钢管桩全部使用f1200 mm钢管。借助50 t履带吊与振动锤的配合,顺桥向打设2排钢管桩,每排4
10、根。打设完成后使用钢管接高为立柱;立柱间再通过f630 mm钢管连接排架。待立柱顶面高程达到要求后,将 1根双拼 H588型钢设置于立柱顶部,用于主梁拼装承力件。对于陆地拼装场地,通过2台吊车直接吊装墩旁托架。具体而言,将墩身预留孔清理后在地面拼装墩旁托架并吊装,穿精轧螺纹钢并施加250 kN的预紧力后张拉,并调平托架。待完成钢管桩支架及托架施工后,移动模架空中拼装平台便架设完成。4.3 拼装右幅首套移动模架按照设计要求,在地面使用节点板及高强螺栓将2节段主梁拼装成1个段落,并预留一定预拱度。通过2台50 t履带吊将组拼好的主梁段落起吊,放置在钢管桩支架平台及墩旁托架上,调整好后按照次序吊装剩
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