MSS1000型下行式移动模架施工技术.doc

1、MSS1000 型下行式移动模架施工技术摘要：介绍一种下行式移动模架的结构组成、构造特点，结合其在郑焦城际铁路黄河大桥引桥的成功应用，阐述了其移动模架施工工艺、特点及适用范围。 关键词：移动模架；结构组成；适用范围 中图分类号： TB 文献标识码：A 文章编号：1672.3198（2013）03.0178.02 1 工程概况 郑焦城际铁路黄河大桥郑焦线 47#67#墩共 20 孔简支单箱单室混凝土箱梁。施工梁体均处于曲线上，曲线半径 4000m，设计速度 250km/h，正常使用条件下，梁体结构设计使用寿命为 100 年。桥梁宽 12.2m，梁长40.6m，计算跨径为 38.9m，截面中心梁高

2、 3.086m，横桥向支座中心距4.5m，双线间距 4.6m。施工时由 67#墩向 47#墩方向施工。 2 移动模架结构组成及设计简述 2.1 基本构造 郑焦城际铁路黄河大桥郑焦线简支箱梁混凝土采用 C50 混凝土设计方量为 385.2m3。移动模架整机自重 567.9t，总长 95.6m，其中钢箱梁长44m，前后导梁长度均为 25.8m，可双向走行。 模架主要组成部分包括：（1）总框架集成；（2）墩旁托架系统；（3）移位台车系统；（4）外模系统；（5）内模系统；（6）附属设施；（7）液压系统；（8）电气系统。详见“图 1”。 2.1.1 总框架集成 总框架部分由左右 2 组纵向主梁、导梁及底

3、模横梁等部分组成，主要承受模板系统施工设备重量及钢筋、混凝土等结构材料重量。每组纵向主梁、导梁由 4 节主承重钢箱梁（122m+8m+12m）+两侧导梁（12.9m+12.9m）2 组成，全长 95.6m。相邻两组纵梁中心距 10.212m。钢箱梁高 3.2m，上下翼缘板宽 2m，腹板中心距 1.9m，钢箱梁接头采用螺栓节点板连接。导梁为三角桁架式结构，上弦杆采用法兰盘螺栓连接、下弦采用销轴连接。底模横梁共设 9 组，每组由左右两组连接桁架组成，两侧中间由销轴连接便于走行前向下旋转，在一侧端头设置有插销便于合模时对位，底模横梁满铺钢板网方便施工。底模横梁主要将模板系统等设备重量及钢筋、混凝土等

4、结构材料重量传递到主梁上。 2.1.2 墩旁托架系统 墩旁托架系统设置 3 套，由三角托架和立柱系统两大部分组成。每套支撑托架由两组中心对称的左右两部分组成，为三角框架结构，支撑托架下方安装立柱，以传递竖向荷载；与墩身接触处设有保护座，以传递水平力。立柱系统设 3m、1m、0.5m 及 0.027m（钢垫块或垫板）分段，可根据不同墩身高度配置。墩旁托架左右两侧利用 32mm 高强精轧螺纹钢筋对拉与桥墩固结成一个整体。支撑三脚架的上部每根精轧螺纹钢筋需施加 20t 的预紧力，其余每根精轧螺纹钢筋需施加 10t 的预紧力，预紧设备采用两台不小于 30t 穿心式千斤顶预紧，张拉时应在桥墩前后两侧同步

5、进行。详见“图 2”。 2.1.3 移位台车系统 移位台车有托盘、滑座组成、横移机构、纵移机构及支撑油缸、纵移油缸横移油缸等部分组成。横移台车在横移油缸的推动下在横梁方钢轨道上横向移动，横移油缸的一端与台车销接，另一端与横梁通过可横向在横梁上移动的滑梁连接。移位台车上设置纵移轮箱与主梁腹板和导梁下弦相对，纵移依靠主梁两侧下方钢走道与辊轮上滚动前行。主梁下盖板及导梁下弦杆上设置纵移轨道，主梁下盖板中心设置纵移顶推槽口。纵移油缸缸端固定在纵移支座上，另一端利用纵移滑块组成与纵移轨道槽口连接，通过纵移油缸伸长顶推模架前行，纵移油缸收缩时纵移滑块组成可以自动收回不需要人工操作，避免了人工操作，提高了施

6、工安全性，间断时间短，每伸缩一次油缸可以将移动模架向前推进约 1m。 2.1.4 外模系统 外模系统由底模、腹模、翼模、可调撑杆系统组成。外模通过侧向可调撑杆系统及底模横梁将上部箱梁自重及施工机械荷载传至承重钢梁上。模板由面板与骨架组焊而成，每块模板在横向和纵向都有螺栓连接。桥墩顶底模采用散模现场拼装，扣件式脚手架作支撑。 2.1.5 内模系统 内模系统采用组合式钢模板，由面板、骨架、螺旋撑杆等组成。面板由标准模板（300mm1500mm）和异性模板组拼而成。 在混凝土浇筑前，在预浇筑箱梁孔位地面上，人工拼装 4.5m 节段，待需浇筑箱梁底腹板钢筋及预应力钢筋安装完成后，利用 25t 汽车吊机

7、吊装至梁体内组拼成整体，可以采用调整斜撑杆、竖撑杆及横撑杆三种撑杆的长度以保证内模板形状、标高、位置；待箱梁浇筑完成后混凝土强度满足设计拆模强度时，人工散拆后吊运至下一拼装场地拼装备用。 2.1.6 附属设施 辅助设施包括爬梯、操作平台、栏杆等。操作平台和爬梯是保证作业人员施工安全的基本要求。主梁外侧的配重块走道平台方便模板撑杆的调节；墩旁托架平台爬梯以方便操作模架横移、纵移及精轧螺纹钢的安装、张拉及拆除；另还设有其它几处爬梯以方便操作人员的上下。梯子、平台必须与主体结构有效连接。 2.1.7 液压系统 液压系统是移动模架主动力，共设置 4 个泵站、4 个 500t 竖向千斤顶行程 310mm

8、、4 个 60t 纵移千斤顶行程 1100mm、4 个 40t 横移千斤顶行程 230mm。每套液压系统都由液压泵站、液压管路和油缸等组成。 2.1.8 电气系统 电气系统采用 380V 三相四线交流供电，零线与机体相连接，电源进线电缆容量不小于 250A，由主梁配电柜接入后，分成三路：一路给主梁顶面的电气柜供电，用于向设备和照明系统供电；另一路给主梁后端液压电气柜供电；第三路给主梁主梁前端液压电气柜供电。 2.2 主要设计参数及工况 2.2.1 主要设计参数 （1）浇注状态时混凝土冲击及涨模系数：1.05； （2）走行状态风压：6 级风；工作状态计算风压：10 级风； （3）混凝土浇注状态时

9、主梁最大挠跨比控制值1/500； （4）抗倾覆安全系数：k1.5； （5）设计施工周期 15 天。 2.2.2 主要工况及计算结果 移动模架在设计中主要考虑了静载预压工况、浇筑工况、纵移过孔工况、横移避墩工况、拆装工况，对模架构件在各种施工工况下的受力情况进行了详细分析。强度、刚度、稳定性均满足相关设计及施工规范要求。 3MSS1000 型移动模架的应用 3.1 加工及拼装 加工单位选择了具有相应资质的专业钢结构公司设计加工。移动模架各零部件的加工应遵守钢结构工程施工质量验收规范及设计要求，对于重要的受力部件，如主梁焊缝、销板、销轴等均需进行超声波探伤检查，探伤等级为级，符合规范要求方可使用。

10、各加工构件所有孔眼均采用钻（镗）孔，孔壁及销轴光洁度应严格按设计要求执行。所有焊接构件均应尽量减小其焊接变形，需严格按制定的焊接工艺执行，使焊接变形控制在规范范围内。钢板加工时优先使用机床自动化加工减少加工误差，构件焊接是为保证焊接质量优先选用自动化焊接。主、导梁单元节段及其横联、支腿托架系统出厂前应进行试拼，统一编号，并按现场拼装顺序运输至施工现场安装。现场拼装时由厂家派专人指导拼装，拼装完成后组织相关各单位及相关部门联合验收，合格后方可进行预压静载试验。 3.2 预压静载试验 预压试验的主要目的：一、检测模架结构安全性；二、消除结构间非弹性变形，收集整理预压过程中模架的挠度值以便确定模架预

11、拱度。为操作方便就地取材，材料周转使用，本模架采用砂袋预压试验。在外模安装完成并组织各单位及相关部门联合验收，合格后开始预压工作。预压荷载按施工总荷载（箱梁自重+内模重量+施工机械荷载）的 1.2 倍进行试验。预压过程中为保证结构安全及主体架构变形时间要求。分级四级预压分别为：50%、80%、100%、120%。前三级荷载砂袋堆放完成后测量测点标高，并静载 4 小时观察结构受力变化，无异常时进行下一分级荷载预压，在第四级荷载预压完成时测量测点标高后需静载 24 小时并观察模架结构，无异常时再次测量测点标高。之后进行逆顺序逐级卸载并测量测点标高。根据测量记录预布测点的标高值的变化，计算模架弹性与

12、非弹性变形值，根据计算数据及设计要求确定模板预拱度。 3.3 混凝土输送及浇筑 本项目为陆地施工，为便于混凝土输送及布料，在梁跨 L/4、3L/4处各布置一台汽车泵，混凝土先由罐车从搅拌站运至桥跨处，再由汽车泵输送至各布料点入模。 混凝土浇筑前需对移动模架及钢筋、预应力、预埋件等进行全面检查验收，履行检查签证手续。混凝土浇筑需按要求分段分层进行，先浇筑底腹板，再浇筑顶板及翼缘板。 3.4MSS1000 型移动模架施工基本步骤 基本步骤：（1）按设计要求，待预应力初张拉完成后，开始纵移过孔准备；（2）整机下落 200mm 脱外模；（3）解除底模纵横向连接螺栓，松开底模横梁中间连接螺栓；（4）外侧

13、模随主框架通过移位台车向外横移 2.13m；（5）利用混凝土箱梁内 1.5t 卷扬机钢丝绳通过泄水孔穿出，将其端部固定在底模横梁及底模利用卷扬机将其向下旋转约 168并固定，整体外模系统完成避墩工作；（6）模架在纵移油缸作用下前移至下一浇筑孔位；（7）利用 25t 汽车吊机提升模板及底模横梁至水平固定；（8）模架在横移油缸作用下横移合拢并连接各部位连接螺栓；（9）调整模板平面位置后整机顶升约 200mm 至设计标高，调整模板结构尺寸；（10）绑扎底腹板钢筋及安装预应力钢绞线；（11）利用 25t 汽车吊机安装内模并调整；（12）绑扎顶板钢筋及预埋件安装；（13）浇筑箱梁混凝土；（14）待箱梁混

14、凝土达到设计拆模强度时拆除内膜；（15）待箱梁混凝土达到设计要求时进行张拉。按以上步骤进行下一孔简支箱梁施工。 3.5 模架预拱度设置及形控制 模架预拱度的设置较为复杂，它是根据成桥状态箱梁底理论标高、设计要求预拱度、模架理论计算挠度值、预压弹性挠度值、试压非弹性挠度值、试压理论荷载与实际荷载的区别、钢构件支撑体系压缩值等经综合计算、分析比较而确定的。本模架预拱度是通过底模与底模横梁之间抄垫钢板来实现的。 每施工完毕一孔梁后，还需及时测量复核箱梁标高，校核箱梁实测预拱度与预设值是否一致，若有偏差，分析原因，并在下一孔施工时及时对预拱度进行调整。 4 结束语 移动模架法施工具有无需基础处理、对桥

15、下净空要求较小、占地面积小等优点，可以克服软弱地基和高空作业的困难，避免在松软滩涂地基上采用满堂支架施工，从而减少大范围加固基础的费用，同时避免了由于支架地基沉降不均匀对桥梁上部结构施工质量带来的影响。总之，移动模架法施工的工艺流程，体现出了高标准、高技术含量和经济效益突出的优越性，对桥梁施工有着现实指导意义，同时对同类施工工艺有着珍贵的借鉴意义。 参考文献 1范万祥.移动模架造桥机现浇 40 米跨预应力混凝土箱梁施工技术J.建筑施工，2004. 2边坤艳，杜玉良.现浇混凝土连续箱梁移动模架法施工工艺研究与应用J.铁道标准设计，2003. 3黄成造，项贻强，张少锦.移动模架设计、施工与养护技术指南M.北京：人民交通出版社，2009.