大跨度宽幅移动模架在公路桥梁施工中的应用

摘要：移动模架以其不受地基与地形条件限制，机械化作业程度高的特点，在现浇箱梁施工中应用越来越广泛，并不断向大跨径方向发展。通过临潼渭河特大桥60m大跨度宽幅移动模架的应用实例，介绍MSS60/ 2900 型移动模架造桥机的构造、原理,以及利用移动模架原位现浇大跨度预应力砼箱梁的主要施工技术。

关键词：大跨度；宽幅； 移动模架；施工技术

Abstract: This paper take the Lintong Weihe River Bridge 60m span wide mobile mold instance, introduced MMS60 / 2900 type mobile Overhead Launching Gantry structure, principle, and the use of mobile mold in situ span prestressed concrete box girder construction technology.Key words: large span; wide; moving mode; construction technology

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02

1、前言

移动模架系统 ( movable scaffolding system 简称MSS)是一种自带模板，可在桥位间自行移位，逐孔完成箱梁现浇施工的大型制梁设备，其相当于提供了一个移动的空中制梁平台，箱梁的钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护、预应力张拉等作业均在移动模架上完成。移动模架的类型有上承自行式、下承自行式等。而本桥采用的下承自行式MSS60/2900移动模架，在实际浇筑过程中每联第一次浇注长度达72m，箱梁顶面宽度17m，浇筑重量2900吨，无论是浇筑跨度、桥面宽度及最大浇筑吨位在国内实属罕见。

2、工程概况

临潼渭河大桥主桥跨越渭河段上部结构形式为1-2×60m＋4-3×60 m＋1-2×60 m 等截面连续刚构，采用单箱双室箱梁，箱梁顶面宽17m ,底板宽 11m，箱梁断面分别如图1所示，共16跨，采用1 台MSS60/2900型下承自行式移动模架逐孔原位现浇施工。

3、移动模架构造及主要技术参数

3.1移动模架构造

该移动模架(MSS60/2900)主要由主梁、前后鼻（导）梁、横梁、支撑牛腿、推进平车、液压千斤顶、内外模板、C型梁等部分组成，总长132m，总重约1400T。

移动模架构造图

3.2工作原理

利用在承台顶部设竖向支腿及牛腿横梁托起两侧纵向主梁，主梁上部设置两组横梁，横梁上布置模板，形成浇筑平台，实现梁体原位浇筑，即合模浇筑。浇筑完成后向下落模，利用两组横梁、底侧模分开横移和主纵梁一起前移过孔，实现支架整体前移，即开模走行，进行过孔及下一孔作业。

3.3移动模架主要技术参数

4.2移动模架的预压

根据铁路行业规定客运专线或高速铁路施工中，模架压载一般按1倍的设计荷载预压，考虑到涨模可压1.05倍设计荷载，《公路桥涵施工技术规范》并没规定，压或不压均可，但在施工中必须对第一、二跨进行监控，根据监控数值调整预拱度。本桥施工中为确保箱梁现浇施工安全, 按1.05设计荷载进行压载。

4.2.1预压试验目的

检验移动模架的承载能力和挠度值,验证移动模架主梁框架及其附属结构的弹性变形, 消除其非弹性变形，并通过试验规律来指导移动模架施工中的预拱度设置。

4.2.1预压过程

通过模拟该孔箱梁的现浇过程,进行实际加载,以验证并得出其承载能力。中横梁、端横梁及翼板处采用砂袋模拟压重, 其余部位采用将箱梁模板两端封堵处理后加水的方法进行分级加载,堆载过程遵循左右对称逐级加载的原则，加载总荷载采用设计推荐的105%施工荷载，第一跨箱梁设计混凝土1105.6m3，计算自重约2874.6t,内模重约110t，预压荷载控制在3134t。

4.3、模架变形观测及预拱度设置

为正确反映移动模架随荷载的变化,在移动模架每道横梁底设置一个测量断面,同一横断面布置3个点，分布在箱梁左、中、右侧 ,共设63个点。加载时采用 020% 60%80%100%105%,每一分级加载完成后, 都有一定的静置时间,并进行观测; 加载到设计荷载的1.05 倍后, 对模架各观测点进行持续观测。若连续观测1 天, 各点的变化值基本都在2 mm以内,可以判断变形基本稳定,开始卸除外加荷载。卸载按与加载过程相反的分级方式进行: 105%100%80%60% 20% 0。每卸下一级荷载,均对所有测点进行一次测量,并做详细记录,待数据分析时与加载时的挠度数据进行比较。卸载完成后, 整理收集得到的所有数据,得出钢箱和底模的弹性变形和非弹性变形,确定模架在混凝土浇筑过程中的挠度, 并绘制出荷载～变形曲线, 为设置底模预拱度提供依据。

压载观测点布置图

底模预拱度的确定，移动模架底模预拱度的设置要考虑以下几个因素：移动模架的变形、施工预拱度、成桥预拱度等三个方面。移动模架的变形值根据理论计算并结合静载预压结果确定，施工预拱度为箱梁在整个施工过程中的全程变形，包括恒载、二期恒载、预应力作用等，成桥预拱度为箱梁施工完成后长期收缩徐变及1/2活载作用引起的后期变形。

对于大重量、大跨度移动模架施工，在梁体混凝土施工完成后,还需要继续对箱梁进行变形观测,直至桥梁的变形基本稳定,得出更精确的变形值,通过预压监测和整联施工监测获取位移量统计值的方法有助于全面分析影响预拱度设置的各个因素，避免缺项漏项，同时还可以对初设值不合理处进行调整，使预抛值设置更符合实际工况变化规律。

4、移动模架法箱梁施工工艺

4.1 施工流程

现浇梁每联分为起始段、中间段及结束段，起始段浇筑72m,中间段浇筑60m，结束段浇筑48米。在上一跨混凝土预应力张拉结束后,降下底模松开横梁中间连接螺栓,使横梁分离21道横梁对称横向向外移动,确保纵向推进时立柱不碰移动模架的横梁、支架、底模 2 道主梁纵向移动至下一跨支撑托架上21 道横梁作横向同步、对称向内移动 ,使之拼装成整体外模 ,之后安装每根横梁的中间连接螺栓 ,连成整体后横梁安装就位，吊紧新旧混凝土连接处箱梁外模调整外模(外模铺设标高 =该跨设计标高 +抛高值 +起拱值)吊装、绑扎箱梁的横梁、腹板、底板钢筋和预应力筋履带吊将预拼好的内模吊装就位，逐段连成整体绑扎箱梁顶板钢筋和预应力筋按顺序一次性浇捣箱梁混凝土混凝土养护、拆内模 ,按顺序张拉预应力。

4.2 钢筋和预应力筋安装

调整模板线型完毕后,进入箱梁钢筋和预应力施工。钢筋绑扎顺序为:先底板、腹板钢筋,待内模立完后再绑扎顶板钢筋。钢筋加工全部在钢筋加工场完成,腹板钢筋分节吊入模内拼装。预应力钢绞线安装顺序为:先底板,后腹板,最后顶板纵向预应力束。预应力管道安装前应仔细检查,接头位置用胶带等缠裹严密,确保管道质量,以免浇注混凝土后因漏浆而影响预应力筋张拉。

4.3 混凝土的浇筑

箱梁结构混凝土采用C50混凝土 ,一次浇筑的最大混凝土方量为1105.6m3。在桥梁两侧各布置1台52米臂长汽车泵直接供料浇筑混凝土，每跨混凝土浇筑需16～20h,混凝土的初凝时间≥10h,以有效地防止结构产生裂缝。混凝土浇筑时采用斜向分层、纵向分段的方法浇筑，采用全断面快速浇注混凝土, 混凝土浇筑顺序纵向由悬臂端向施工缝分段进行,每段梁横断面混凝土浇筑顺序为先浇先浇筑梁腹板倒角, 再浇筑底板 然后腹板,最后浇顶板，采用插入式振动棒振捣。两侧腹板的混凝土高度应基本一致，箱梁混凝土浇筑一次成型，水平分层其分层厚度不得大于 30cm，上下两层混凝土的间隔不得超过混凝土的初凝时间。

由于浇筑过程中移动模架产生的挠度较大，不同的混凝土浇筑顺序对于移动模架在施工过程中各位置产生的挠度也不一样。因此选择合理的浇筑顺序对移动模架的受力和箱梁的质量控制非常关键，以使箱梁在浇筑过程中不至于因变形挠曲太大而产生裂缝。由于当混凝土到达初凝阶段时，其对任何细微的挠曲变形都是极其敏感的，如果这时变形继续发展，一旦超过可以承受的程度，裂缝就产生了，因此浇筑时间需严格控制，需在混凝土初凝前将箱梁混凝土浇筑完毕。

4.4 移动模架前移

待混凝土龄期和强度达到设计或规范要求后，进行预应力钢束张拉、孔道压浆。张拉压浆完成后，通过液压缸使纵梁下移脱离梁体约200mm左右落模，松开连接横梁销轴，横梁带动侧模及底模外移开模，用液压顶推动模架纵移至下一孔，进行下一孔施工。

5、结束语：

临潼渭河特大桥施工采用的MSS60/ 2900 型下承自行式移动模架具有结构简洁、使用安全、 操作方便、自动化程度高等特点,在跨河及软弱地基段桥梁施工中有着明显优势，它的成功应用填补了我国60m大跨度下承自行式移动模架的空白。为大跨度下承自行式移动动模架设计、施工提供指导和参考，推动移动模架桥梁建设成套技术进步；提升移动模架设计优化、施工组织、质量控制、安全管理等方面的水平，同时为我国进一步全面展开公路桥梁移动模架设计及施工规范的研究奠定基础，具有一定的理论意义和工程实用价值。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。