移动模架现浇法在山区高铁桥梁施工中的应用

摘要： 我国铁路建设进入高峰期，尤其是西部地区的高速铁路或客运专线的修建受地形条件的限制，简支箱梁施工很难实现提前预制再专业设备架设的方式。根据实际情况，专门设计制作移动模架设施，在桥位处进行现浇制梁，有效克服了大吨位预制梁运输与架设的难题。

Abstract： China's railway construction has entered the peak period， especially the construction of high-speed railway or passenger dedicated line in the western region is limited by the terrain conditions. It is difficult for the construction of the simply supported box girder to advance the prefabrication and the erection of specialized equipment. According to the actual situation， the special design and manufacture of mobile formwork facilities， in the bridge site cast-in-place beam， effectively overcome the large tonnage prefabricated beam transportation and erection problems.

关键词： 高速铁路；移动模架；桥梁施工；应用

Key words： high-speed railway；mobile scaffolding；bridge construction；application

中图分类号：U445.463 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）21-0124-03

1 概述

本项目需要施工梁体的基本情况，32孔单箱单室梁长32m（49孔）和24m（10孔）两种；所处曲线分别为JD53曲线半径11000m、JD55曲线半径9000m、JD56曲线半径7000m；所处纵坡分别为D1K295+300-D3K301+080设计下坡1.04%，D3K301+080-D3K305+270设计上坡2.5%，DK305+270-DK308+100设计上坡2.04%，DK308+100-DK320+170设计上坡2.5%。箱梁截面型为单箱单室结构，梁高2.635m，顶板宽 12.2m，横桥向为3次边坡，坡度分别为1.5%、7.2%、2%。腹板、顶板及底板局部向内侧渐变加厚。腹板斜做，标准截面厚度0.45m，到梁端支座区域渐变加厚为0.6m；标准截面箱梁顶板厚度为0.285m，到梁端支座区域渐变加厚为0.535m；标准截面底板厚度为0.28m，到梁端支座区域渐变加厚为0.60m。支座部位无横隔板，支座中心线距梁端0.75m。梁端腹板及底板局部后浇以便纵向预应力束张拉及压浆封锚。（图1）

2 移动模架选型

2.1 移动模架选型要求

为了更好的施工，要求移动模架开启结构尺寸宜满足红线净宽及桥下净高要求；模架侧模及底模开启后的空间宜满足过不同桥墩（或连续梁），下行式模架支撑拖架应满足不同墩高要求；应用于高墩施工时应具备良好的自倒运性能.整体刚度，应按挠度不大于1/700考虑；总体稳定（纵横向）系数不小于1.5；开启和前移由液压系统应同步控制；应便于底模预拱度调整设置；严格控制支腿的受力变位和温度变形，首孔、末孔施工的适应性或变通性。

2.2 移动模架方案比选

由于移动模架施工需纵移通过连续刚构或连续梁，且桥梁第一孔下方多处于山谷处，地形起伏较大，不能满足下行式移动模架提供拼装场地要求，所以选定上行式移动模架。厂家应对上承式桥机、中承式桥机与下行式桥机进行优缺点比选。（表1）

3 移动模架主要技术参数的确定

①适应梁型：客运专线铁路双线简支箱梁；

②适应跨度： 32m与24m；

③适应最小平曲线半径：正线2000m，我部桥梁均处在Jd55、Jd56上，其中Jd55曲线半径9000m，JD56曲线半径7000m；

④适应最大纵向坡度：正线25‰，DK305+270-DK308+100设计上坡20.4‰，DK308+100-DK320+170设计上坡25‰；

⑤适应海拔高度：≤2000m，当地海拔1260～1450m；

⑥适应环境温度：-11.9℃～30℃（气象温度）；

⑦设计抗风能力：≤6级（工作状态），≤12级（非工作状态，可加临时固定措施）；

⑧纵横向稳定系数≥1.5（任何工况下）；

⑨桥墩类型分2种：矩形空心墩、矩形实心墩。

4 移动模架设计及制作要求

为了保证移动模架设计及制作的质量，在签订正式合同前，厂家应根据现场实际情况提供移动模架的安装与拆除基本方案，厂家应提供桥机拼装所需人员及拼装时间，并明确因厂家加工误差导致拼装进度不能满足要求时的补偿问题，厂家应明确正常施工期间，移动模架的过跨就位时间与内膜拆安时间，这是评价桥机灵活性与操控性的关键指标，厂家应提供备件清单，写明桥机的整机重量与单价，并按过磅复核重量，并写入正式合同中。同时还要提出以下详细的技术细节要求。

①主梁挠度不应大于L/550（L为主梁支撑跨度），主梁的安全系数在持久状况的安全系数不应小于3.0，在短暂状况主梁的安全系数不应小于2.5，结构或构件变形的容许值见《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。

②移动模架液压系统应具备纵向、横向位置调节就位功能，以保证模板就位准确。确保横向偏移允许误差≤2mm，竖向允许误差≤3mm（轨道板厚度允许误差值）。同一箱梁顶梁段高差应小于2mm，两侧箱顶高差小于5mm。

③移动模架纵向移动时，应采用有效措施，防止移动模架向后倾覆，梁上轨道应铺设准确，轨道中心线与桥梁中心线为准，中心偏差应不大于±5mm，轨距偏差应不大于±2mm，梁轨面高差应不大于2mm。

④避雷设施。应根据云南省镇雄县所地处位置，调查所属防避雷区，分类，并按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010对移动模架电气系统优化。

⑤防护棚设计。主梁两侧挑梁顶部设置防风、防雨、防晒的顶棚，能保证移动模架造桥机全天侯工作，以提高造桥机总体工作效率，确保总工期的要求。模架防护棚设计可采用军用篷布，在挑梁上侧搭设平台，将篷布铺在上面，其设计时宜参与整机的抗风能力计算。

⑥造桥机应具备适当的吊运功能，满足钢筋网片吊装，缩短钢筋绑扎时间。

⑦设计图纸中须提供单件结构尺寸（长、宽、高）和重量表，为进场后安装方案提供技术资料，便于项目复核厂家安装方案。

⑧设计图纸中须提供供电系统中所牵涉的设备功率表，便于安装时选择移动模架线路线径等。

⑨移动模架主梁采用对称设计，满足茨菰山1#、2#大桥移动模架掉头施工，并减少组装时间。

⑩移动模架应采用剪切型高强螺栓，螺栓等级应选用10.9级，严格按照《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-2011》。

{11}焊缝要求、模板安全要求符合《钢结构设计规范》和《模板安全技术规范》。

{12}上行式移动模架支点在梁体上，应对梁体局部受力检算。

{13}对照“国家质量监督检验检疫总局”2014年第114号文件，移动模架施工属于特种作业设备，应根据国标加装安全监控系统，依据《起重机械安全监控管理系统》（GB/T28264-2012）。

{14}出场设备提供相应资料：移动模架性能参数、设计图纸、说明书、安全使用手册、合格证、检算资料（含各个杆件应力、变形值）。

{15}根据现场实际道路转弯回转半径和道路宽度，运输车辆长度不能大于13.5m，移动模架构件长度可适当调整。

{16}提供真实业绩证明，并且有联系电话，具有可追溯性。

{17}考虑到现场地形条件不同，必须针对各个不同地形制定安装方案，方案中必须明确各个杆件重量、吊车吨位，明确投入安装人员数量、吊车台数、安装天数。

5 移动模架施工要点及常见问题解决方案

5.1 移动模架施工要点

①技术准备。

在项目总工组织下提前完成对我分部移动模架施工相关的设计图纸及文件进行学习、复核工作，提前完成专项施工方案编制、报审，编制完成施工作业指导书、交底，完成测量相关导线点布设及施工放样的坐标计算等工作。

②现场准备。

根据施工方案提前编制物资、设备供应计划，物机部根据物资、设备供应计划做好钢材、水泥、砂石料、外加剂等施工材料的运输和储备工作，对新进材料及时下达书面通知单，报试验室提前进行检验，做到所有物资、设备必须检验验收合格后方可允许使用。

③机械设备准备。

施工前应该做好吊装设备工作性能检查工作，保证吊装设备的正常运行。

④人员准备。

现场吊装、移动模架前移等作业必须配备安全人员，统一指挥，信号一致。

⑤移动模架拼装顺序。

安装临时后支架与两桥墩之间的临时拼装支架安装后主支腿、各节主梁、连接系安装中主支腿安装主梁、连接系栏杆，主梁中部爬梯、中主支腿爬梯安装四个泵站及其电气控制系统拆除中间的临时拼装支架安装工字钢吊挂走道与5吨电动葫芦安装挑梁与吊挂外肋，并将吊挂外肋合拢安装底模及其支撑，预调拱度安装腹模、翼模、吊杆装吊挂外肋横向锁定机构安装其余栏杆、爬梯、通道同时安装电气、横移液压系统，并驱动调试液压缸安装前支腿，安装导梁与梁端连接系安装导梁起吊小车适时安装端模与内模过孔前安装后走行机构与爬梯安装防雨棚。

⑥移动模架预压。

造桥机拼装完成后，在第一孔箱梁施工前要对移动模架进行预压试验。通过移动模架的预压试验消除造桥机拼装的非弹性变形，测算出施工荷载作用下的弹性变形值，为箱梁施工时模板的预拱度计算提供依据。并达到检验造桥机的强度的目的。

5.2 移动模架施工常见问题解决方案

①忽略前支腿平衡梁设置是否满足下坡坡度的要求，容易导致移动模架整体稳定性出现问题。

原因分析：对移动模架的设计、制造及施工尚没有具体的规范要求。

整改结果： 重新验算，根据设计图纸平衡梁底部距托辊销轴中心距离为30mm，绞座中心线距平衡梁纵向边缘672mm，最大可满足纵坡坡度为：30÷672×100%=4.46%，与现场实际尺寸相符，前支腿平衡梁销轴设置高度可满足纵坡2.5%的施工平衡。（图2）

②未能有效制定大下坡行走的安全措施，易引发行走工况的安全事故。

原因分析：对移动模架的结构认识不清。

整改结果：根据2.5%的纵坡计算的530t的移动模架下坡时的合力，下滑分为F=sin（2.5÷100）×530=13.226t，下坡时的摩擦力为Ff=530×0.0013=6.89t

③移动模架走行过孔时，忽视横桥向的高差，易引发局部受力不均。

原因分析：对移动模架过孔受力分析不到位。

整改结果： 移动模架纵向移动前，应对前支腿托辊，后支腿顶面进行左右对称调平，左右对称高差应不大于2mm。

6 总结

通过对移动模架在山区铁路梁体施工中的成功应用，总结了移动模架桥机设计与制造关键点的控制经验，并通过现场实施，进一步将设计与制造同施工工艺工法相结合，成体系的掌握了移动模架设计、制造、施工等的关键技术，有效规避了安全、质量事故，为后续类似工程提供科学成熟的经验。

参考文献：

[1]高速铁路轨道工程施工技术指南【铁建设（2010）241号】.

[2]钢结构设计与计算[M].机械工业出版社，2004.

[3]GB/T28264-2012，起重机械安全监控管理系统[S].

[4]黄成造等主编.移动模架设计、施工与养护技术指南.

[5]建筑工程临时用电设计与实例手册[M].中国通讯出版社，2003.

[6]JGJ82-2011，钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程[S].