劉大成
(四川公路橋梁建設(shè)集團有限公司公路隧道分公司,四川 成都 610200)
BZS32m/900t移動模架現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)探討
劉大成
(四川公路橋梁建設(shè)集團有限公司公路隧道分公司,四川 成都 610200)
本文基于 BZS32m/900t移動模架現(xiàn)澆簡支箱梁的成功經(jīng)驗,介紹其工作原理、結(jié)構(gòu)組成、拼裝預壓、箱梁施工工藝流程、模架過孔,并分析在高速鐵路應(yīng)用中的優(yōu)缺點。
移動模架;上承自行式;簡支箱梁;現(xiàn)澆施工
在鐵路建設(shè)中,部分橋梁受隧道施工工期、投資造價及地形條件等因素的影響,橋梁梁體無法采用預制架設(shè),只能選擇支架、懸臂或移動模架現(xiàn)澆等工法施工,對于跨越溝谷、江河、軟基等地段,移動模架整孔箱梁現(xiàn)澆便作為首選的施工方案。本文就成貴鐵路客運專線建設(shè)中所運用的移動模架現(xiàn)澆簡支箱梁作一介紹。
成貴鐵路為設(shè)計時速 250km/h的雙線客運專線,CGZQSG-6標正線全長33.94km,包含了47座橋梁,墩身最低2.0m,最高60.0m,移動模架現(xiàn)澆簡支箱梁共96榀。
移動模架造橋機按其主體結(jié)構(gòu)與箱梁的相對位置和過孔的方式不同,分為上行式、下行式和復合式三種。根據(jù)實際條件及設(shè)備性能,設(shè)計了 BZS32m/900t上行自行式移動模架。
2.1 作業(yè)原理
BZS32m/900t上行自行式移動模架利用橋梁端部和橋墩安裝支腿,支腿支撐主梁系統(tǒng),外模及模架吊掛在主梁系統(tǒng)上 ,形成一個可以縱向移動的橋梁梁體制造平臺,完成箱梁現(xiàn)澆施工。該模架下落脫模,橫向開啟使其能夠通過橋墩,縱向前移過孔到達下一孔位,橫向合攏再次形成施工平臺,以此循環(huán)逐孔完成現(xiàn)澆箱梁施工。
2.2 主要特點及構(gòu)成
本移動模架為雙主梁結(jié)構(gòu),相對于單主梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好,抗風能力更強,且采用兩跨式結(jié)構(gòu),過孔快捷。主要特點為:承重的主梁系統(tǒng)位于橋面上方,外模系統(tǒng)吊掛在承重主梁上,主梁系統(tǒng)通過支腿支撐在梁端或墩頂上,外模系統(tǒng)隨主梁系統(tǒng)一同縱移,縱移過孔時外模系統(tǒng)橫向開啟(或打開)以避開橋墩,主支腿可自行向前倒裝。且占用橋下凈空較小,對低矮墩具有很強的適應(yīng)性,在跨越連續(xù)梁或隧道等短距離轉(zhuǎn)場時不需拆除主梁,施工較為方便。主要由主框架、后行走機構(gòu)、后支承、主中支腿、前支腿、起吊小車、吊掛外肋、外模及底模系統(tǒng)、端模系統(tǒng)、外肋橫移機構(gòu)、吊掛外肋橫向鎖定機構(gòu)、拆裝式內(nèi)模系統(tǒng)、電氣液壓系統(tǒng)及輔助設(shè)施等部分組成。
2.2.1 主框架:主梁系統(tǒng)由并列的2組縱梁+連接梁、挑梁組成,每組縱梁由3節(jié)承重鋼箱梁(11.8m+13.1m+12m)+3節(jié)導梁(3*11m)組成,全長69.9m。
2.2.2 吊掛外肋、橫移機構(gòu)及鎖定機構(gòu):吊掛外肋共8組,吊掛安裝在主梁的挑梁上,用以支撐外模系統(tǒng),沿中部可以剖分,攜帶外模系統(tǒng)在橫移機構(gòu)的作用下可以橫向打開和合攏,最后由人工調(diào)整鎖定機構(gòu)上螺桿的長度,使其與外肋頂緊,以固定外肋的橫向位置。
2.2.3 模板系統(tǒng):主要由底模、腹模、翼模、可調(diào)支撐系及拆裝式內(nèi)模組成,外模通過可調(diào)支撐系支撐在吊掛外肋上。
2.2.4 后主支腿:由后走行機構(gòu)2個、后支承機構(gòu)2個等組成。后支承機構(gòu)的豎向支撐油缸用于重載支撐,并有機械鎖緊螺母,在澆注狀態(tài)實現(xiàn)機械支撐。
2.2.5 中主支腿:由支撐立柱、下橫聯(lián)和500噸豎向支撐油缸等組成。
2.3 主要技術(shù)參數(shù)
施工梁跨:32.7m;混凝土梁跨重:≤900t;適應(yīng)縱坡:≤2.0%;適應(yīng)曲線半徑:≥2000m;適應(yīng)最低墩高:1.65m;總電容量:約 80KW;主梁繞度比:小于L/700;模架移位速度:1.5m/min;前移過孔穩(wěn)定系數(shù):K>1.5;整機重量:約450t。
3.1 移動模架拼裝
本移動模架拼裝場地選擇于橋臺后方區(qū)間路基上,拼裝程序為:場地硬化→主梁臨時支承搭設(shè)(采用方木)→拼裝主梁及挑梁→安裝前、中、后支腿→安裝支腿液壓系統(tǒng)→安裝走行系統(tǒng)→模架主梁前行至待澆孔位→安裝吊掛外肋→安裝外膜系統(tǒng)→安裝其它附屬結(jié)構(gòu)→完善液壓電氣等并調(diào)試→檢查驗收后預壓。
3.2 移動模架預壓
預壓采用壓重物(噸袋)模擬混凝土箱梁的重量分三級(60%、100%、120%))對稱加載試驗,根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算預拱度設(shè)為5cm。
預壓完成后即對模架系統(tǒng)再次全面檢查,確認無誤按以下工序進行:
4.1 調(diào)整模板
根據(jù)設(shè)計及預壓成果調(diào)整模板位置,包括平面位置及標高。調(diào)整模板時,側(cè)模、翼模也應(yīng)隨底模一起起拱且必須是同一線型同一拱量,以使成橋后梁體曲線與設(shè)計值吻合,可通模板外側(cè)可調(diào)支承桿的調(diào)節(jié)得以實現(xiàn)。
4.2 支座安裝
支座設(shè)計為球形鋼支座,每孔箱梁為 4個,在安裝時注意根據(jù)施工設(shè)計圖對支座位移方向加以區(qū)分,錨栓孔采用專用高強無收縮灌漿料進行重力式灌漿。
4.3 鋼筋及預應(yīng)力安裝
具體流程為:安裝底、腹板鋼筋→安裝預應(yīng)力→安裝內(nèi)模系統(tǒng)→安裝頂板鋼筋。其中,預應(yīng)力的定位坐標準確與否直接影響梁體受力及預應(yīng)力壽命。因此,預應(yīng)力管道安裝須嚴格按設(shè)計坐采用鋼筋網(wǎng)片準確固定,縱向間距0.5m/道。
4.4 預埋件安裝
箱梁施工中預埋件種類較多,預埋時須保證其平面位置及標高的準確性,對于預留孔洞須采用彈簧鋼筋及“井”字筋進行加強處理。
4.5 混凝土澆注及養(yǎng)護
一般澆筑持續(xù)時間控制在6~8小時(278m3),坍落度控制在180~200mm。采用汽車輸送泵泵送入模,并按照底板與腹板倒角處→底板→腹板→翼緣板→頂板的順序從箱梁的低端向高端分層連續(xù)灌筑。在搗固時避免振動棒碰撞模板、鋼筋、預應(yīng)力管道和其他預埋件。高強度混凝土的養(yǎng)護工作尤為關(guān)鍵,采用覆蓋養(yǎng)生膜+土工布+灑水養(yǎng)護方案,效果較佳。
4.6 預應(yīng)力張拉及壓漿
張拉前應(yīng)對鋼束與錨圈口之間的摩擦及鋼束在錨下墊板喇叭口處因彎折產(chǎn)生摩擦而引起的應(yīng)力損失進行現(xiàn)場試驗,并根據(jù)試驗結(jié)果對控制應(yīng)力進行調(diào)整。預應(yīng)力張拉伸長值應(yīng)控制在規(guī)范允許內(nèi)。終張拉完畢后及時壓漿,防止鋼絞線生銹,以便預應(yīng)力筋及早與箱梁粘結(jié)成整體共同受力,減少應(yīng)力損失。
4.7 封錨
為加強后灌部分混凝土與梁體之間的連接,在澆筑封錨混凝土前,應(yīng)將兩端混凝土表面鑿毛、濕潤。
步驟1:
預應(yīng)力張拉完畢后,中、后支腿垂直支承油缸回收使模架整體下落約10cm脫模,后支腿作用在軌道上,前輔助支腿托輥與軌道接觸(此時中、后支腿垂直支承油缸仍然支承);操作泵站橫移油缸頂推外肋,外模系統(tǒng)橫移開啟。
步驟2:
拆除中支腿連接系;操作泵站使中、后支腿垂直支承油缸脫空;驅(qū)動后支腿下走行機構(gòu)使模架前移一跨;此時前、中支腿位于同一橋墩。
步驟3:
中、后支腿橫向調(diào)整、垂直支承油缸支承、鎖定;起吊小車將前輔助支腿吊掛前移一孔,并在前方墩頂就位;操作泵站使橫移油缸循環(huán)回收,外模系統(tǒng)橫向合攏就位。
通過移動模架的實踐運用,對其優(yōu)缺點進行了總結(jié):6.1優(yōu)點
主要優(yōu)點有:①移動模架施工不需要建設(shè)龐大的預制場,施工臨時用地相對較少,同時也不需要大噸位的運架梁設(shè)備,設(shè)備相對單一。②相比預制法,移動模架施工不受限于路基、涵洞、隧道的施工進度影響,可平行作業(yè);移動模架施工既適用于高墩,也適用于矮墩,且不受地形、軟基、跨江河等影響;③相比支架現(xiàn)澆可最大程度減少不均勻變形或沉降,從而保證了梁體的線型及頂面標高。④移動模架施工安拆方便,初始拼裝預壓后可用于全橋,同時跨越連續(xù)梁施工方便(不需拆除主梁)。
6.2 缺點
主要缺點有:①移動模架僅適用于橋型一樣的箱梁,即梁體高度及寬度必須一致,且只能順同一方向逐孔施工,施工進度相對較慢,持續(xù)工期較長。②施工時一次性投入的施工設(shè)備費用相對較高;③移動模架施工具有野外、高空、流動的特點,設(shè)備進場對便道及拼裝場地要求較高,施工過程安全質(zhì)量控制任務(wù)艱巨。④橋與橋之間轉(zhuǎn)場時間較長、費用較高。
橋梁施工工法多種多樣,選擇何種施工工法需因地制宜、綜合考慮,合理設(shè)計、科學施工才能確保安全,取得成功,獲得效益。通過成貴鐵路客運專線南廣河特大橋等采用的BZS32m/900t上行自行式移動模架,成功地完成了所有24m和32m簡支箱梁,對以后類似工程設(shè)計及運用移動模架積累了更多寶貴的經(jīng)驗。
TU75
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1007-6344(2015)08-0276-01