大吨位移动模架造桥机在客运专线中的应用.doc

大吨位移动模架造桥机在客运专线中的应用
大吨位移动模架造桥机在客运专线中的应用0LL3r|9nX9w@U

?O2e+|:S3?T0p 邱志峪
n7w'j*z8a`_ （中国中铁四局六公司武广II标，长沙 410116）
?fQ�ue4@ 一、移动模架现浇施工工艺
:kj"W#Gnpoj 1 工程概况
,|$[/T#E,X#\i 四局武广II标三项目队管段里程：DK1570+900～DK1592+585，位于长沙市、湘潭市境内，其中桥梁17座，全长8012.27m，包含 226孔32m、5孔24m简支箱梁；隧道9座，全长3565m，由于运梁车受隧道断面制约无法通过隧道，因此该管段内桥梁梁体无法采用集中预制、架设， 只能采用现浇法施工。8n"t Kb L-d(D0d$f-a
2 移动模架造桥机的选择5j#w'gu2dg3N#r ni
移动模架造桥机的主要优缺点如表1：
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_a&WnHG 表1 移动模架主要优缺点对比表
Y~[
B3Sj6X3{6` 序号        优点        缺点UR,S2D�p+j3\
1        机械化程度高，劳动力投入少        造价高，投入资金大，出现机械故障后容易窝工
r*LJBz
C9O 2        原位制梁，临时用地占用少        转场费用高，拼装周期长T'mF#Ob
3        移动模架可自行过孔，跨越深沟、河流等复杂地形，不受桥下地质条件的限制        下承式移动模架无法施工桥墩墩高小于3.5m的箱梁；上承式移动模架受空中管线影响大，梁体砼输送困难。
3x@�J@/o?
;E{$U�^2Rx7\ 根据对移动模架主要优缺点的分析，结合管段内桥梁本身的设计特点，桥址处地形、地质条件，以及工期和成本的综合分析，17座桥梁中有6座，共60片箱梁， 采用了3台HDZX32/900型移动模架造桥机进行施工，同时由于6座桥梁中存在32m、24m（与32m等高）两种梁型，移动模架造桥机在设计时考虑 了32m转换为24m的功能。&\2Ik E@
U
3 工作原理
+]v�q(m5|%hx)J3j HDZX32/900型移动模架造桥机为下承式，采用桥面下支承，外模系统支撑在两组钢箱梁（主梁）上，主梁通过支腿支撑在承台上，并利用高强度精轧螺纹 钢筋将支腿对拉在桥墩上。外模模板随主梁一同横向开启以避开桥墩。支腿可自行向前倒装或利用辅助吊机倒装。外模系统随主梁系统一同纵移等功能，实现对箱梁 的原位现浇、逐孔成桥的工作原理。7R5`+ROQ�Ey%y
4 主要技术参数,W,nT"DZ.F2G
R
HDZX32/900移动模架造桥机主要技术性能参数，见表2：q ^
xf'm*d
表2 HDZX32/900移动模架造桥机主要技术性能参数
sp/k%f_ B.NU:K|         项目        性能参数 }zM-r*r�Q
整
,B GS.AGa)b+z(k 机

WRE%M"o,L.N`'W 主
%am Z2Zs 要q2q9Ci;zN
性(qGv;~|'fXFUtP
能
*K/Gm
pnsIr;Q!U%g6R 参5n)a;?)W4j2LS k"g
数        结构形式        液压内模，按实际桥墩高度考虑
u0ck;p1mKZmYg         环境温度        -20℃ ～ +50℃u.d cH-~t
        施工方法        设计原位现浇，自动逐跨向前施工
Ypmq:a{-hY         适用范围        同时满足客专线铁路32m、24m两种跨度工
9?J1Kn7M
a,T         一次浇筑PC箱梁的最大重量        900t#t2Rq?\Vz%v^%t
        现浇PC箱梁最小弯曲半径        2000m4Hp8_cG5xF
        允许现浇PC箱梁纵向最大坡度        ≤3%
h1U.t�qT)q.E         适应墩高        ≥3.5m)n'o4r(`�FV F"]
        驱动方式        电液控制驱动方式
-ZZOg+@f'WO         整机功率        60kW
k HK8U+`0G_
D[7b         模板设计周转次数        >50次
5G|*u$n9dOm         模架移动速度        约0.5m/min
zW9\ g$ur         模架过孔方式        自带动力走行
!{d/U2|$Kl'\         模架使用寿命        ≥6年（不含模板）@x3s:u-Ld/D#w
        支腿最大反力        350t G'e2m
rJ/Y'|
y5O
        整机总重量        约510t
Q P0f7A*y;p N         整机外形尺寸：        69.5m（长）×24.5m（宽）×27m（高）5l/A;?"A YC�rw.j5jd
浇筑,m$U%w:]K8nb
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状态        允许风速        6级
i}i"_q` s:nuu         挠跨比        主梁系统：≤1/700
#D%y$D8^+Y.W                 模板系统：≤1/600
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Pu&HI\|+^
B         设计浇筑时风压        ≤500N/m²_^b'D/g9Q
移位
5Ef\[#\v+pQ 状态        允许最大风速        6级?'q2OuJ6m9vl
        整机抗倾覆稳定系数        1.5（在最不利荷载组合工况下）^sqAHTQ-{
        设计移位时风压        ≤150 N/m2.FIj8fG+Ou�J#^;I1F
非工作
^-B^
qF,B%u&Q1m 状态        允许最大风速        12级
N?
K&y `3I(g 5 移动模架主要结构3e[
XW"n$}mm8MV
本移动模架在结构上可以分为主梁及导梁总装、支腿总装、纵横移小车总装、后辅助横梁总装、中辅助横梁总装、前辅助横梁总装、内模系统、外模系统、走台护栏爬梯及液压和电气系统等几部分，构成一个完整的承载结构体系，见图一。图一  移动模架结构总装
(p5H:X2p,M9Q&s8w 6 施工工艺流程D6z7|9D"o0m*hx
w图二 移动模架拼装顺序@e8q&yQ�N_,P
 YB图三 施工工艺流程
ALu~j{4T^vH`
Q6b
s&W'k^!GT t1C 7 移动模架过孔步骤
oPe/S-u6o
[ 步骤1![)g`a ~3tXR-d;p
*r:oj5B!F'C3g 1.原位合模、主千斤顶顶升到位，调整预拱度；
$@m'C4ng_JB/g*ZU'h 2.绑扎底板钢筋、立内模、绑扎顶板钢筋、安装预应力管道；
.I n
T*W6_Q$E| s.W 3.对称浇注箱梁混凝土；
w2m3KL5z-G,pUX 4.箱梁混凝土养生,等强。
$l.I!R#Zg�q 步骤2
XOj0Q@(fm1c+C
l,MjL&cc5p7fm-N-BvM 1.箱梁混凝土达到80％后，拆除端模，松开内模，进行初张拉；

vaF.`MveL&sT RX? 2.解除主千斤顶机械支承和前门架支承，主千斤顶及前门架支承油顶回收，落（脱）模20cm；1g
3.联结中、后门架与主梁，解开托架锚固精扎螺纹钢筋，前、中、后门架提起主框架。
p{~ z5h6E)[` I]ge+g$e
步骤3
L,d \9a;U{"X)`
k$f9DK 1.前、后托架横向打开约30cm；1uO*Zh.t ~
2.前、后门架、立柱及台车同时前移一孔，并安装就位；2b'GED+D
o~"G
3.前、中、后门架落降，解开中门架与主梁连接，主框架由前、后托架及后门架支承。
&hE+gsE F
(_j:^k�Z 步骤4/e'GE(^ZyjU p_:Ww2K4?x 1.打开横梁及前门架中间连接；
0BjXhT[ [T�c 2.主框架及外模侧向平开430cm；
[L7{G&[R)uN@!X 3.主框架前移过孔。*D#j `b[d
步骤5md"L1?5k
1.模架前移到位；
8QA/M]].L 2.后门架落降，主框架由前后托架支承；6uQ/c 3.合模，进行下一跨箱梁预制施工。4L|`1a�P2m
8l Ygk1{6h^
二、移动模架施工周期：
M;M7V*?$@$[ 每孔梁的施工周期见下表：am1|%k+u5J'd h|5`:f
表3  每孔梁的施工周期表
I4oX0t4R)~z.R
M OE u3^
Q8A7Y 三、移动模架施工中安全控制： hRot+?%@A
移动模架有其显著的机械化作业、专业性强的特点，在现场作业人员上岗前，必须经过严格的培训。在施工过程中要对各道工序严格加以控制，我们武广II标移动 模架现浇施工选用了专业的作业班组，作业前组织了多次专业培训。对各专业班组不仅进行了明确的分工，而且制定了详细的控制程序，责任分解到人，确保每一道 工序都有责任人控制，具体控制内容详见附表。Z7YWzg)v"Km7L
四、移动模架施工中质量控制：
:rB Nisb"D 在移动模架施工中我们组织严密完善的职能管理机构，按照质量保证体系正常运转的要求，依据分工负责，相互协调的管理原则，层层落实职能、责任、风险和利益，保证在整个工程施工生产的过程中，质量保证体系的正常运作和发挥保障作用。@L#{Wamc4J
在移动模架施工中，我们对移动模架进行了认真的预压，按设计荷载的50%、75%、100%、120%加载，精密测定各级荷载下移动模架的变形量，并推算出移动模架的塑性变形和弹性变形。在施工中对模板设置反拱，确保了梁体的线型及成梁标高。$kOYd,KQ0C;~
五、移动模架经济性分析：:zu�J9b$T@8T&w4Z'm
由于管段内设计梁体现浇方案有满堂支架、膺架、与移动模架原位制梁方案，下面就上述方案按设备周转50次进行经济性比较。e(T_:n,~*p_
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表3   按设备周转50次所需投入的资金进行比对：
v3f_Ut!S(t/Ij 序号        施工方案        周转速度(天/片)        模板需求套数        模板资金需求0|'[8zFj
dV@
（万元）        基础资金需求w'Ri/y6rAHT�?
（万元）        合计需求资金CY;W+l0qV.e
（万元）        残值cMoG*}}
(万元)        备注
7y;n}5i3aF^!y#Sr 1        满堂支架        20        2        300        200        500        120        ;z `&bC4O$B
2        膺架方案

O?)eiG7bO （扩大基础）        13        1.3        195        292        487        78       
a ? Q8g1W XRm'GLk 3        膺架方案p_(r7sS
]
（孔桩）        13        1.3        195        410        605        78       
x?nAgwp~
4        移动模架        15        1                        450        270       
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l v�\,G2X2T 从上表对照可以看出移动模架制梁有其非常明显的经济优势。上表未计机械使用费及人工费，根据现场测算，采用支架施工每片梁摊销27.1万元左右，若采用移动模架则每片梁摊销21.0万元左右。故移动模架在现浇梁施工有强大的经济性。
Xl!Cu'z 六、使用过程中存在的问题及建议：0N|"jB7Yi
h V�b
1.移动模架选型：
GR!^"O't3~g 建议墩高在5m以内的低墩优先选用上承式移动模架。
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l9z 下承式移动模架虽然有其自重量较低、结构简单、受力明确等优点，但当墩高小于5m时，模架支腿需要用吊机转跨。若在桥梁两侧修便道则造价太高，此时下承式 移动模架其适应性不强。另一方面，由于下承式移动模架在过孔时两侧模、底模需打开，该工序会影响桥梁两侧便道车辆通行，故建议下承式移动模架其选用范围墩 高应在10m以上。
6Z�F t&T)I'v C&j 2.移动模架与连续梁之间的问题：
!y L8xC)M 移动模架设计时还应认真考虑过连续梁的问题。影响移动模架的因素有两点，第一，连续梁的墩身较普通简支梁墩身尺寸要大一些，有些还是变坡墩身，对于下承式 移动模架，此点影响特别大；第二，由于张拉空间问题，一般只有连续梁施工完之后，才能施工连续梁两侧相邻跨的简支梁（铁专院有特殊设计）。?l|~gW(D;n8AG K
连续梁一般为控制工期的工程，若采用单纯的移动模架，连续梁相邻跨的简支梁施工将极为麻烦。若是此问题能够顺利解决，移动模架过连续梁时建议移动模架从连 续梁梁面行走，需改装增加一套辅助横梁及纵移轨道。后辅助横梁纵移机构用于整机过连续梁时用，通过千斤顶依次顶推后辅助横梁，使得后辅助横梁带动整机同步 纵移，其原理为：在桥面上铺设纵移轨道，纵移轮箱放置在轨道上，后辅助横梁与纵移轮箱通过伸缩筒及销轴连成一体，千斤顶一端固定在纵移轨道上，一端固定在 纵移轮箱上，千斤顶的依次伸缩带动后辅助横梁及整机纵移，通过连续梁，详见图四。;v/{)J�Q1M/p

B,d"BLC O4~J~ 图四    移动模架过连续梁走行装置YM4f8s|�HK@V(JY
3.移动模架对大中桥的适应性问题:L/`,P
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移动模架结构庞大，转场极为麻烦，根据几个移动模架使用的情况来看，一般转场一次约需时间45d左右，需耗费资金40万左右，而且还受道路通行条件的影 响。对于一般的大、中、小桥，其经济性较差，当跨河或地质情况较差等无法采用支架现浇必须采用移动模架施工时方可考虑，一般在道路通行条件较好的10跨以 上的桥梁优先采用移动模架施工。
6o\bd:U~(r 4.移动模架设计应注意的事项：
$xOT3OY-C%l (1)移动模架在出厂前应在厂内组拼，标注现场安装顺序，并按顺序发车。.P
q O"| b$sQj6qKr#b@
(2)内模在变截面处现场采用脱模小车脱模，该处设计不合理。因梁内空腔梁端部位尺寸较小，变截面位于大小断面的连接，尺寸较为复杂，施工中极易变形，该处应予以改进。建议后续设计时改成小截面的钢模，采取人工拆装，会更利于现场施工。IH!y8S#pb0O.\4A
(3)液压系统设计不科学，国产的液压系统漏油现象严重，建议改成机械螺杆式的系统。!H4`_ }&N"Ma.i5t
(4)移动模架的支腿设计要考虑承台宽度，现场承台襟边宽度众多，需要技术上认真清理。对于小襟边尺寸的承台，必要时要承台施工时要在承台上预埋牛腿。@&kitT hi@
(5)关键受力部位要严格控制出厂质量，主要部位有：后辅助支腿的滑道板与竖板处，主梁挂耳处，关键部位必须进行超声波焊缝探伤检验。
*]4o K|7d{3s9g1nE Vy (6)设备行走装置要设置精确的限位措施，确保设备行车轨道的平顺及设备的平稳运行。
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FGy7A/a*\q2o (7)移动模架的横向打开装置，各厂家均设计不同。有的厂家设计为滑动打开，但有的厂家在此处设计了滑动轮，此设计极大方便了现场使用，建议后续移动模架的打开装置均设计成滚动装置。 {4ej-DXt
七、部分施工照片：
9rHrAy 0I2UT)Uc Q)R
移动模架拼装                              移动模架全景 a#\P
G-\f.A.w*aaF

-s jV2V}Nf 顶板钢筋绑扎底                              波纹管安装Z}7S(w8Jg#N

A1h%sEy'Z5l 梁体浇筑前认真检查                           梁内砼浇筑 r7m@!_!C0i8qo
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顶面砼浇筑                           移动模架过孔h4Rw[cM o

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EKLoOd\ 'b+e.n M*rO/{
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m-c)jO/u-g
e6a3BRy%K5`U5L 移动模架拆模后效果                 移动模架转场拆除
#J$b0|xyX_]:g :n8H4v:X
Mg'S2O
八、 结语
"j[ g0yE\ 移动模架在高速铁路箱梁浇筑中开始应用，主要用在受场地或条件影响箱梁无法集中预制的桥位，三项目队现已经利用移动模架现浇48孔32m箱梁，最快制梁速 度为15d/片。其特点是施工空间相对独立、对施工现场影响小、较为环保、安全及质量控制均较为简单，但转场较为繁琐，往往由于桥梁长度短，无法连续施 工，频繁转场。转场一次，从拆除到拼装约需45d左右，需投入资金40万左右，导致移动模架制梁相对造价也较高。今后移动模架应在施工中不断改进，以便更 好的满足未来高速铁路桥梁施工。
jGD+a!c,a $w,XW]7UU

_P%cX)]4@,h$\)X
l4h/j9GS 附表1   移动模架结构检查表
t)s+_#AR4Ub
检查部位        检查项目        检查结论        检查人
.d+nC?siAj                         +_(q'|It1?,U8w
支腿        支腿轴心是否顺直，连接可靠        　        　
~&[)uj5frfA%S A         支腿节间对拉精轧螺纹钢与墩身固定情况        　        　{!c,ji `i
        支腿节间对拉精轧螺纹钢是否存在横向受剪情况        　        　
'DkgRf?�r         支腿与主梁的顶紧情况        　        　
1l@4Y8l!I[8U 主梁        主梁节段间高强螺栓施拧检查        　        　
7A5Y3i(vQlc1H K         主梁节段间有无变形及错台检查，配重块在主梁开合过程的稳定        　        　
HCK7]
P&]Y&L.T$xP 前导梁        前导梁与钢箱梁连接的高强螺栓施拧检查        　        　
-x1N#[!w |^|,L         前导梁各构件间的焊缝情况检查        　        　#V s/Lj%_.b(EX3z
        前导梁之间联系结构与前导梁的焊缝检查        　        　
b3y�hwT 后导梁        后导梁与钢箱梁连接的高强螺栓施拧检查        　        　
t B,X7V#y*|Q7i         后导梁各构件间的焊缝检查        　        　wk+N$MUZ
b/S2L
        承重千斤顶情况检查        　        　4abaH.e%R2kh
纵向牵引系统        中辅助横梁总装检查        　        　
2Kpy e P \         手动千斤顶情况检查        　        　
3K d[1dx-_$bJ~         承重千斤顶情况检查        　        　LOA
C)b1I1s$fQ
        纵移千斤顶同步情况检查        　        　
n0f+S7x�pF@9E         后辅助支腿总装检查        　        　%yaH�K
?o&iy
内模系统        内模小车轨道间距，偏位及稳固情况        　        　~Q}N![/^
        内模错台及平整度检查，内模支架系统        　        　
.f*n
YN-?
q0Zd         内模液压千斤顶及泵站检查        　        　
k0Io3b^ t6~5`0N)A 外模系统        外模预拱度检查        　        　
%O(yQ(ytg.Vg         外模错台及平整度情况检查        　        　u+JK;n?E
        外模螺栓连接情况检查，外模与主梁的支撑系统检查        　        　:a2f'tcl/IE
底模系统        底模预拱度检查，横向底模架连接的高强螺栓施拧检查(与主梁、自身)        　        　B?ZlJD
        底模错台情况检查        　        　,Rt{0s&w+@b b
Y
        底模连接螺栓情况检查        　        　
?(]{ O4@Kc3_p/m$s 液压支撑系统        油泵、油顶、油阀情况检查        　        　(e`f2uk
?0Z
        千斤顶位置及自锁情况检查        　        　
b)Vu_#H
|Dv         电力线路检查        　        　
hX4_D%M/L#_         液压油更换及使用情况检查        　        　
0n&g6D`+A}KV7M         千斤顶压力调定情况检查        　        　T"k2l3z.Z7f`3CU
        液压系统高压软管及接头顺直情况        　        　
fu-Q!W�o 横向调节装置        千斤顶情况检查        　        　
0uW3iL(G0w/[         横向调节装置检查        　        　
n%L/D
{\U T_ 平台及走道        平台和爬梯是否牢固，有无变形检查        　        　
1ydmH f#l!V         安全网等防护设施是否齐全        　        　
"T? l1H;WY(w         安全设置是否牢固        　        　
8`[~"x I5Ji4\.] 电气系统        电气接零系统检查        　        　(TC
{!Z$C
        电气过载保护系统检查，短路漏电装置检查        　        　
BaF�yN�H�uk?!Dn         电气电压情况检查        　        　Nn.` nt8CH7a
        电铃的可使用情况检查        　        　
"S_\ghAr 环境        针对风力情况的结构加固情况        　        　

m@ u}K&\ 附表2 移动模架现浇箱梁浇注前验收表
Ho7m;g4v:a$]Y
工程名称        　"i\6]]A�BP:e5wO;R
施工单位        　        项目技术负责人        　N4i"Rf-c
序号        检查 eK] } Pc:@
项目        检查内容与要求        检查结论        检查人@^Pu;a)gAD
一        结构检查验收        移动模架是否按照设计要求进行安装           （具体检查内容见附件）        　        模架队负责人
%ASj9M Z {W,K                                
|N*BU3vSY 二        一般项目检查        梁体预埋件检查        　        　
u#O Bx&x1E8P*vY                 支座检查        　        　
G"yR#m�aH                 钢筋检查        　        　${(K8i$s7Kf
                锚垫板、波纹管定位检查        　        　
z8F,{ H|ZLxl                 预压后梁底反拱设置        　        　
Y)AQ*i8[*^ @3m_                 测量放线复核、数据合理        　        　
1X\`/NO@Z                 受力分析及各项设计计算数据（支撑、模板）        　        　
1t,l y%I.wH1o y;? 三        混凝土材料及机具检查验收        原材料是否合格及报验        　        　
9_%}8IN1Ut                 原材料数量是否满足制梁要求        　        　
/~Q'b)\l1fE                 捣固设备是否满足施工要求        　        　+[ih2us7r`s
                搅拌设备是否满足施工需要（有无备用）        　        　4P
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                泵车是否能满足施工需要（数量、状况、备用）        　        　
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XWCd6m                 罐车是否能满足施工需要（数量、状况、备用）        　        　
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G 四        用电    情况        搅拌站电源是否满足施工需要（是否有备用）        　        　
X JM1A&H                 现场电源情况是否满足施工需要（是否有备用）        　        　
P_f!Kzd'zk6t 五        路况        路况能否满足施工需要        　        　xm T1f(hy
六        作业    环境        高支模施工现场应搭设工作梯        　        　
3`#?1q/F3K                 高支模高空临边有足够操作平台和安全防护        　        　
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h i bm H U"o 七        其他        是否对施工人员进行安全培训        　        　bw�[+SN8o�AY
                是否对施工人员进行施工交底        　        　#})l*mmI%N
                施工应急预案是否完备        　        　6iPygl qt$j
  验收结论：
SG*S$Id"Hh1e O
m 　"L-eLt"v

&k5AtOV+sg2G 检查人员签字:
;T3xb4RIY;p3Aj 　[7Ln,rh*o(w'IMX
项目分队长意见及签字：        　        年  月  日