造桥机施工方案.docx

景婺黄（常）高速公路A2标上溪头特大桥DZQB40/1000型移动模架造桥机施工方案中国路桥集团总公司二五年三月一、概述移动模架造桥机可以分为上行式和下行式两大类。上行式造桥机支撑托架在墩顶安装，墩顶需要设置预埋件，墩顶部分的箱梁要留支撑托架孔洞，待施工完毕后再补制完成，外模模板需要向下向外翻转，对施工桥梁的净高和桥梁两侧的净空有较高的要求，在造桥机纵移到位后，外模合拢的工作量较大。但上行式造桥机具有自重轻、不需横向开合的优点。下行式造桥机支撑托架一般利用墩身和承台进行安装，当桥墩不太高，可以支撑于承台上时，只需利用高强精轧螺纹钢筋将支撑托架对拉在桥墩上即可，不需要任何预埋件，当桥墩较高时，支撑托架仅安装在桥墩上时，墩身设置预埋件。下行式造桥机外模模板随主梁一同横向和纵向移动，对桥梁两侧净空尺寸要求较低。造桥机模板的开合较上行式简单，由于整机高度较低，其稳定性较优。景婺黄（常）A2标上溪头特大桥为双线并制，模板开启的空间很小，因此，该桥施工比较适宜选用下行式移动模架造桥机。由于景婺黄（常）A2 标位于760m曲线半径上，且桥墩高度在40m以上，移动模架的支撑托架只能在桥墩上安装，为便于施工，支撑托架要求能够自行向前倒装，给移动模架的设计带来一定的难度。二、DZQB40/1000型移动模架造桥机结构组成DZQB40/1000型移动模架造桥机为针对景婺黄（常）A2标上溪头特大桥施工而设计，为下行式结构，能够自行倒装支撑托架。主要由主框架总成、外模系统、前主支腿、后主支腿、前辅助支腿、中辅助支腿后辅助支腿、电气液压系统及辅助设施等部分组成。主框架总成主框架部分由并列的2组纵梁组成，主要承托底模桁架、模板系统等设备重量及钢筋、混凝土等结构材料重量。每组纵梁由4节承重钢箱梁+3节桁架导梁组成，全长约84.5m。相邻两组纵梁之间中心距为8.8米。钢箱梁长1213米，高3米，翼缘板宽1.61.72米，腹板中心距1.5米。钢箱梁接头采用螺栓节点板联结。桁架导梁为矩形桁架结构，接头为销轴连接。桁架导梁与箱梁之间的联结形式为：一侧上下弦设置一组竖直销轴，另一侧上下弦设置可调撑杆，使得桁架导梁整体可以绕竖直销轴转动，以适应桥梁水平曲线。底模桁架及外模系统底模桁架及外模系统由底模桁架、底模、腹模、翼模、可调支撑系，底模通过螺旋千斤顶支撑在底模桁架上，底模桁架从中部剖分，每侧均与主梁相联。腹模、翼模通过可调支撑系支撑在承重钢箱梁上。模板由面板及骨架组焊而成，其面板厚为：6mm；每块模板在横向和纵向都有螺栓连接。翼模及腹模可以整体旋转开启一定角度，使其与混凝土箱梁腹板分离后随底模及主框架一起下落和横向开启。墩柱处的底模现场应使用散模并固定牢靠。外模板应起拱，起拱度的设置应按造桥机主梁承受的由实际混凝土荷载（包括钢筋）+内模自重产生的曲线特征值进行，以使成桥后桥梁曲线与设计值吻合。模架就位后，应调整底模标高（侧模、翼模也应随底模一起起拱且必须是同一线型同一拱量），使其与所提供（或修正后）的预拱曲线特征值吻合。而可调支撑系是用来支撑模板和调节模板，把模板承受的力通过底模桁架传给主框架结构。腹模按箱梁腹板最低高度设计，可以从中间分离并夹充部分模板，以适应箱梁腹板高度变化的需要。夹充之模板采用木模包铁皮，在现场根据箱梁变化情况制造。主支腿主支腿设置两套，由支撑托架和移位台车两大部分组成。移位台车由托盘、纵移滑道及吊挂装置、支撑油缸、纵移油缸、横移油缸等部分组成。移位台车在横移油缸的推拉作用下在支撑托架的横梁上横向移动。横移油缸的缸端与支撑装置销接，杆端利用插销与支撑托架的横梁连接，支撑托架横梁上等距设置若干插孔，以倒换插销位置的方式实现主梁在托架上移动3400mm。纵移滑道与主梁腹板和导梁下弦杆相对，纵移支座上设有减摩材料，以减少造桥机纵移过孔的摩擦阻力。主梁下盖板和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耳板。纵移油缸缸端固定在纵移支座上，杆端利用插销与纵移顶推耳板连接，纵移油缸每次可以将造桥机向前推进1m，利用倒换插销的方式实现造桥机的推进过孔作业。移位台车设置倒挂辊轮，可以吊挂主支腿自行过孔。主支腿过孔利用纵移油缸实现。支撑托架是造桥机的支撑基础，共设2套，每套支撑托架由相同的左右两部分组成，为三角形框架结构，下部设置剪力键，与桥墩中的预埋件相配合以承受垂向力。支撑托架的左右两部分利用AJL1080高强精轧螺纹钢（32）对拉与桥墩固结成一个整体。每根高强精轧螺纹钢需施加5t的预紧力，预紧采用两台YCW60B-200型千斤顶（需配BZ系列泵站）进行张拉预紧，张拉时应在顺桥方向两侧同步进行。前辅助支腿 前辅助支腿设置在导梁前端并与导梁连接为一个整体，为桁架结构。前辅助支腿可以从中间剖分，以适应移动模架横向开启过孔作业的需要。前辅助支腿设置2台手动千斤顶，可以调整支腿的高度，以适应导梁上墩和主支腿前移安装的需要。中辅助支腿中辅助支腿由左右两半组成，分别和左右两主梁外侧栓接。中辅助支腿可以支撑在桥面上，起到悬吊主框架的作用，以实现主支腿的自行过孔。后辅助支腿后辅助支腿有三个作用，其一，浇注混凝土梁作业时作为主框架后端的吊挂，移动模架均是如此；其二，吊挂主框架，实现后主支腿自行过孔，吊跨并实现主框架横向开启；其三，吊挂主框架后端并在桥面上行走，实现移动模架的过孔作业。后辅助支腿由L形腿、滑动横梁、横移油缸和支腿等部分组成。支腿下部设走形轮系，在铺设于桥面的轨道上走行（走行轨道为P60轨），在浇注状态则使轮组脱空，使承力装置支撑桥面。电气液压系统电气系统采用380V三相四线制交流供电，零线与机体连接，电源进线电缆容量不得小于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，用于向振捣设备和照明系统供电；另一路给主梁后端液压电气柜供电；第三路给主梁前端液压电气柜供电。电缆两端采用多芯接插件，在柜屏上布置互联电缆接线端，便于拆接、检修和应急处理。各液压站电气系统采用变压器和整流电路，为控制回路提供24V直流电源。整机设置相应的照明系统，满足夜间施工作业要求。液压系统均设置与各支腿处，完成移动模架的升降、横向开启、纵移过孔和主支腿移位。辅助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，主梁内侧的走道和操作平台以方便模架的开启与闭合，外侧的走道和操作平台方便模板撑杆的调整。另外还有几处爬梯以方便操作人员的上下。作业流程作业原理移动模架造桥机利用墩身安装主支腿，主支腿支撑主框架，外模及模架安装在主框架上，形成一个可以纵向移动的桥梁制造平台，完成桥梁的施工。移动模架横向分离，使其能够通过桥墩，纵向前移过孔到达下一施工位，横向合拢再次形成施工平台，完成下一孔施工。作业流程移动模架造桥机在施工位拼组完成，调整模板到位，包括横向位置和线形控制的调整。绑扎底板和腹板的钢筋，安装内模，绑扎顶板钢筋。浇铸混凝土，养生、张拉，完成一孔桥梁的施工。中辅助支腿在桥面上支撑（前辅助支腿已在墩顶支撑，后辅助支腿已在桥面支撑且后吊挂不解除）：具体操作方法为在中辅助支腿下支垫垫块，尽可能将支腿与桥面间填充完全。前后主支腿承重油缸点动上升，旋下锁紧螺母，油缸全部回落。主框架转变为前辅助支腿支撑、中辅助支腿和后辅助支腿吊挂的状态。拆除前、后主支腿的对拉精轧螺纹钢筋，前后主支腿转化为了在主框架上的吊挂状态。前、后主支腿在横移油缸作用下向外移动350mm，使剪力键从墩身预埋件中脱离出来。此时可以在墩身预埋件处补抹混凝土。前、后主支腿在纵移油缸的作用下分别前行40m到达前方墩（油缸行程为1000mm，需反复作用将支腿前移到前方墩），经精确调整位置后，在横移油缸作用下向墩身横移约350mm，将剪力键安装至墩身预埋件中。穿横向对拉精轧螺纹钢筋并张拉，主支腿自行移位完成。顶升前、后主支腿承重油缸，使前、中辅助支腿卸载，撤除中辅助支腿与桥面间的垫块，收缩前辅助支腿手动千斤顶。此时，主框架转变为前主支腿支撑导梁前端、后主支腿支撑主梁中部、后辅助支腿吊挂主梁后端。解除后辅助支腿上与主梁的吊挂装置，调节外侧模上的可调撑杆使外侧模旋转一定角度与混凝土梁脱离，后辅助支腿、后主支腿、前主支腿的油缸回收使移动模架主梁底部的轨道落放在支撑滑道上。解除底模桁架、底模、前辅助支腿中部的连接螺栓，主框架在前后主支腿和后辅助支腿横移油缸作用下横向开启3400mm，主框架达到过孔状态。主框架在后主支腿纵移油缸推进下完成过孔作业。在曲线上过孔时，应利用后辅助支推横移油缸随时进行横向位置调整。主框架在主支腿横移油缸作用下，分次横向向内移动3400mm。连接模板、模架的横向连接。前、后主支腿支撑油缸顶升，主框架达到规定标高，后辅助支腿悬吊主梁尾端，模架就位，调整模板，完成下一孔的作业。主要技术参数序号项 目技术规格及特性1设备型号DZQB40/1000移动模架造桥机（自定义）2施工使用工法逐跨整孔原位现浇3总体方案桥面下支撑，两根纵向主梁支撑模板系统4适用桥跨跨度40m，梁重小于20t/m的连续预应力混凝土箱梁 5适应纵横变化适应桥面纵坡3.0，横坡4.06适应曲线半径750m7环境风压要求移位时最大允许风压150N/ m2浇注时最大允许风压800 N/ m2（否则锚固）8自动化方式竖向顶落用大吨位分离式千斤顶实现纵向移位用液压油缸完成模架横向开、合采用液压油缸完成支腿自动前行倒装9整机使用总功率约95 kW10动力条件4AC、380V、50Hz11液压系统压力 32MPa，63MPa12移位速度01.0m/min13主梁挠度小于L/500 14过孔稳定系数K1.516运输条件最大单件重小于23t， 最大单件尺寸小于13 m3 m1.72 m，满足铁路、公路运输限界17安全措施保证操作者及设备本身的安全措施齐全18单台总重量430t（不含支座处散模、端模及内模）19设计施工周期12天/跨主要技术特点DZQB40/1000型移动模架造桥机采用下行式结构，利用桥墩安装支撑托架，具有良好的稳定性。支腿设置剪力键，受力体系明确，采用精轧高强螺纹钢筋对拉连接，安装方便，较大的方便施工。造桥机升降、横向开合、纵移过孔均采用液压控制，动作平稳、安全可靠，且极大的降低了劳动强度，同时增加了施工效率。各支腿能够自行过孔就位安装，不仅方便了高桥高墩的施工，也极大的降低了施工成本。支腿设置横向移位油缸，便于调整主框架位置，便于曲线过孔作业。侧模高度可调，适用变腹板桥梁施工。三、关键技术说明DZQB40/1000型移动模架由于要适应760m曲线和近50m高墩施工，给设计带来难度，必需注入新的技术。关于760m曲线适应760m曲线相对较容易，只需将支撑托架（主支腿横梁）加长即可，即要保证主框架横向开启后的内部净宽度即可。其关键是使主支腿受了恶化，但通过准确的计算，适当增加主支腿上部对拉精轧螺纹钢筋的数量即可满足。曲线过孔均有一定的难度，但无论曲线半径大小，其作业原理和作业方法都是一样的：前行横向调整。即主框架在纵移油缸作用下前行一定距离，再利用支腿上的横移油缸进行横向位置调整，主框架到合理位置后再继续前行，如此反复作业，完成过孔。针对760m曲线半径，过孔作业仅仅只是增加横向调整的位移量和横向调整次数。关于47m高墩墩身的增高，支腿已不太可能采用汽车吊进行吊装，加之本标段位于山区，使支腿借助外界起重设备倒装难度进一步加大，使支腿自行倒装成为首选方案。支腿自行倒装需要注入一定的新技术：一是支腿要吊挂走行、导梁前段需增加前辅助支腿、增加中辅助支腿、后辅助支腿需要在桥面走行。前辅助支腿是为了支撑导梁，便于支腿安装。中辅助支腿的功能是为了吊挂主梁前段。由于中后辅助支腿与主箱梁腹板相联，使主箱梁在承受自重及模板、模架引起的弯矩的同时，还要承受一定的扭转荷载。这种受力状况的箱型结构，在移动模架主梁本身就是如此，移动模架在浇注混凝土是即为此工况。由于目前已普遍采用ANSYS和SAP系列结构程序进行设计，加之有这方面的丰富经验，足以保证此部分的安全可靠。