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摘 要 :本文结合武广客运专线桥梁采用移动模架施工实践,介绍了自制移动模架造桥机的原理和构造,以及利用该造桥机现浇32m预应力混凝土箱梁的施工方法.

关 键 词 :移动模架 造桥机 构造 施工方法

1.工程概况

武广客运专线是北京-武汉-广州-深圳快速客运通道的重要组成部部分,它北起武汉新火车站,途经湖北咸宁,湖南岳阳、长沙、株洲、衡阳、郴州,广东韶关、清远、花都、终于广州番禺的新火车站.全长968公里,设计速度350km/h,全线铺设无碴轨道,是我国目前在建的技术标准最高、运营里程最长、运行速度最快的客运专线.它的修建能实现客货分流,有效解决京广通道的铁路客货运输能力紧张状况,对加强华北、华中、珠江三角洲、港澳地区之间的联系和交流,对扩大对外开放,促进区域国土开发和经济协调发展具有重要的意义.

由我局承建的武广客运专线乌龙泉至花都段第4标段(XXTJⅣ)第七单元,全部在郴州市境内,起止里程为:DK1820+029.65~DK1901+261.72.正线全长67.78812km,管段内有桥梁63座30.49234km,常用跨度桥梁现浇箱梁共615孔,其中采用移动模架造桥的有595孔.

2.工程特点及难点

(1)桥梁长度占本标段线路长的比例在45%以上,桥梁总长30.49234km,且全为双线,常用跨度桥梁现浇箱梁共687孔,其中采用移动模架造桥的有574孔,合同总工期只有38个月,同时还受下部工程进展、测量网升级及拆迁制约,

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(2)管段全位于丘陵区,沟谷纵横交错,植被繁茂,交通运输不便,组织协调极为不便,同时桥梁地基处理也非常困难.

(3)技术质量要求高:无碴轨道对桥梁上部结构的线型控制提出了严格的要求,即双线整孔箱型简支梁砼的326m3砼要在6小时内一次性全部浇注完成,梁体徐变上拱值不大于7mm,施工中必须采取严格的技术工艺保证措施控制收缩徐变引起的结构线型变化,主要承重结构的使用寿命要确保满足100年的要求,砼圬工普遍采用高性能耐久性砼,对砼拌合设备、材料、配合比设计、施工工艺、质量控制提出了更高要求.

3.移动模架法与传统满堂支架法的比较

移动模架法制梁最早于1955年在德国Andernach(安德纳赫9号公路跨莱茵河的座桥梁上使用,之后在国外广泛用于高速公路及铁路桥梁施工.在我国较早运用于厦门海沧大桥,随后南京长江二桥、武汉军山大桥均成功地运用了该工法施工.移动模架工法作为一种新的施工工法同传统满堂支架式施工方法相比具有不可比拟的优越性,主要体现在如下几个方面.

(1)省略软弱地基处理.西河特大桥河滩地质为粘土、细砂、粉质粘土层,局部地段跨越西河,水深达8m.如采用满堂支架法施工需对地基进行换填处理,顶部浇筑混凝土铺装层.跨越河流地段,需插打大量的钢管排桩,上部铺设工字钢及贝雷架,钢材消耗量较大,同时每跨仍需逐孔进行预压,以消除弹性变形.而采用移动模架法施工则无此繁琐细节,受力明确,结构简单,手工计算就能得到较准确的弹性形变值,除在第1孔进行预压以消除非弹性形变值以及验证计算得到的弹性形变值外,其余孔跨均无需预压,直接根据计算得到的弹性形变值设置预拱度,相当准确.


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(2)轻松克服施工高度.西河特大桥最大墩高15m,如采用满堂支架法施工,小仅需要大量的钢管桩支架,而且由于墩身高度过高,由此带来的压杆稳定性计算很难准确,混凝土浇筑过程中存在定的安全风险.而采用移动模架法施工只需增加支撑腿高度,就可以轻松克服施工高度.

(3)加快了施工进度,提高了工程质量.移动模架

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施工采用整体移动的方案,每孔浇筑时,无需重新安装外模,整个操作系统均为标准化作业,重复熟练的工序,施工周期快,质量好.

4.移动模架造桥机工作原理

移动模架造桥机是一种自带模板,利用两组钢箱梁支承模板,对混凝土梁进行逐孔现场浇筑的设备.造桥机工作时,整个模架在墩旁托架上的支承台车的作用下,可实现纵移、横移、竖移.底模在横移油缸的作用下,实现开合并可通过底模螺杆调整高程.内模在内模小车的作用下实现走行、开、合等动作.而模板成形面则靠螺杆来支撑并调节,支撑螺杆将力传给主梁.

托架和支撑台车靠其它设备向前方桥墩移位.模架纵移时用油缸顶推移位.内模系统靠由一个内模小车作为工具车逐段将全跨长内模板背负走行并开、合.浇混凝土时内模靠螺杆支撑.所有模板系统均有微调机构,以保证梁型的正确.

5.移动模架主要构造

单跨式移动模架造桥机自下而上可分为墩旁托架、支承台车、主梁、内外模板及其支撑、调整机构等系统.

5.1 墩旁托架

墩旁托架起着将整机载荷和施工载荷传到桥墩的作用.托架采用承台支承,分为左右两部份.托架上平面设有导向滑轨,便于模架的横向移动,托架下部通过立柱支承在墩身承台上.

5.2 支承台车

支承台车包括车轮组、支承架、模架前移机构、模架顶升机构及横移机构等.


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车轮分为内侧车轮和外侧车轮,内侧车轮采用平衡梁安装,便于各车轮受力均衡,外侧车轮的外侧墙板上设有反钩,钩住主梁外侧,对模架侧向稳定起保护作用.

支承架采用框架式金属结构.其下部设置铜滑板,使支承台车可在墩旁托架上沿桥横向移动.模架可在竖向、横向、纵向以及适量水平转动等四个方向运动,均依靠几种不同的油缸来实现.

模架顶升油缸安装在墩旁托架上,施工时,顶升油缸将整个模架顶起,使车轮离开轨面.移动时,顶升油缸缩回,脱模,使主梁坐落在车轮上,以便完成横向、纵向移动.顶升油缸上设置有液压锁和机械锁,以确保浇筑混凝土施工时的安全.

5.3 主梁

主梁由中部承重钢箱梁及两端桁导梁组成,保证一端在最大悬臂时整机能够稳定.承重钢箱分节段制造,节段之间采用螺栓联接.钢箱梁上部焊有耳板,用于连接外侧模支撑螺杆,内侧焊有两片主梁连成整体的底模桁架的连接法兰,底模板通过螺旋千斤顶支撑在底模桁架上.钢箱梁内部设有纵向及横向肋板,以保证板料的局部稳定性.

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