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上承式移动模架跨门式墩施工技术的应用与研究

2022-06-14 09:34:36 来源:人民交通 字体:
 山东高速路桥集团设备制造中心|刘德建
  
   摘要:当前,随着我国基础设施建设的快速发展,跨越峡谷、跨江、跨海的公铁两用大桥也越来越多,需要解决的施工技术难题也不断地增多。尤其是现浇连续箱梁在特殊工况下需要解决的施工技术非常多。本文结合广佛环城际铁路工程移动模架跨过连续梁、门式墩的典型施工实例,详细阐述了移动模架跨连续梁施工技术的创新应用。
关键词上承式移动模架;连续梁;现浇混凝土箱梁;特殊工况
上承式移动模架是先进的桥梁施工机械化设备。由于其在标准跨径现浇箱梁的连续长距离施工作业效率高、安全性好、经济效益高,本世纪初以来被广泛采用。但是在跨滩涂、峡谷、立交、江、河、湖、海等大桥中,现浇箱梁经常被悬灌连续梁、门式墩等构造物分隔成若干短距离箱梁组合的施工段,这些工况给移动模架施工技术的应用带来了较多难题。
1.工程概述
新建铁路广佛环线佛山西站至广州南站段工程张搓站,位于佛山市禅城区张槎镇境内。有南北大涌特大桥、张槎车站大桥,两座桥首尾相连,里程DK8+228.14~DK9+714.82。其中有连续梁40+56+40m一联,32+56+32m两联,32+56+35m连续梁两联,简支梁共26跨,其中18跨,分2段,第一段6跨为车站,车站设计里程DK9+495~Dk9+705,总长210m,Dk9+485.49(1号墩)~ Dk9+714.82(8号墩)为门式墩;车站宽31.5m(地下部分宽44.8rn),深8.8m~l5. 2m。第二段12跨32.6m标准段,DK8+567.59~DK8+959.99两段均用移动模架现浇施工。
广佛环铁路线张搓站段墩柱有矩型墩和门式墩柱两类。矩型墩横向最大宽度6米、门式墩柱横向宽度为(1、8号墩)19米~31.3米(2~7号墩)。移动模架在整体结构和构件满足刚度、强度、和稳定性要求的约束下,其最大开模幅度为6.20米远远小于门式墩柱的横向宽度,整机无法纵向通过。如图1   
              
图1门式墩柱断面
                            
2.上承式移动模架方案设计原理
上承式移动模架是一种利用钢结构主梁支承模板系统,逐孔进行现浇箱梁的施工机械。主要包括主梁、鼻梁、后支承及行走机构、中支腿、前支腿、起吊小车、挂梁、联系梁、外模板系统、横梁及横移机构、电气液压系统等部分。其基本结构和功能如下:
(1)主梁:为一对钢箱梁。刚度按最大挠度≤L/500~700控制。
(2)导梁:设在主梁前端,为空腹箱梁结构,起到模架纵移时的引导的作用。
(3)前支腿:支撑在墩柱上,用于过孔时承载设备前支点的载荷。
(4)中支腿:支撑在墩柱上,用于承载浇注时移动模架中支点载荷。
(5)后支承及行走机构:后支承与主梁底板连接,用于承载浇注与纵移时移动模架主梁后支点的载荷。
(6)横梁及横移机构:为三角桁架结构, 设置在两根主梁外侧,用于悬挂套接挂梁及驱动挂梁带动外模板横向开合。
(7)联系梁:为桁架梁,设置在两根主梁之间。作用是加强模架在浇筑、模板开合、纵移过孔施工时的稳定性、安全性。
(8)挂梁:为弯臂式箱梁结构,其底部与模板底模连接,上部与三角横梁套接,可沿上横梁在液压缸的作用下水平移动,实现模架整体横向开合模。
(9)外模系统:外模分块直接铺设在挂梁上。
(10)电液控制系统:中、后支腿、外模板等系统均配有电液系统。
(11)跨门式墩方案设计:采用提升外模板系统,将外模板系统竖向提升至门型墩柱盖梁上方高度后锁住锚梁及精轧螺纹钢后按常规施工流程过跨。提升系统主要由上下锚梁、精轧螺纹钢、穿心千斤顶、电液控制系统组成,安装、拆除方便。提升系统采用液压控制提升作业,稳定性好,安全性、可靠性高,操作方便。  
3.上承式移动模架安全性、可靠性要求和经济性比较
3.1安全性要求
系统的抗倾翻稳定性是其关键,一般指在自重和外载荷作用下抵抗翻倒的能力。《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2--2005)规定,在计算荷载可能的最不利组合作用下,横向抗倾覆稳定性不小于1.3。目前规范规定移动模架系统在安装、横向开合、纵移行走状态下稳定系数不小于1.5。
3.2可靠性要求
在门式墩工况下,纵移过孔整机的自重荷载分别由前支腿、后行走机构承载,为简支工作状态。此工况下,方案主要解决整机在横向开合、纵移过孔及外模板系统竖向提升状态下的抗倾覆稳定性(横向稳定性)。
3.3经济性分析比较:
整机横向打开空间小于门式墩或其他障碍物的宽度时,可采用的四种方案对比:
(1)开模状态下垂直整体提升外模板系统至门式墩柱盖梁上方高程5~10cm后锁住锚梁及精轧螺纹吊杆,然后再进行纵移过孔。需要增设1套提升系统,投入费用约20万元,工期每孔2~3天。
(2)借助大型起重设备,逐级增加中支腿及后行走支腿的高度。施工作业场地大(影响施工便道交通时间长),地基承载力要求高。施工作业时需要2台600t以上大型的起重设备联合作业,作业难度和危险性较高;每孔工期2天,成本15~20万元。
(3)采用大行程液压缸替换中支腿及后行走支腿上液压缸。移动模架重心随着提升高度的增加,稳定性会逐渐减小,作业危险性增大;大行程液压缸需要6台,每台约15万元,成本增加较高。
(4)采用多次整机的拆除与安装。每次费用约45万元,工期60天。
综合比较上述方案,第一种方案,施工作业安全性、可靠性高,易于操作,成本低经济性显著。
4.结束语
MSS32-900上承式移动模架借鉴过去施工中的经验,在方案设计上进行了技术创新,采用提升外模板系统后,进行纵移过跨。妥善解决了纵移跨过门式墩并进行现浇箱梁施工的技术难题,提升了作业效能,其安全性、可靠性突出,具有良好的推广价值。
参考文献
[1]谭云波.大跨度双梁桥式起重机动刚度分析及优化[D].中南林业科技大学,2017.
    [2]张宇.既有建筑结构检测与鉴定的使用功能创新[J].河南科技,2018(17):126-127.
 
 
 
 
 

(编辑:小佳)

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