移动模架施工技术

移动模架造桥机施工技术•2014年3月•目录一、移动模架造桥机的产生与应用二、移动模架造桥机的特点三、移动模架造桥机的类型四、移动模架造桥机的选型五、移动模架造桥机的工作原理•六、移动模架造桥机安装•七、移动模架造桥机的施工工艺•八、客运专线移动模架造桥机•九、移动模架造桥机操作要点•十、移动模架造桥机施工监控及施工中常见问题一、移动模架造桥机的产生与应用国外称：MSS－TheMovableScaffoldingSystem八十年代引入国内国内称：移动模架造桥机国外造桥机的开发和应用比较早，工艺成熟，1959年，该技术由联邦德国首先开发，并在卡特哈克桥修建了13孔40m连续梁。日本于1968年开始引进该项技术，发展速度很快。从国外造桥机的整体发展趋势来看，造桥机工艺成熟，技术力量雄厚，已经向市场产业化发展，在充分发挥其在中等跨度桥梁架设方面优势的同时，在大跨度桥梁建设中，又开辟了新的应用领域。•20世纪70年代，我国交通部第一公路工程总公司曾在伊拉克修建摩苏尔4号桥时，采用了西德PZ公司研制、瑞士建造的移动式模架，后又用这套设备修建了福建厦门高集海峡大桥(全长2070m，上部结构为45m等跨度等截面预应力混凝土箱形连续梁)，效果很好。1994年，青岛环城高速公路女姑山跨海大桥施工中，采用了意大利进口的造桥机进行施工。南京长江二桥在施工中也采用了从挪威NRS公司进口的MSS移动模架造桥机。国内在跨大江、大河中对移动模架系统的使用，已经积累了一定的施工经验和技术。二、移动模架造桥机施工的特点跨度15-80m一般适用长度500m以上施工周期/孔6–10天国内15天左右（无特殊要求时）；•(1)节省了制梁设备及大型场地的投资及转场费用；•(2)因没有预制梁工作，节省了运梁设备、起重机提升设备和架桥机；•(3)在建桥过程中，对路基、桥梁上部结构、桥下交通影响很小；•(4)适用于多跨长桥施工，特别是连续PC梁施工。•与整体架设相比，移动模架造桥机的变形控制和梁体质量控制要求较严，不如预制梁质量易于控制；另外施工速度相对较慢，可通过增加施工点来缩短整个建桥周期。三、移动模架造桥机的类型•移动模架造桥机一般由模架支承系统、主梁桁架系统、模板系统及液压走行系统组成。按照造桥机主梁的支承位置，国内移动模架造桥机可分为三种类型：•(1)下行式移动模架造桥机(支架主梁位于PC梁之下)。下行式移动模架的显著特点是造桥机在梁体底面以下行走。MZ32型移动模架造桥机、挪威NRS公司的MMS造桥机等均属于该类型造桥机。该设备的特点是PC梁宽度不受限制，但需要占用桥下净空。另外可采用节段拼装施工，但是需要在桥墩上安装大型的托架。•(2)上行式移动模架造桥机(支架主梁位于PC梁之上)。上行式移动模架的显著特点是造桥机在梁体以上行走。主要由主梁、模架、吊车、支承结构、走行结构等组成。•(3)腹位移动模架造桥机(PC梁位于支架梁的腹内)。支承主梁为桁架式。上行式移动模架造桥机下行式移动模架造桥机腹位移动模架造桥机四、移动模架类型的选型•选择一套适用的移动模架系统是工程施工规划当中最重要的工作之一，因为设备的运行状况及施工周期的长短与工程的成败息息相关，所以事前必须充分的了解移动模架的施工工艺，并应详细的调查各种类型的特点及运行状况，选择适合本工程的类型以保障整体工程的顺利与成功。•移动模架施工法在桥长大于800m时，其经济效益和施工效率比较突出，因移动模架施工法对桥下地物或交通影响甚微，所以特别适用于地形崎岖或者跨越河流及铁路公路的高架桥的施工，同时由于其支撑方式的灵活性，它也适用与高墩桥梁的施工。•选择移动模架时需要考虑的主要因素有：•(1)、桥长。桥长是确定是否适用移动模架法施工的首要条件。首先桥长过短时，安装调试及拆除在整个桥梁施工中所占时间比例过大，工效底；其次，一次投入相对过大，其经济效益较差。•(2)、梁型。目前国内造桥机基本都能够实现32m、24m变跨施工的要求，但每次变跨都要投入较大的人力物力，因而一座桥梁中如果变跨频繁则采用移动模架法施工工效较低。•(3)、墩高及地形。墩高是确定选用何种形式移动模架的关键因素。墩身较低时，若地形条件较好则采用满堂支架法施工效果较好。但若地基较差，地基处理投入过高则可考虑选用移动模架法施工，若墩身高度不能满足下行式模架施工要求时，宜选择上行横开式（模板系统横向移动打开）。•(4)、成熟及高效率的系统设计。确定类型后，则需要在同类型中选择技术成熟，运行效率高的产品，由于国内的设计生产厂家较多，必须通过大量的调查研究确定合适的产品。选择的产品组装操作应省时省力；结构简单清楚，既安全又便于检查；适当的机械化及自动化使操作简单，施工工序较少；设备操作人数较少且通过简单培训后即可顺利操作施工；高效率及较为宽敞施工空间的内模系统；要有良好的适用性，稍作改造即可适用于其他工程。•(5)、信誉良好的生产厂家。对于任一大型设备，总会有一些不大不小的问题，信誉良好的生产厂家是模架成功的保障，中大型且声誉良好的钢结构制造厂能够很好的配合施工单位的生产规划，在遇到问题时能够迅速的做出反应及时的解决施工中的问题。五、移动模架造桥机的工作原理•(1)制梁•两组钢箱梁支承模板，在模板内进行现场绑扎钢筋并浇注混凝土梁。模板系统有微调机构进行调整，以保证梁形正确。•(2)开模•通过主支承油缸的收缩，整机下落整体脱模。内模系统则通过人工配合内模小车液压系统脱模与安装；模板系统在开模油缸的作用下横移或旋转实现开合。•(3)纵移过孔•对于下行式，主机纵移前需进行墩旁托架的倒换，前后门架悬吊主梁，替代托架作用。利用垂直吊挂油缸使墩身两边的墩旁托架和支承台车与主箱梁脱离，并利用反钩装置钩住箱梁轨道外侧，启用纵移油缸使托架和台车向前方桥墩移位并安装。最后在纵移油缸的推动下主机前移过孔。•对于上行式，无下导梁时，梁体较长，待混凝土梁体强度满足要求后，主机在后支腿纵移油缸的推动下前移过孔。有下导梁时，则需要进行受力体系的转换，待混凝土梁体强度满足要求后主机前支腿卸载辅助支腿受力支撑于下导梁上，主机在后支腿纵移油缸的推动下沿下导梁前移过孔。六、移动模架造桥机安装•安装常用的方法有两种：•1、直接吊装法•适用于墩身较矮，地形条件较好，需要大型的吊装设备。•2、提升法•适用于墩身较高，地形条件较好，不需要大型的吊装设备。但需加工提升设备。首次安装完成后需对移动模架进行预压••其目的是通过预压消除非弹性变形，确定弹性变形值并据此进行预拱度设置，同时检验模架的安全性能。•为保证预压荷载的合理分布，采用等荷载砂袋、水或钢筋预压。预压时必须做好监测工作。预压前，调好模板抄平所有点标高后加载，加载采用分级加载，首次加载到满载的50%，其后每次增加20%，加载过程应在最短时间内完成，每级荷载应持荷2小时(也可待检测数据稳定后继续加载，但不宜小于30分钟。)加载到100%后应检查测试数据，如果正常可继续加载到110%。全部加载完毕后，应持荷3天左右，每天观测一次，直到支撑变形稳定为止。支撑变形稳定后，将预压砂袋卸除，写在顺序同加载，也采用分级卸载的方法。•根据每次沉降记录绘制沉降曲线，并根据沉降值进行计算，确定合理的施工预拱度。根据梁的挠度和支撑的变形所计算出的预拱度之和，为预拱度的最高值。其它各点的预拱度应以中间点为最高值，以梁的两端点为零点，按二次抛物线进行分配设置。••移动模架造桥机预拱度的设置•移动模架预拱度的调整是施工中的重点难点，务必引起重视以确定本工程移动模架施工最佳预拱度值。根据计算的挠度值，每次浇筑混凝土时，挠度用设于横梁上底模竖向调整系统调整。•底模标高H=梁底设计标高（H1）+造桥机挠度（h1）-梁体预设拱度（h2），并按二次抛物线设置；•h1——造桥机在荷载作用下的挠度（根据现场实测值确定）•h2——梁体设计拱度(反拱度)。•组成(图示为造连续梁状态）22/69前后导梁主梁横向桁架纵移支撑车支柱外模吊杆七、移动模架造桥机的施工工艺上行旋转打开式移动模架1、上行式移动模架造桥机浇注混凝土，进行养护，张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。浇注混凝土，进行养护，张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。此时，主梁坐落在移位台车上。将精轧螺纹钢同模板分开。浇注混凝土，进行养护，张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。此时，主梁坐落在移位台车上。将精轧螺纹钢同模板分开。模板降下，造桥机处于推进位置。浇注混凝土，进行养护，张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。此时，主梁坐落在移位台车上。将精轧螺纹钢同模板分开。模板降下，造桥机处于推进位置。混凝土浇注，进行养护，张拉完成后用前后墩顶支撑处主千斤顶降下主梁及横梁。此时，主梁坐落在移位台车上。将精轧螺纹钢同模板分开。模板降下，造桥机处于推进位置。主梁向前推进到下一孔位置。“0,8xL”“L”“L”模板安装就位安装并使用吊架的2台主千斤顶将主梁提升就位。调整吊杆，将造桥机调整到浇注混凝土位置但此时主梁后方不再使用墩顶支撑支撑。“0,2xL”“0,2xL”造桥机提升就位造桥机提升就位2019/8/1234....混凝土浇注，养护张拉完成后，用前后支架上的主千斤顶降下主梁。横梁中间松开螺栓，主梁向外横向移动以便横梁穿过墩柱。......2019/8/1235........混凝土浇注，养护张拉完成后，用前后支架上的主千斤顶降下主梁。横梁中间松开螺栓，主梁向外横向移动以便横梁穿过墩柱。..2019/8/1236....造桥机向前推进。2根主梁可同步移动也可分别移动。2019/8/1237....造桥机向前推进。2根主梁可同步移动也可分别移动。内模在钢筋绑扎完成后用内模小车安装。主梁向内移动，横梁闭合。提升造桥机。2019/8/1238....造桥机向前推进。2根主梁可同步移动也可分别移动。内模在钢筋绑扎完成后用内模小车安装。主梁向内移动，横梁闭合。提升造桥机。2019/8/1239..此时主梁提升到浇注混凝土位置“0,8xL”“L”“L”2019/8/1240..2019/8/1241..“0,2xL”“0,2xL”2019/8/1242..造桥机用前支架上的主千斤顶及吊架下面的主千斤顶提升通过上部结构的翼板传递荷载。外模调整完毕后安装钢筋及钢绞线。安装内模，浇注混凝土。2019/8/1243..内模被分成大约5米一段。专用内模小车上的液压油缸被用来安装调整内模。2019/8/1244支架推进工作车2019/8/1245支架推进工作车主梁2019/8/1246支架推进工作车主梁横梁吊架2019/8/1247支架推进工作车主梁横梁吊架外模2019/8/1248支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模2019/8/1249支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模2019/8/1250支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模2019/8/1251支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模2019/8/1252支架推进工作车主梁横梁吊架外模内模2019/8/1253支架推进工作车主梁横梁吊架外模外模54/69墩旁托架常用的几种形式：⒈夹持式⒉立柱式⒊上挂式⒋开孔式⒌牛腿式55/691、夹持式★不需立柱、不需墩身开孔、不需预埋件等措施，但需要强大预应力。★对墩身要求较高，其必须承受较大的水平力。梁体900t+造桥机500t=1400t，每个墩身需提供约700t摩擦力。设钢与混凝土墩身间设置橡胶，一般混凝土与橡胶的摩擦系数为0.7～0.86之间，钢与橡胶摩擦系数在0.6~0.75之间，故取f=0.6计算。则需要张拉力为700/0.6=1167t，如采用Φ32的精轧螺纹钢筋，单根承载力取50t，则需要24根。同时由于托架上弦要产生拉力抵消部分压力，故约用30根左右。因此：实际中不可采用。且存在安全隐患、墩身是否可行等因素。（实际中也未见应用）56/692.立柱式★不需墩身开孔、不需预埋件等措施。★对墩身要求较低。★一般用于15~20m以下。57/693.上挂式★不需墩身开孔、不需预埋件等措施。★对墩身要求较低，适应较