连续梁移动模架施工设计

石家庄铁道学院毕业设计1第1章绪论1.1设计研究的意义移动模架国外称之为移动支撑系统(MovableSupportSystem)简称MSS。因为MSS具有周转次数多、施工速度快、自动化程度高、使用辅助设备少的特点，特别适用于多跨现浇箱梁施工，所以在现代化桥梁施工中应用十分广泛。移动模架法是使用移动式的脚手架和装配式的模板，在桥位上逐孔现浇的施工方法。它像一座活动的桥梁预制厂，随着施工进程的不断移动，连续现浇施工。这种方法自从1959年在联邦德国的克钦卡汉桥(该桥总长511．5m,为13孔跨径39.2m)使用以后，在预应力混凝土桥梁施工中得到了较广泛的使用，特别是对中等跨径的多跨连续梁，采用移动模架法可以做到简便、迅速。对于多孔的高架桥，如采用满堂支架的方法会影响桥下交通；对于跨越河流的多跨连续梁，无法搭设支架时，采用移动模架法施工十分方便，并且速度快，机械化程度高，减轻劳动强度，少占施工场地，不影响桥下建筑。移动模架法施工同时也适用于斜、弯、坡桥。1.2移动模架施工简介1.2.1移动模架施工的特点及优势适用于深水或高墩身使用支架或其它施工方法不经济的情况下建造桥梁上部结构，周转次数多，周转时间短，使用辅助设备少，减少了人力物资的浪费，特别适用于多跨现浇梁施工，既保证了工程质量，又能加快施工进度，具有良好的经济效益。移动模架逐孔造桥设备是利用钢桁梁或钢箱梁作为临时支撑梁，提供一个可以在桥位上逐跨现浇梁体混凝土后能顺桥轴线纵向移动的制梁平台设备，使用一套设备从桥梁一端逐孔施工，施工快捷简便，桥愈长，施工设备周转次数愈多，经济效益愈显著。在深沟峡谷，场地狭窄等恶劣的施工工况处采用移动模架进行施工具有较大的优势，同时在陆地或浅水中建造多跨梁同样可以方便快捷地完成施工。该技术于50年代起源于西欧，70年代传入日本、美国，现已推广于全世界，成为最主要的建桥方法之一，其主要优越性如下：(1)节省了制梁设备及大型场地的投资及转场费用；(2)因为没有架梁工作，所以省掉了运梁设备，起重提升机械和架桥机；(3)在建桥过程中对路基和桥梁上部结构无任何影响；(4)适用于多跨长桥、高墩、窄墩施工，特别是连续预石家庄铁道学院毕业设计2应力混凝土施工；(5)机械化程度高，劳动力投入少，且不需地基处理，不受地质影响，基本上不受桥下地形限制。1.2.2移动模架工作原理移动模架施工的工作原理是：利用支撑拖架为支撑点，模板及施工荷载都由主梁承担，主梁加上导梁其总长大于两倍跨径便于主梁在支架各墩之间移动，先进的液压设备使得移动更加轻松方便，模板系统于主梁连为一体，并于桥轴线分开，使得支架顺利通过墩身，装拆方便。当浇注第一跨梁时，其主梁支撑于两支撑拖架上，各个支点均有大吨位千斤顶，脱模极其方便。1.2.3移动模架的主要构造移动模架适宜进行等高度连续或简支混凝土梁的原位现浇施工，其结构主要由支腿机构、支承桁梁、内外模板、主梁提升机构等组成。根据其承载结构系统的不同可分为上行式、下行式和复合式。(1)上行式。移动模架的承重主梁、走行系统位于现浇箱梁上方。外模系统支撑在承重主梁上主梁系统通过支腿支撑于墩顶或梁顶上。(2)下行式。移动模架的承重主梁、走行系统位于现浇箱梁下方。外模系统支撑在承重主梁上主梁系统通过支腿支撑在承台或桥墩上。(3)复合式。根据施工具体情况，综合设置移动模架的结构形式。移动模架的承重梁为异形钢箱梁，布置在混凝土箱梁的上方或下方，可兼作模板或其它用途。主梁系统通过支腿可支撑在墩顶或桥墩上。移动模架设备主要构造自下而上可以分为墩旁拖架﹑支撑台车﹑主梁﹑内外模板系统﹑辅助门吊﹑液压系统等:(1).墩旁支架起着将整机荷载和施工荷载传到桥墩的作用，拖架采用牛腿支撑结构，分左右两部分,两部分之间采用精致螺纹钢筋连接。拖架上面设有导向滑轨，便于模架的横向移动；(2).支撑台车包括滑轮组﹑支撑架﹑模架前移机构﹑模架顶升机构﹑横移机构。车轮组采用两平衡梁安装，便于各车轮受力均匀；支撑架采用框架式金属结构，其下部设有钢滑板，使支撑台车可以在墩旁拖架上沿桥横向滑动。模架可在横向﹑竖向﹑纵向以及适量的水平转动等四个方向运动，均可以依靠几种不同的油缸来实现。模架前移油缸安装在台车架上，活塞杆与顶推滑板相连，顶推滑板可在主梁底部的纵移孔板上滑动，安装上销轴就可以利用油缸来完成模架的纵向移动。模架横向移动油缸同样安装在台车架上，活塞杆与活动安装座相连，活动安装座可在墩旁拖架上滑动，安装销轴就可利用油缸来完成支撑台车在墩旁拖架上的横向移动。内侧车轮的轮缘推动主梁底部车轮轨道就实现了模架沿横向石家庄铁道学院毕业设计3的运动。模架顶升油缸安装在墩旁拖架上，施工时顶升油缸将整个模架顶起，使车轮离开轨面；移动时顶升油缸回缩脱模，使主梁坐落在车轮上以便完成横向﹑纵向的移动。顶升油缸设置液压锁和机械锁以确保浇筑混凝土时的安全；(3).主梁结构由承重钢箱梁和两端钢桁梁组成，全长88m。箱梁内部设置纵向﹑横向加劲肋及刚性横隔，以保证主梁腹板﹑盖板的局部稳定性。钢箱梁分段制造，各单元之间采用精制螺栓连接。箱梁上部安装模架横移支撑调节系统，下部设置纵移轨道等机构。导梁根据使用方法的要求采用贝雷结构形式，主梁前后各两节。导梁底部配有走道方钢，标准跨施工时设置有桥面锁定横梁机构系统；(4).内外模板系统，根据梁型特点底模及外侧模采用钢板面模板，各模板之间通过连接角钢用螺栓连接。内模系统采用标准模板，由内模标准段﹑内模非标准段﹑内模小车轨道﹑模板密封条﹑螺旋撑杆及垫块等组成。其中内模小车由车架﹑撑杆﹑车轮液压站﹑油缸﹑走行液压马达﹑电缆卷筒等组成；(5).辅助门吊是为配合施工在外侧模配置1台10t的龙门吊机，可将分段制造的钢筋笼吊装。1.2.4移动模架的施工步骤施工工艺流程可按下列步骤进行：(1)安装墩旁拖架及支撑台车→主梁安装就位→外模系统安装→门吊安装→扎钢筋，布管→内模系统安装→检测，调整模板，补缝→扎顶板钢筋→全面快速浇注混凝土→检测浇注情况→养生，安装前方墩旁拖架→脱外侧模异形板，脱内模标准段一至两节→预加应力，压浆→检测→进入下一操作循环。(2)正常循环在已制梁段或分片扎制钢筋→门吊落位于已浇梁面→检测，调整前方已装好的墩旁拖架→清理移动模架上杂物→除内模系统外将移动模架整体下放100mm左右→松开底模支架中部连接螺栓→两组模架基本同步向外侧横移→检测纵移是否有障碍→两组模架基本同部向前移动→调整墩旁拖架横向顶块→整机纵移到位→两侧模架基本同步向内侧横移到位→连接底模支架螺栓→调整外侧模，底模→检测→门吊落位→吊装或扎制钢筋骨架→安装内模轨道支点→内模小车将内模板从已完成梁腔逐一拖出安装就位→检测→绑扎或吊装顶板钢筋→全面快速浇注混凝土→→检测，养生→拆除后方墩旁拖架安装于前方桥墩→脱外侧模，脱开内模标准段一至于两节→张拉，压浆→检测→进入下一循环。表示如图1-1。石家庄铁道学院毕业设计41.3国外移动模架施工的发展情况移动模架设备具有性能稳定，安全可靠，标准化作业，自动化程度高，防护措施完善等特点。在国外已经得到了广泛应用，对于中小跨度长联连续梁的施工应当首先采用移动模架施工法。联邦德国的克钦卡汉大桥于1959年采用移动模架法修建而成，该桥全长511.5m为13跨L=39.2m预应力混凝土连续梁。日本四叶町562~563工区的一座高架桥，全长93m,基本体系是三跨连续空心板36366→施工方向30图1-1简要施工步骤图(m)石家庄铁道学院毕业设计5梁，跨径24.15～29m，梁高1.1m，桥宽18～19m，桥墩为双柱式，仍用移动模架施工。该桥的特点在于桥梁为平面曲线桥，R=240m，施工是通过调整悬吊模架的位置和高度来实现的。日本东北新干线第一上北川双线铁路桥采用移动模架施工，该桥共33孔，由32孔跨径为31～32m的连续梁和一孔49m的简支梁组成，其中32跨均采用移动模架施工。该桥横截面是单箱双室，桥宽13m，两根承重梁设置在桥墩两侧，支撑在桥墩外伸的拖架上，承重梁长37.75m，导梁长选用74m，均为钢箱截面，全部移动模架的质量300t。英国的奥维尔桥(Orwell)桥的引桥和瑞士的列嫩(Lehnen)高架桥均用移动模架施工。奥维尔桥的引桥共15孔，除两岸第一孔跨径46m和正桥连接孔跨径为72m外，其余各孔跨径为59m的预应力混凝土连续梁桥。该桥采用等截面梁，梁高为4m，箱梁顶板厚度不变，腹板和底板厚度在桥跨内变化。桥宽23.98m，采用分离式单箱单室截面，平面上为曲线桥。该桥承重梁长127m，每根采用双片钢桁架梁。整套设备包括承重梁、内外钢模及附属设备重约500t。为了能支承1350t湿混凝土的重力和为了增加承重梁的刚度，设计者在每个承重梁下采用纵向缆索加固。伊拉克摩苏尔4号桥由我国公路桥梁公司承包，采用移动模架施工。该桥全长648m，为12跨一联预应力混凝土连续梁桥，分跨为44m+10×56m+44m，桥宽31.3m，采用分离式单箱单室等截面梁，支承活动模架总长132.5m。石家庄铁道学院毕业设计6第2章工程概况2.1某连续梁桥简介2.1.1设计范围某连续梁桥桥位于轮船港汽渡码头下游约480m处，距上游约37km，是连接北岸和南岸的重要通道，是拆渡建桥后218省道的重要组成部分。整个工程包括桥梁和两岸接线引道工程。设计范围全长1765m，北岸设计界点里程为K2+672.0m，南岸设计分界点里程为K4+437.0m。2.1.2桥位选择桥位处河段基本顺直，深泓线靠近南岸且基本稳定，两岸岸线亦较稳定，滩岸基本对称，冲淤变化交替且幅度较小。桥位处两岸江堤之间间距约980m，其中水面宽800m，滩岸约200m。堤外地势平坦，多为菜地及农用，施工场地布置条件良好。2.1.3地形地貌该桥地处长江下游江心地带，四面环水，地势低平，河渠纵横，地貌上属长江三角洲冲积低漫滩平原。地面高程埂田一般为2.1~2.6m（黄海高程，下同），最低1.7m，最高3.1m；沿江一带地势较高，腹部地区地势较低，全境由西北向东南微倾。该连续梁桥距入海口约4.2km，出口约2.8km。桥位处河道顺直，水面宽约800m。河漕呈舒缓“U”型，河床高程一般为-0.52~-18.62m，靠南侧发育有一宽约100m的深漕，漕底最低高程-18.62m。南北两岸均发育有低漫滩，宽度依次约为140~240m、30~85m，高程在2.04~3.08m，两岸防洪大堤相距约987m，堤顶高为7.09~7.87m。两岸引桥处所处地段大部分为麦田，地面高程一般为2.13~4.06m。2.1.4工程地质及水文条件地区位于断块区淮阳山字构造东翼反射弧（即宁镇弧）之弧顶部位，北临石家庄铁道学院毕业设计7苏北坳陷区，构成了一个统一的中、新生时代坳陷区，地质构造复杂。该区发育的主要断裂有NN、NE及近EW向三组。综合物探及钻探结果可知：第一，该地区70m以上地层连续性好，层位基本稳定；第二，断裂深埋在100m以下；第三，此断裂为非活动性断裂；第四，桥梁墩台钻孔桩最大设计深度一般不会超过110m。故认为此断裂对桥址无直接影响。桥址地区表面水主要为江水，两岸沟渠，潭中分布有少量的河水和潭水。桥址地区地下水属第四系孔隙式潜水和承压水，含水层以透水性好的沙土为主。地下水可分上下两层，上部分以孔隙式潜水为主，含水层主要为①3淤泥质亚黏土、①4粉沙和①5细沙；下部分为孔隙式承压水，含水层为②、③两大层的沙土层。地下水主要受大江（长江主流）及大气降水补给，地下水在时间和空间上与大江、夹江同步变化。2.1.5河道概况河段位于长江下游，长江在流经扬中市时，河段全长45km，水流方向为西北流向东南，一百多年来其进出口位置、河道平面摆动及河道尺寸等变化较小，分流比一直稳定在10%左右，是长江下游较为稳定的支汊河道。该段河道基本顺直，自六圩港至太平洲，长约11km。桥位于轮船港汽渡与西来镇汽渡码头之间，距轮船港码头下游约480m。仅炮子洲头一带略微向右微弯，河床较宽浅，平均河宽600~800m，河床最深点高程为-12.0m。炮子洲小夹江口以下河床变为：“V”型，深泓线靠近