李建齊
(中交二公局第六工程有限公司,陜西 西安 701175)
移動模架是一種自帶模板,利用墩柱作為支承,可在橋跨間自行移動,用于現(xiàn)場澆筑混凝土箱梁等大型橋梁上構(gòu)體系,因其施工質(zhì)量好,機(jī)械化程度高,成本相對較低等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于逐孔現(xiàn)澆施工的長大橋梁中[1]。但移動模架安裝架設(shè)過程中受地形及地質(zhì)條件、墩身高度、起重設(shè)備等條件的限制,施工難度大、風(fēng)險高,一旦出現(xiàn)失誤可能會導(dǎo)致不可估量的損失。本文以黑山南北高速公路項(xiàng)目兩座單跨45m 箱梁為例,對移動模架頂推安裝與整體吊裝施工方法進(jìn)行對比,探討2種移動模架安裝施工方案的適用條件。
Krkor剛構(gòu)-連續(xù)組合橋位于Krkor山谷地區(qū),跨越一條既有便道和一條小溪,地質(zhì)為以泥灰?guī)r、砂巖為主的復(fù)理石地層,節(jié)理發(fā)育破碎,遇水具有泥化現(xiàn)象。Krkor 橋?yàn)樽笥曳址膯问蚁淞簶颍蠓? 跨共334m(35+6×44+35),右幅7跨共290m(35+5×44+35),移動模架始發(fā)處墩身高度>35.7m,最大縱坡5.0%,最大橫坡5.0%,最小曲率半徑748m。下行式移動模架主要由鋼箱主梁、前后導(dǎo)梁、橫向桁架、推進(jìn)小車、后輔助支腿、外部模板以及牛腿斜撐等部件組成[2]。全長99.1m,總重約600t。
該橋主跨全部位于山谷地區(qū),墩身高(最大墩身高度為41.2m)、縱坡大(設(shè)計(jì)縱坡為5.5%),移動模架設(shè)備整體尺寸大(99.1m+22.8m+9.5m)、部件多(連接螺栓5900余個)、拼裝時間長。
工程線路位于山谷地區(qū),橋下起重設(shè)備的臂展長、起吊重量受限;而橋臺后方路基段有充足的施工場地可用于移動模架拼裝,交通運(yùn)輸和起吊安裝不受限制,且拼裝場地與箱梁底部高程相適應(yīng),無需搭設(shè)較高的臨時支架,因此采用頂推的方法進(jìn)行移動模架整體安裝施工。
但因移動模架始發(fā)處位于橋臺后方,需在此進(jìn)行拼裝及頂推,在施工準(zhǔn)備階段首先澆筑中部1/3 的橋臺,確保移動模架前行有空間。
(1)場地平整及臨時支座搭設(shè):拼裝前對拼裝現(xiàn)場進(jìn)行整平、換填、壓實(shí)及硬化處理,確保起重車輛不下沉,操作半徑內(nèi)無障礙物,A1 橋臺后方采用貝雷架和2組移位臺車搭設(shè)臨時支座,拼裝平臺高度與S1 墩旁托架移位臺車在同一水平線,縱向間距滿足拼裝要求。
(2)前鼻梁與第一節(jié)主梁拼裝:將前鼻梁與第一節(jié)主梁拼裝好后,2臺汽車吊配合將已拼裝好的梁段按設(shè)計(jì)位置落于兩個移位臺車的錕輪上。
(3)第二節(jié)主梁拼裝:起吊第二節(jié)主梁,后端臨時安放于貝雷架上,前端與第一節(jié)主梁對接、安裝,如圖1(a)所示。
(4)頂推前移:利用縱移系統(tǒng)頂推梁體縱移,待第二節(jié)主梁后段與移位臺車邊距1m時停止,如圖1(b)所示。
(5)后續(xù)主梁拼裝與頂推前移:重復(fù)步驟(3)和(4),完成后續(xù)主梁的拼裝與頂推前移工作。
(6)安裝底模桁架與配重塊:底模桁架與主梁以高強(qiáng)連接螺栓固定,緊固扭矩須滿足設(shè)計(jì)要求。為了保證鋼主梁在過跨移動過程中的穩(wěn)定與平衡,在鋼箱梁外側(cè)配掛預(yù)制混凝土塊以平衡向內(nèi)側(cè)傾覆力矩[3]。
(7)安裝模板、液壓與電氣系統(tǒng):安裝底側(cè)模板,并通過桁架上的螺旋千斤頂對模板標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。液壓與電氣系統(tǒng)的布置充分考慮避讓移動部件。
(8)A1 橋臺托架與移位臺車安裝及移動模架頂推:拆除后方移位臺車并將其安裝在A1 橋臺兩側(cè)安裝墩旁托架上,啟動縱移系統(tǒng)頂推移動模架至第一跨預(yù)定位置。
(9)移動模架縱坡調(diào)整:在A1橋臺托架上安裝2臺豎向千斤頂,降低主梁后端高度,以調(diào)整縱向坡度為主梁設(shè)計(jì)縱坡,澆筑第一跨箱梁混凝土,如圖1(c)所示。
(10)待第一跨箱梁張拉完成后,移動模架向S2 墩方向頂推,邊頂推邊安裝對接后鼻梁,完成整套移動模架拼裝工作,如圖1(d)所示。
圖1 移動模架頂推施工流程
LUTOVO 剛構(gòu)-連續(xù)組合橋位于山區(qū),山勢陡峭,地形條件復(fù)雜,地表植被茂盛,以侏羅系復(fù)理石地層為主,巖石節(jié)理裂隙較為發(fā)育,風(fēng)化不均,巖體破碎。綜合考慮施工進(jìn)度,其中左-2 第 6-16 跨(10×45m+40m)、右幅8-20 跨(12×45m+40m)采用移動模架施工,最大墩身高度60.1m,最大縱坡1.14%,最大橫坡4.0%,最小曲線半徑700m。DXZ45/860 下承自行式移動模架主要由主框架系統(tǒng)(主梁、導(dǎo)梁、底模桁架)、墩旁托架、移位臺車、前輔助支腿、中輔助支腿、后輔助支腿、外模系統(tǒng)、輔助設(shè)施、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等部分組成。全長93.3m,總重612t,最大單件重量20t,單件構(gòu)件最長12.5m。
墩身高(最大墩身高度65.1m)、模架整體尺寸大(93.3m×19.2m×11.3m,總重612t)、單件構(gòu)件長(最長12.5m,最重20t)、拼裝過程中需搭設(shè)臨時支架,結(jié)構(gòu)配件及耗材多、需大型吊車,吊幅高、吊裝風(fēng)險大、拼裝精度難以保證。
該橋跨數(shù)較多(左幅16 跨,右幅20 跨),受制于總體施工工期的限制,決定采用鋼管樁支架+移動模架的施工組織方案,且要求移動模架始發(fā)位置位于橋梁中部,因此采用整體吊裝就位的移動模架安裝施工方法。
但該工程線路沿山坡修建、地形復(fù)雜、可開挖利用的施工便道崎嶇、狹窄、車輛進(jìn)出困難,場地進(jìn)行移動模架拼裝困難,因此操作平臺及臨時支架安裝位置需做硬化處理。
(1)場地平整及臨時支架搭設(shè):移動模架首跨施工位置場地平整及硬化,確保起重車輛不下沉,操作半徑內(nèi)無障礙物;跨中采用枕木和貝雷架搭設(shè)三組臨時支架,拼裝平臺高度至主梁底部,縱向間距滿足拼裝需要。
(2)墩旁托架及移位臺車安裝:拼裝S8 號墩的墩旁托架及移位臺車,S7 的墩旁托架分2 次拼裝,首先安裝托架上平臺,作為移位臺車的支撐和工作平臺,如圖2(a)所示。
(3)導(dǎo)梁安裝:采用55t履帶吊配合160t汽車吊,將導(dǎo)梁分別吊裝至移位臺車的錕輪和跨中搭設(shè)好的臨時支架上。
(4)4#、5#主梁安裝:采用55t履帶吊配合160t汽車吊,將組合的4#、5#主梁安裝到位,并與導(dǎo)梁對接,如圖2(b)所示。
(5)通電頂升、拆除臨時支架:主液壓油缸頂升主梁一定高度,拆除移動模架下面的臨時支架,然后回縮主梁液壓千斤頂,使主梁再次回落到移位臺車的輥輪上。
(6)啟動移位臺車,安裝1#、2#、3#主梁:啟動移位臺車,將已拼裝的導(dǎo)梁、主梁向前推進(jìn)、安裝剩余的1#、2#、3#主梁,如圖2(c)所示。
(7)安裝墩頂提升架:因墩頂提升架整體重量大、安裝高度高、操作空間有限,在墩頂搭設(shè)操作平臺,用塔吊分件吊裝進(jìn)行安裝,墩頂預(yù)埋錨固件,基座橫梁下用砂漿找平。
(8)安裝底模桁架與配重塊:底模桁架與主梁以高強(qiáng)連接螺栓固定,緊固扭矩須滿足設(shè)計(jì)要求。為了保證鋼主梁在過跨移動過程中的穩(wěn)定與平衡,在鋼箱梁外側(cè)配掛預(yù)制混凝土塊以平衡向內(nèi)側(cè)傾覆力矩。
(9)安裝模板、液壓與電氣系統(tǒng)、后輔助支腿:安裝底側(cè)模板,并通過桁架上的螺旋千斤頂對模板標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。液壓與電氣系統(tǒng)的布置充分考慮避讓移動部件。吊裝及安裝后輔助支腿,如圖2(d)所示。
圖2 移動模架整體吊裝施工流程
(10)提升到位,張拉固定墩旁托架:安裝吊裝鋼絞線及導(dǎo)線裝置。當(dāng)提升荷載達(dá)到80%移動模架荷載時,橫移移位臺車離開墩身100cm,解除墩旁托架與墩身之間的連接。然后控制提升液壓系統(tǒng),分三次整體提升移動模架,首次試提升10cm,觀察一段時間。其次提升5m 左右,安裝右幅S7 的墩旁托架;最后整機(jī)提升移動模架至設(shè)計(jì)位置,橫移移位臺車,張拉固定墩旁托架。然后墩頂?shù)奶嵘苡透拙従徑德?,至完全卸載,最后拆除提升架,進(jìn)入施工階段[4]。
(1)梁端拼裝前,按施工圖調(diào)整移位臺車位置,確保前后移位臺車軌道軸線處于同一直線上。
(2)拼裝場地移位臺車與墩旁托架上方移位臺車在同一標(biāo)高。
(3)主梁接頭高強(qiáng)螺栓施工必須符合相關(guān)技術(shù)條款和技術(shù)規(guī)程。
(4)降低后方墩旁托架上頂升油缸,使移動模架縱坡與箱梁設(shè)計(jì)縱坡相同。
(5)縱向滑移軌道上需及時涂抹潤滑油,以減小頂推過程中的摩擦阻力。
(1)應(yīng)提前在墩頂安裝預(yù)埋件,用于錨固提升支架系統(tǒng)。
(2)提升過程中要保證各個提升點(diǎn)步調(diào)一致,每50cm進(jìn)行一次校核,如差距超標(biāo)要進(jìn)行調(diào)整。
(3)提升過程中操作人員密切注意油泵讀數(shù)的變化,如有異常立刻停止頂升,查找原因[5]。
頂推安裝施工所用材料少,不需要搭設(shè)較大的操作平臺,占用場地小,移動模架存放、拼裝、搭設(shè)場地均在橋臺后方的路堤上,其他區(qū)域可以方便吊裝作業(yè),甚至車輛通行,拼裝場地與起重吊裝操作平臺基本在同一水平面,安全風(fēng)險小。適用于橋臺始發(fā)、工作面較小、起吊范圍和重量受限的標(biāo)準(zhǔn)梁端施工。
若橋臺后方無相應(yīng)的場地、多跨連續(xù)梁橋移動模架始發(fā)位置在中部,則頂推安裝不適用;且頂推過程中要保證橋臺后方拼裝場地標(biāo)高與墩旁托架頂部標(biāo)高相適應(yīng),可能需要搭設(shè)一定高度的基礎(chǔ)或臨時支架,若搭設(shè)高度過高,則頂推安裝不適用。
整體吊裝安裝位置靈活,能夠從橋梁中部始發(fā),適用于工期緊、橋跨多的施工組織安排。整體吊裝移動模架機(jī)械化程度高、整體性好、施工周期短,適于快速安裝就位。
移動模架提升施工技術(shù)復(fù)雜,受天氣因素影響較大,因此安全風(fēng)險系數(shù)高[6]。移動模架的拼裝、搭設(shè)、吊裝作業(yè)及材料存放均需要安排不同的場地,占用臨時場地,造成運(yùn)距較長,對于山嶺地區(qū)地形起伏大、清表和場地平整受限、臨時支架搭設(shè)困難、施工場地少、施工區(qū)域分散的情況不適用。
綜上所述,頂推安裝施工適用于橋梁跨數(shù)較少,橋臺后有足夠工作面,整幅均使用移動模架進(jìn)行安裝的情況,具有操作簡單、安全風(fēng)險較小、所需施工場地較小等優(yōu)點(diǎn);整體吊裝安裝施工適用于跨數(shù)較多、始發(fā)位置位于中間的情況,能夠很好地適應(yīng)不同的施工組織安排,且具有高強(qiáng)螺栓連接節(jié)點(diǎn)質(zhì)量高、整體性好、安裝施工周期短的特點(diǎn)。