凤凰二桥混凝土连续箱梁移动模架一次双跨整体浇筑施工技术

张苹 秦星

摘 要：广州南沙明珠湾区凤凰二桥引桥混凝土连续箱梁施工，将逐跨施工的移动模架改制成一次双跨整体浇筑，解决了现浇箱梁梁体线形控制、双跨模架行走、双跨浇筑工艺优化等技术难题，经校验各施工阶段桥梁应力、现浇箱梁的标高误差等指标均满足设计及规范要求。一次双跨整体浇筑施工技术有效提高了移动模架工法的工效，降低了施工风险，适合在高墩、软基、桥幅众多的桥梁施工中推广使用。

关键词：连续箱梁 移动模架 一次双跨

移动模架称移动造桥机，是一种自行走，自带模板，并支撑在墩柱或承台上，而对桥梁上部结构现浇施工的专用设备，近年来，移动模架工艺因为不需要地基处理，在混凝土现浇梁的施工获得广泛应用。目前，多采用移动模架进行逐跨施工，但对于一联小跨度等截面箱梁一次性浇筑两跨工艺应用的较少。

1.工程概况

广州南沙凤凰二桥两侧引桥为30m-40m现浇箱梁结构，总长为1833m，其中北引桥长195m，单幅6跨2联，北引桥总长为1638m，单幅总计51跨15联其中南引桥117#墩（K4+334）到72#墩（K3+879）采用移动模架施工，其中30m跨径现浇梁时采用一次双跨整体现浇移动模架工法。

2.工程特点及难点

本工程混凝土连续箱梁采用移动模架一次双跨整体浇筑施工技术，主要存在以下方面技术难点：

（1）移动模架拼装场地受限、拼装难度大，施工组织难；

（2）移动模架施工过程中，结构受力形式由逐跨浇筑时简支梁变化为两跨同时浇筑时的多跨连续梁，对移动模架性能要求更高，受力情况不同于常规施工，变化复杂；

（3）双跨施工时，移动模架多点受力，支撑系统受力平衡要求高，施工操作难度大；

（4）如何控制双跨梁体线性，保证移动模架梁体外观质量满足设计及规范要求。

3.移动模架一次两跨浇筑工艺

3.1 工艺流程

施工准备→模架拼装→底模、侧模安装调整→底板钢筋、腹板钢筋、预应力波纹管的安装定位→内模板的整体吊装→顶板钢筋绑扎固定→砼施工→预应力施工→落模、模架行走开始下一循环施工。

3.2 移动模架拼装

（1）确定拼装方案。考虑到施工现场无大型起重设备，移动模架桥下拼装整体吊放方案不适用，为了充分利用施工现场现有的起重设备，减小移动模架拼装在关键线路上占用，移动模架需要提前进场，在箱梁现浇原位搭设钢平台，与支撑在承台上的牛腿共同组成拼装平台，利用履带吊将模架散件依次拼装。

（2）牛腿安装。支撑牛腿由钢管柱和牛腿两部分组成，钢管柱直接安装在承台上，牛腿采用精轧螺纹钢对拉。支腿安装前先测放出墩身兩侧放置支腿位置及标高值，采用支座灌浆料进行找平。第一个牛腿吊起与支腿螺栓连接完成后，用两个10t葫芦挂住三角牛腿上用来临时固定吊耳，通过葫芦调节尽量保证牛腿轴线与墩身轴线重合；吊装另外一只牛腿并附带精轧螺纹钢，调整两侧牛腿在同一轴线上，支腿螺栓连接完成后穿牛腿精轧螺纹钢并进行张拉。张拉时由内向外由下向上顺序对称张拉三次，每根螺纹钢预受力25T，张拉完成后观察各个部位是否与墩柱贴紧，否则采用薄钢板塞垫。最后安装牛腿对拉梁及销轴，对拉梁与墩身之间间隙用木楔子打紧。

（3）移动模架拼装。移动模架拼装采用逐节吊装悬拼推进工艺，现场搭设临时钢平台辅助安装，见图1所示。

具体拼装步骤如下：

第一步：安装主梁5，搁置在牛腿及钢平台上，悬臂拼装前导梁；

第二步：悬臂拼装主梁4并和主梁5连接，通过纵向千斤顶使主梁向小桩号移动；

第三步：悬臂拼装主梁3，重复第二步直到完成后导梁的拼装；

第四步：安装横梁、底模、侧模；

3.3 箱梁施工

（1）箱梁浇筑。因本工程箱梁为一次双跨浇筑，调整模板标高、轴线时先在2个固结墩周围调整；翼缘板则通过支撑撑杆从端头依次调整。模板调整完毕后，依次模板、钢筋、混凝土、预应力等工序。

（2）一次双跨浇筑顺序。因箱梁的施工接缝设置在1/5断面处，悬挑6m，混凝土浇筑从悬臂端向已完成箱梁侧进行。按照水平向分层、斜向分段（底板、腹板、顶板）全断面同步推进，一次浇筑成型的原则进行。

（3）施工缝的处理。与逐跨浇筑相比，该方案一次浇筑两跨，减少了施工缝，有利于桥梁整体线形及色差控制。本工程在施工缝处采用后支点悬挂，移动模架主梁与已浇筑混凝土侧悬臂端变形协同，以较少新老混凝土错台。

4.现浇箱梁线型的控制

采用移动模架一次浇筑两跨的施工工艺，在完成整联现浇箱梁施工之前，需要进行一次受力体系的转换。转换时施加纵向预应力，悬臂端会产生负弯矩，有向上位移，同时考虑混凝土收缩、徐变等综合作用，现浇箱梁的线型控制显得尤为复杂，必须掌握现浇箱梁在施工全过程中的位移变化规律（包括移动模架的），并预先设置预拱度。

4.1 模架预拱度设置需要考虑的因素

（1）桥梁结构自身的因素：主要包括现浇箱梁自重、二期荷载、纵向预应力以及混凝土的收缩徐变。其中纵向预应力对箱梁产生向上的变形。

（2）活载：主要是车辆荷载、人群荷载等。考虑到行车舒适性，模架预拱度的设置仅考虑1/2活载变形。

（3）施工因素：移动模架自身的变形（包括主梁、牛腿弹性变形、非弹性变形等）以及为了减少施工缝处错台采用移动模架后支点悬挂的方式对已经浇筑箱梁的荷载而产生的挠度。

4.2 预拱度设置

（1）桥梁结构自身的因素、活载等对预拱度的影响值通过有限元计算确定，并在施工中注意测量进行修正。施工因素中移动模架主梁、牛腿变形（非弹性变形、弹性变形）通过预压以及有限元分析计算综合确定。

（2）模架预拱度的设置采用按二次抛物线分段拟合。实践证明这种分段拟合不影响现浇箱梁的外观线型。其中底模预拱度通过调整底模竖向千斤顶来设置；侧模预拱度通过调整每块模板连接螺栓的松紧程度来实现；翼缘板坡度则利用外模支撑杆的伸缩调整。

（3）施工时，分别在砼浇筑的前后、预应力施工的前后、模架脱模前后等六个步骤对箱梁的线型进行监测，并将测量数据与理论计算值进行较对，对偏差进行相应调整修正，确保箱梁线形正确。

5.实施效果

广州南沙凤凰二桥混凝土连续箱梁采用移动模架量跨一次浇筑施工工法，与预制箱梁整孔架设工法相比，可节省制粱场、吊梁、运梁等大型设备投资；与满堂支架工法相比，减少对基础加固处理；与现浇单跨梁工艺相比，加快了施工进程，由原来12.5天/跨的浇筑速度提高至8天/跨的架设速度，每联节省工期5天，节省总工期约1.5个月，模架运行步骤也有部分简化，双跨浇筑省掉了一次脱模、系统推进及调整侧底模的作业，节省施工人员费和设备费约235万元，节约项目管理费105万元。

同时，移动模架双跨浇筑技术在本工程的成功应用，有效提高了移动模架工法工效，降低了施工风险，对结构质量也有显著提升，现浇箱梁的各项参数指标均满足设计和规范的相关要求，获得了业主、监理、质监站等单位一致好评和肯定，具备了极好的社会效益。

6.结语

凤凰二桥引桥箱梁施工，成功地将适用于逐跨施工的移动模架改制为双跨施工，对双跨一次浇筑工作状况下移动模架的承载力进行了分析验算，并对鼻梁、横梁、支承小车、牛腿的强度及稳定性进行分析，为模架预拱度的设置提供了理论的依据，并依据现场测量数据进行修正，解决了预拱度确定的难题，为国内公路、铁路桥梁的设计与施工提供了“移动模架双跨一次浇筑混凝土箱梁”的成功范例，为同类型桥梁上部结构施工提供了参考和借鉴。