移动支架在预应力砼现浇箱梁施工的应用

2020-06-12张元春

商品与质量 2020年6期

关键词：标准件吊机边区

张元春

中交第三航务工程局有限公司厦门分公司福建厦门 361006

1 工程简介

东风大道快速化改造工程（二期）工程，路线全长7.45公里，主线采用高架桥+地面辅路的方式，设计时速80km/h，主线高架桥标准段为跨径35m、宽33m的现浇预应力混凝土箱梁，墩高为12m-15m，单联跨径为42m+35m+35m+28m。

2 移动支架结构及特点

结合本工程实际情况，经过多方面地比较选择，采用下行自行式移动支架。该支架是针对市政快速路整孔桥梁施工而设计，为下行式结构，地面设置基础和走行轨道，采用电机驱动，边、中区移动支架分开走行。

2.1 移动支架系统

本移动支架主要由模板系统、纵横梁系统、支架系统、液压系统、走行系统等构成。其受力结构形式为梁柱式结构，混凝土浇筑时其传力途径为：模板系统→纵横梁系统→支架系统→基础。移动支架在横向分为边区移动支架和中区移动支架，边区移动支架和中区移动支架之间通过横梁采用法兰连接为整体。走行方式：电机驱动，边、中区移动支架分开走行。过墩方式：边区底模翻转，中区支架下落[1]。

2.2 模板系统

模板系统由面板、背肋、模板桁架组成；面板为8mm厚钢板；背肋为[8，混凝土梁翼缘下背肋间距为0.5m，底板下背肋间距为0.35m；模板桁架由I14a和I20a焊接而成，桁架在纵桥向墩顶实心段间距为0.875m，其它位置为1m和1.25m。在横梁位置处，侧模设有活动模板。

2.3 纵横梁系统

纵横梁系统由纵梁、横梁组成；纵梁为HM400×300的型钢，其上翼缘与模板系统桁架采用φ16mm螺栓相连，其下翼缘与横梁采用φ22mm螺栓相连，纵梁在横向分三种类型，在桥横断面共布置24根，间距为1、1.2、1.4、2.2m不等；横梁为焊接钢箱型，横梁A、B为等截面钢箱梁，高、宽均为0.5m宽，横梁C为变截面钢箱梁，跨中截面高、宽均为0.5m，横梁通过横移微调限位装置固定于支架外套筒顶。横梁A、B、C之间通过法兰相连。示意图如上所示。

2.4 支架系统

全套移动支架中含A、B、C三类支架，支架A适用于边区移动支架，支架B、C适用于中区移动支架。单个支架由内套筒、外套筒、套头、连接系、平联、反力梁及地梁等组成。外套筒为φ630×10mm钢管，内套筒为焊接钢箱梁，截面尺寸为360×360mm，板厚为20mm，开孔位置采用贴20mm厚钢板加固。连接系为φ325mm、φ245mm钢管焊接而成桁架结构；地梁采用2根I45a上下翼缘贴板焊接而成的箱型结构；反力梁1由2根[36a型钢焊接而成，反力梁2由2根[32a焊接而成。内外套筒通过套头由φ90mm销轴固定它们之间相对位置，连接系及平联与外套筒采用φ40mm销轴固定，内套筒立于地梁之上，采用φ22mm螺栓与地梁相连。

2.5 液压系统

液压系统由支架伸缩千斤顶、调高千斤顶、翻转千斤顶等组成，单组支架采用同一套PLC控制系统。单个支架A需2个支架伸缩千斤顶和2个模板翻转千斤顶，单个支架B需要2个支架伸缩千斤顶，单个支架C需要3个支架伸缩千斤顶。

2.6 走行系统

走行系统由主动轮、从动轮、手动夹轨器等组成，单个支架由2个主动轮、2个从动轮、2个手动夹轨器组成。

3 移动支架施工

3.1 地基处理

本工程主线高架桥位于武汉市东风大道上，为G318国道，面层为厚度7cm沥青混凝土路面，基层以水泥稳定碎石为主，其承载力按公-I标准进行评估取值，可满足支架搭设及受力要求。原路面纵横向坡度保持良好，满足排水要求。

3.2 路面处理

对于完整的路面，地基承载力满足要求，直接在原路面施工移动支架基础标准件。基础标准件安放时用砂浆按计算纵坡找平路面，确保基础标准件的底部平整密实。

对于已经破坏的路面和施工承台时开挖的基坑，在回填前，为保证梁体施工时支架基础稳定，要彻底排干基坑底积水，清除软弱土层，承台基坑采用级配碎石加掺10%水泥，回填后基础地基承载力检测不小于400kpa，回填料封层采用C20混凝土，厚度30cm[2]。

3.3 基础标准件铺设

移动支架基础为C30钢筋混凝土条形基础标准件，采用场地预制。在预制场地先成型标准件钢筋，成型后放入制好的模板中，并按设计图纸尺寸埋设基础螺栓。砼浇筑时采用小型振动棒振捣密实，砼初凝前进行表面平整收光，确保表面平整。

基础标准件分为4种标准件，分别为4.0m×1.0m×0.8m，5.5 m×1.0m×1.0m，3.0m×1.2m×0.6m，4.5m×1.2m×0.6m。

基础标准件铺设前，在摆放场地内，测量本套移动支架各条基础中心线既有路面标高，绘制每孔每条移动支架基础中心纵断面图，对范围内纵断面图进行比较后确定轨面标高，并确定基础下的垫层厚度。按计算厚度在基础件铺设范围内，浇筑找平砂浆，确保砂浆密实、顶面平整。

按设计图纸要求，在基础调平层上测放出各条基础中心线，技术人员在现场根据测量点，拉线用油漆在调平层上标记出基础中心线，纵向用卷尺量出每个基础件的位置，并作出标记。

基础件运至现场，用吊机按现场指定位置安装，对于基础件底局部缝隙，用薄钢板抄垫。确保基础件安放在设计位置，基础件顶面标高满足设计要求。

3.4 轨道铺设

（1）钢轨安装前钢轨的质量和扣件的规格须满足相关要求。

（2）轨道安装时，测量按设计要求放轨道安装控制线，每隔3-5米做一个控制点。

（3）钢轨安装时，按定位线精确调整后，立刻把压板夹紧固。当整根钢轨完成调整后，重新检查压板螺栓是否拧紧。

（4）确保轨道横向位置偏差不大于5mm，钢轨接头用鱼尾板联结，且需处理顺滑，安装钢轨压板固定钢轨。

3.5 移动支架拼装

移动支架拼装时利用中区作为材料、杆件及零配件临时堆放，小型构件组拼及吊机作业场地，先拼装一侧边区支架，待一侧边区支架安装完成，其下方恢复交通后再安装另一侧边区支架，最后安装中区支架[3]。

3.6 移动支架预压

（1）预压目的。①拼装完成后检验移动支架结构强度、刚度、稳定性是否满足要求；②通过试验得出移动支架结构及地基的非弹性变形；③收集移动支架底模各部位变形数据，以便根据需要设置预拱度。

（2）选择预压孔跨。本工程采用移动支架施工的各孔跨之地基均为既有公路路面，地基承载力及地基沉降情况基本一致。移动支架结构形式除支架高度有所差异外其余结构均相同。根据以上特点，本工程仅对第一套移动支架的第一孔位置进行预压。其余各孔箱梁施工时可据此孔预压情况及理论计算相结合的形式，进行支架施工预留拱度的设置。

（3）加载方法。①预压重量根据设计要求取箱梁混凝土重量的1.1倍。②按堆载布置图堆载.堆载材料用袋装砂子，荷载较大处采用钢筋。③每个砂袋内装砂子量应基本相同，过磅取平均值作为砂袋的计算重量。④堆载前应按梁重的1.1倍换算底模、侧模各部位需堆载砂袋的层数和高度。⑤加载分四级进行，分别为总荷载的50%、80%、100%、110%。前两级采用均布，后两级局部加载。⑥堆载时应按计算层数堆码整齐，从中间向两边对称均匀加载。箱梁腹板处如砂袋过高不易堆码，可用钢筋替代。

（4）预压监测。

①预压监测分变形观测和应力测试两类，预压的全过程还要有人观察移动支架局部稳定性和整体稳定性，以及其他可能出现的意外。②监测断面分五个，均设置在移动支架立柱横断面上。③每个监测断面均设置底模沉降观测点5个；立柱顶沉降观测点3个；立柱底沉降观测点3个；地基沉降观测点3个；立柱应力测试点3个。

3.7 移动支架落架

混凝土箱梁预应力施工完成后，即开始移动支架的落架，落架过程按边区、边区、中区三个支架分3次落架；按设计图位置在每个支腿下放置50吨千斤顶，使每个50T千斤顶活塞顶到地梁但不受力。千斤顶布置完成后，侧边区支架的所有砂筒放砂，使该侧边区支架重力全部转换由50T千斤顶承受。模板及支架间连接解除后，所有50T千斤顶同步回油，使支架慢慢降落，直至所有走行轮箱落到钢轨上。用夹轨器临时固定支架，将所有50T千斤顶倒至另一侧边区。利用35t千斤顶或横移限位装置将该侧边区模板及纵横梁向外横移5cm；利用横移限位装置将该侧边区横梁A横向位置固定，解除横梁A和横梁B之间的连接，利用35t千斤顶将底模B及横梁B向下翻转80°，使边区移动支架能过下一墩身。

3.8 移动支架走行

移动支架走行前检查轨道和夹板固定情况，支架前进时段内无可能出现的阻碍，检查机械制动系统良好；在确认完好无误时，鸣笛前进；8.2移动支架的边区、中区支架落架后，分别行走至下一跨施工段。

移动支架行走时，应有专人指挥。移动支架前后左右顶部均要设置防护岗。操作人员要听从指挥，严守工作岗位；移动支架行走过程应平稳缓慢，严禁生拉硬拽，强行前进或后退；夜间走行时，设置足够的照明设施，照明装置采用低压照明。边区、中区支架同步走行至下一跨待浇孔位置，精确定位后，用夹轨器临时固定。

3.9 移动支架走行后调整

中区移动支架利用35t千斤顶同步起顶粗调中区支架立模标高，在中区支架地梁下方按设计图位置放置50吨千斤顶，将砂筒安放到设计位置，所有50吨千斤顶同步起顶，精调立模标高，砂筒顶面抄垫，抄实后千斤顶回油落顶。安装中区单元支架之间的连接系下部的所有销轴。完成中区支架的安装。

利用35t千斤顶同步起顶粗调一侧边区支架立模标高。在该侧边区支架地梁下方按设计图位置放置50吨千斤顶，将砂筒安放到设计位置，所有50吨千斤顶同步起顶，精调立模标高，砂筒顶面抄垫，抄实后千斤顶回油落顶。安装该侧边区单元支架之间的连接系下部的所有销轴。

3.1 0移动支架拆除

最后一孔箱梁预应力张拉完成后开始移动支架的拆除工作。

在该侧边区支架地梁下方按设计图位置放置50吨千斤顶，使每个50T千斤顶活塞顶到地梁但不受力；该侧边区支架的所有砂筒放砂，使该侧边区支架重力全部转换由50T千斤顶承受；解除一侧边区支架在纵梁断开处的底模及侧模之纵向连接；解除单元支架（以一个台车为一个单元）间连接系A和B的下方两个销轴；解除横梁B、C之间的连接；

该侧边区支架所有50T千斤顶同步回油，使支架慢慢降落，直至所有走行轮箱落到钢轨上。用夹轨器临时固定支架。在保证满足交通要求的前提下，把支架高度降至最低；拆除侧模与底模之间的连接螺栓，拆除侧模与纵梁之间的连接螺栓。用吊机和倒链相互配合起吊侧模，使侧模慢慢移出梁底拆除。用同样的方法将该侧边区所有侧模全部拆除；用倒链将底模D慢慢移出，用吊机起吊底模D外侧，用吊机和倒链相互配合起底模D，使底模D慢慢移出梁底拆除。用同样的方法将该侧边区所有底模全部拆除；用吊机和倒链相互配合，将该侧边区所有纵梁逐根移出梁底，全部拆除；利用35t千斤顶或横移限位装置将该侧边区横梁A向外横移一定距离。利用横移限位装置将该侧边区横梁A横向位置固定，解除横梁A和横梁B之间的连接，利用35t千斤顶将横梁B向下翻转80°。用倒链拆除横梁B并下放至地面。用同样的方法将该侧边区所有横梁B及35t千斤顶全部拆除并下放至地面；用倒链拆除单元支架之间的连接系A并下放至地面；用吊机和倒链抬吊横梁A，顺桥向移出单元支架，下放至地面，将该侧边区所有横梁A全部拆除；临时固定支架及地梁，用倒链拆除支架横桥向连接系；用吊机拆除单片支架，拆除地梁及走行轮箱；用吊机拆除钢轨及基础。同法拆除另一侧边区移动支架；边区支架落模，下降至最低高度；用吊机将中区支架，至上而下全部拆除。