浅析单主梁移动模架适应非标工况的改造

王艳芳，孙 军，王 亮

（郑州市华中建机有限公司，河南 郑州 450041）

2003 年以来，我国高速铁路、客运专线建设高速发展。根据高铁32m 双线整孔箱梁的设计和施工特点，我公司研制出MZ900S 型单主梁上行式移动模架造桥机，用于铁路客运专线双线整孔箱梁现浇施工。

自250km/h 时速的城际客专修建以来，通用简支梁之间多有大跨度连续梁的存在，大跨度连续梁在梁底宽度上一般比通用简支梁宽1.2～1.8m，当汽车起重机进入施工区域困难时，单主梁上行式移动模架频繁过连续梁也比较困难，此时模架自身若具有一种功能，只需操作开关键就能自行通过连续梁，即可解决此类工况；整体线路的曲线半径也由原来高铁的R≥2 000m逐渐调整为客专的800m 曲线半径，城市立交桥地带及多山避让地带常有小曲线半径的出现；整体线路的纵坡已是由原来高铁的≤2%逐渐调整为客专的≤3%纵向坡度，山区地带及城市多立交地带常有大坡度桥梁的出现。综合以上几个难点问题，对单主梁上行式移动模架进行了升级改造。

1 MZ900S型单主梁上行式移动模架造桥机

1.1 升级改造后的技术参数

现浇跨度：32.7～24.6m 之间任意跨度

适应曲线半径：R≥800m

适应纵坡：3%

1.2 结构组成

MZ900S 移动模架是一种单主梁上行式移动模架，主要用于混凝土梁的现浇施工，其结构组成见图1。

图1 MZ900S型移动模架结构组成

2 针对特殊工况的适应性改造及优势

2.1 开模方式不同，稳定性、安全性略有不同

单主梁上行式移动模架造桥机底模单独平移开启和闭合与双主梁式外模系统整体横向平移开闭，这两种模板开启系统在施工中稳定性、安全性是不同的。

我公司在单主梁式上行式移动模架选型的初衷是：在安全性、稳定性都有保障的前提下，考虑设备的方便性、经济性、持久性、环保性。在浇筑梁施工状态设备处于合拢状态，此时设备的稳定性主要看各支腿的站位距离，而各站位支腿的站位距离是根据混凝土梁型大小、混凝土梁端部张拉位置以及桥墩大小而定，可见不同类型的上行式移动模架站位距离都相同，不存在哪种类型的设备更安全的问题，通过计算单主梁上行式移动模架满足8 级风正常施工要求。

其次，考虑模板打开过孔状态的安全性、稳定性。单主梁上行式移动模架从断面几何尺寸上看仅有不到20%的底模板及底模架平开移动，其余80%部分都不发生位移，从几何尺寸上极大限度地解决了开模状态设备的稳定性，打开的越少越安全、稳定（图2）。双主梁式上行式移动模架从断面几何尺寸上打开移动部分占到70%，单边大部分结构远距离自由悬垂，抗风能力差，增加了倾覆力矩，由此可见，双主梁上行式移动模架安全性差，事故率高，尤其在沿海风力较大场合，容易侧翻。

图2 模架工作状态及开启过孔状态端面图

2.2 在施工小曲线（R≥800m）梁型的优势

单主梁上行移动模架在跨度为32m 情况下最小架设800m 曲线半径，因单主梁结构形式容易实现在各支腿处主梁及支腿向曲线方向的滑移偏摆，操作简单，安全可控。施工步骤如图3 所示。

1)步骤一 移动模架进入曲线段施工，整机纵移指定距离后停止；后支腿油缸顶升，前支腿悬空后吊挂在主梁轨道上准备前移。

2)步骤二 辅助支腿和桥面竖向预应力筋或桥面预留孔锁定；前支腿吊挂在主梁上，使用拖拉机构将前支腿牵引至前墩安装位置附近，前支腿中心与桥墩预埋件中心横桥向对齐。

3)步骤三 前支腿横移油缸推动前支腿横梁向曲线内侧移动，前支腿中心与墩顶预埋件中心纵桥向对齐。

4)步骤四 前支腿沿中心向右旋转约2°，托辊轮箱与钢箱梁走道方钢保持平行；前支腿立柱与墩顶垫石锁定，后支腿悬空，整机准备第二次前移。

5)步骤五 移动模架辅助后支腿顶推，整机前移，至前牛腿与前支腿顶升油缸中心线重合时停止。

6)步骤六 前支腿横移油缸顶推，前支腿横梁向曲线内侧纵移约1 200mm。

图3 MZ900S型移动模架曲线施工作业步骤

2.3 在通过连续梁施工中的优势

单主梁上行式移动模架的挑梁和吊臂之间为三角形铰接结构，如图4 所示，可在三角形的第三边设置翻转油缸，当遇到过连续梁时开启翻转油缸，即可快捷地实现通过连续梁工况。旋转开度的大小也可根据不同的连续梁宽度可调，图5 为该模架设备在中交四航局珠海城际现场施工图片。

图4 MZ900S型移动模架过连续梁

图5 中交四航局珠海城际现场施工图

挑梁、吊臂、底模架是一体结构的上行式双主梁移动模架，在主梁两侧的平开结构无法实现旋转打开，需要拆除，施工不便。

2.4 在双向施工（调头施工）方面的优势

单主梁上行式移动模架在双向施工工况时（图6），只需将前导梁第一节调至尾部，将前后腿下部立柱更换至后支腿下部（前后支腿上部结构相同），在将纵移辅助支腿调至到另一边，设备的对称性好，即可快捷地开始反向施工，效率高，需要调运的汽车起重机吨位小。

图6 MZ900S型移动模架双向施工

双主梁上行式移动模架为双跨式结构形式，前后支腿设计结构形式不同，设备对称性差，需要动用大吨位汽车起重机，耗时至少30 天以上才能整机调换过来，使用人员也较多，相当于半拆解和半安装的工作量，图7 为该设备在中铁二十四局温福线调头施工现场照片。

图7 中铁二十四局温福线调头施工现场照片

2.5 在施工3%纵向坡度方面的优势

350km/h 时速的高速铁路线路规定纵坡≤2%，而250km/h 时速的城际客专线纵坡为≤3%，为适应桥梁建设的变化，又不影响施工时移动模架设备的安全性、稳定性，对移动模架进行如下调整：在满足施工稳定性及过孔稳定性的前提下，施工时（以施工3%下坡为例）把移动模架与线路的坡度调节在出一个角度，在下坡状态可以让设备前高后低，然后通过吊杆将模板按高低顺序调节出线路坡度，图8 为中铁五局在成贵线纵坡3%（下坡）的施工现场照片。

3 结语

图8 MZ900S型移动模架在纵坡3%（下坡）施工

经过十多年路桥建设发展，MZ900S 型单主梁上行式移动模架造桥机在高铁市场占有率居于绝对优势，根本原因在于其自身所具有的独特优点：①单主梁上行式移动模架能自行完成整机过孔移位，无须其它辅助吊装设备；②采用单主梁上行式移动模架现浇施工，不影响下方路面通行，适合多种施工工况；对复杂的线路及地形地貌适应性强，节约时间，适宜城市、山区施工；③采用底模单独平移开闭模式，相对于外模系统横向平移开启和闭合，设计新颖且结构合理，过孔状态抗风能力强，更加安全稳定；④当通过连续梁或连续刚构等桥间转场时，只需旋转展开侧模架和底模即可进行转场，提高转场作业效率，减少整机拆装工作量；⑤主梁、模架均为对称设计，调换导梁、辅助支腿位置就可以满足双向施工；⑥主梁为单主梁结构形式，在前支点偏摆主梁比较方便、容易操作，从而可实现R≥800m小曲线梁的施工；⑦自重轻。