浅析简支梁移动模架拼装与荷载试验

邢学院

（中铁十六局集团第五工程有限公司，河北 唐山 063000）

0 引言

移动模架法是铁路简支箱梁原位现浇施工的一种重要方法，简支梁移动模架现浇施工技术在孔跨多、墩高、梁体外截面为等截面的特大桥梁施工中具有显著优势[1]。本文以黄黄铁路HHZQ-1标巴河特大桥简支梁移动模架法原位现浇施工为背景，对简支梁移动模架拼装与荷载试验进行分析研究。

1 工程概况

巴河特大桥位于湖北省黄冈市黄州区及浠水县境内，全桥长度为2961.52m，主跨（44.5+108+2×200+108+44.5）m采用预应力混凝土矮塔斜拉桥跨越巴河河道，跨径24m、32m箱梁设计为单箱单室斜腹板预应力混凝土等截面简支箱梁，梁端顶板、底板、腹板局部向内侧加厚，均按直线线性变化，梁面宽12.6m，梁底宽5.5m，轨下箱梁截面高度为3.035m。边支座中心线至梁端0.75m，横桥向支座中心距为4.5m。简支箱梁采用DSZ32/900上承自行式移动模架原位现浇施工，柱施工完成达到设计强度后，桥梁墩在巴河特大桥2#、3#、4#墩地面上将移动模架的6节承重纵梁和6节导梁分别拼装好，在4#-5#墩之间搭设临时支架，在4#、3#、2#墩墩顶安装移动模架纵梁的后支腿、中支腿、前支腿。用吊车将承重纵梁用2台250T吊车吊装到墩顶支腿上，临时固定，安装横向连接系，再拼装导梁，安装挑梁、吊挂、外模板，进行荷载试验。

2 移动模架构成与拼装

2.1 移动模架构成

巴河特大桥简支梁采用DSZ32/900上行式移动模架施工，系针对铁路客运专线双线整孔桥梁施工而设计，为上行式结构，可以自行倒装主支腿，见图1 所示。DSZ32/900上行式移动模架构成主要包括后行走机构及后支腿、固定中支腿及前支腿、主箱梁及其横联、挑梁、吊挂及底模桁架、底模和侧翼以及电气液压系统及辅助设施等，采用双主梁结构，横向稳定性更好，抗风能力强。

图1 DSZ32/900上行式移动模架

2.2 移动模架的拼装

（1）后行走机构及后支腿的安装。在安装前首先进行放线测量，在桥墩上面明确后行走及后支腿安装位置[2]。然后用吊机将后行走及后支腿吊至安装位，准确调整其安装位后再撤去吊机。

（2）固定中支腿及前支腿的安装（见图2所示）。先在地面将前支腿进行拼装，然后通过吊机将其吊至3#墩安装，并将其与桥墩面牢牢锚固在一起。然后在地面上将顶升油缸和固定中支腿拼装好后，分别吊装两侧固定中支腿，吊装结束后采用[10槽钢将其固定，然后再通过横联及斜撑进一步对其加固[3]。

图2 固定中支腿及前支腿安装示意图

（3）主箱梁及其横联的安装。首先在地面对主梁进行拼装，拼装完成后通过两台250T吊机抬吊单边主箱梁，接着使用两台250T吊机抬吊另一个单边主箱梁，再安装横联。

（4）挑梁的安装。挑梁采用汽车吊单个吊装安装，每个挑梁为双片三角形稳定结构，共计16个，挑梁吊装到位后，施工人员使用螺栓和主梁连接[4]。

（5）吊挂及底模桁架的安装。首先在地面进行拼装，包括吊挂、开模装置以及底模桁架和撑杆等，共计16组，然后将组装好的这些组件吊装到位，通过销轴以及吊挂等进行固定。

（6）底模和侧翼的安装。施工人员使用开模油缸或吊机对底模桁架合拢，然后吊装各底模就位，底模共计16块，由中间向两端分别吊装就位安装，接着吊装各侧模就位。侧模共计18块，由中间向两端分别吊装就位安装[5]，最后把全部18块翼板吊装就位，安装顺序与侧模相同。

（7）移动模架全部液压电气等部件安装。

3 移动模架空载试验与加载试验

3.1 移动模架空载试验

（1）对底模以及侧模的各段各块进行微调，观察是否可以调动以及底模、侧模预拱度设置是否科学合理。然后对两根箱梁轨底高差进行测量，通过两主梁竖直油缸对模床进行顶升120mm，保持15min，对垂直油缸的保压以及锁定性能进行观察分析。

（2）模架向前移动过孔，对移动速度进行观测，确保两主梁向前移动速度基本一致，待回位之后对各梁的纵向位置进行微调，然后顶升模床到浇筑位置。

（3）在上述操作过程中对电、液、机部分进行同步检查，确保各部门的工作均无问题。

（4）对模架进行检查，确保所有构件无损坏、无松动。

3.2 移动模架加载试验

（1）移动模架预压试验方案：主要是为验证DSZ32/900上承自行式移动模架的设计与制造质量，以及掌握移动模架浇筑工况的实际挠度和刚度，在移动模架正式投入施工前需要开展现场静载试验，确保其在施工中使用安全。

（2）试验程序与步骤流程：试验准备（技术交底、施工组织等）→移动模架安装就位→移动模架全面检查→布设观测点标记→进行分级加载→观测读数、记录→终值静置→观测、全面检查→卸载→观测结果整理、分析→移动模架投入使用。

（3）测点布设：先是沿纵向方向在两侧主梁上等间隔布设五个测点，位置分别为0L、1/4L、1/2L、3/4L、L，然后在沿纵向方向在两侧模板上等间隔布设五个测点，位置分别为0L、1/4L、1/2L、3/4L、L，测点位置可以选在翼模与腹模交汇处，横向位置可选在与混凝土箱梁腹板对应处，共设置20个测点。为了保障测量精度，在数据读取时需要采用同一测量仪器，并且由同一个人进行读数，读数误差要求控制在±1mm之内。要求每次观测均对测点的标高进行记录，以备后续复核。

（4）预压试验前的准备工作。

①预压重量的确定：压重物需要模拟混凝土箱梁的重量分布，整孔梁长32.6m，梁体混凝土316.1m3，计821.86t，其中墩顶各1.3m长混凝土箱梁重量支撑在墩顶上；因此实际由模架支撑的混凝土梁长为30m，施工荷载为2.5kN/m2，30×12.6×2.5=945kN/m2，计94.5t。按照梁体各断面面积（含内模29.2t）计算出30m长分布荷载（见图3所示），按照荷载分布图对模架进行预压试验，100%荷载总重821.86+94.5+29.2=945.56t；依据《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q∕CR 9603-2015）第12.3.8条，应为1.2倍，荷载总重为1134.67t。

图3 1倍荷载分布

②预压材料及辅助设备的准备：根据预压要求，结合现场实际情况选择好合适的预压材料。可全部用砂袋进行预压，也可用砂袋结合钢筋进行预压，还可选用钢筋和砂袋及水进行预压。根据用户要求，在此以纯砂袋为预压材料对整个预压过程进行模拟。主要准备材料为砂袋，908袋，共1134.67t（干细砂计算密度取1.5t/m3；砂袋尺寸1m×1m×1m，有效容积按0.85m3，则1.25t/袋），还有辅助材料及设备，塑料布15m×35m。

（5）预压试验：严格按照操作规范采用分级加载模式进行试验[6]。

①加载到60%，在底模两端头3m范围内堆2×40袋砂袋，重量大约为2×50t。由于已经在底模两端头3m预压100t，然后在中间24m 范围内底模和翼模上均匀预压467.5t 砂袋，此时达到载荷的60%（即567.5t），见图4 所示，进行读数记录。

图4 加载到60%中部24m预压示意图

②加载到100%，在30m长度上，腹板附近均匀加砂袋，使压重达到100%（即945.56t）。

③最后加载到120%，继续在30m长度上，腹板附近均匀加砂袋，使压重达到120%（即1134.67t）。

（6）读取数据及数据处理：基于空载测量数据以及原始数据，计算模架的变形量，然后基于预压前、预压期、稳定期以及卸载后测量得到的标高计算支架总下沉量，最终通过计算得到弹性以及非弹性变形量。

（7）预压试验注意事项。

①在进行预压之前需要对中、后各主支腿与主梁的连接螺栓进行检查；

②预压物应尽量匹配混凝土梁体荷载分布；

③在进行预压试验时应该采用分级分层加载方式，避免预压物在局部位置产生大量堆积；

④如果预压物从主梁、连接系以及挑梁的空挡进入，需要安排指挥人员在主梁上进行全面协调，确保各项工作有序平稳运行，同时在加载过程中需要对3T电动葫芦的电缆及钢丝绳进行保护，避免造成损伤；

⑤加载过程中需要做好安全防护，模板内禁止人员走动，在设备上设安全员一名，加强安全监督。

（8）预压后模板的调整。

通常来说模板在安装时已经基于施工设计要求，按照预拱曲线装好，不需要再次进行调整。如果预压后发生轻微变化，需要再次进行调整，并注意如下方面：

①按照先调底模，再调腹模，最后调翼模的原则进行调整；

②在调整底模拱度时，按照由中间向两端的方向进行调整，通过千斤顶和底模撑杆将其调整至相应高度；

③通过调整中间的模板撑杆长度来调整腹膜，在调整过程中确保腹模上口宽度以及平顺性满足要求；

④调整端部模板撑杆长度来调整翼模拱度，让翼模拱度与底模拱度尽量保持一致，在调整过程中如果费力，可以松开部分连接螺栓，调整结束后再拧紧连接螺栓。

4 结束语

本文以黄黄铁路HHZQ-1 标巴河特大桥简支梁移动模架法原位现浇施工工程为例，对移动模架拼装工艺技术进行分析。在进行移动模架安装施工阶段，需要对所有构件进行全面检查，确保安装准确可靠；在安装结束之后需要开展加载试验，并且在加载阶段做好移动模架的变形监测。加载试验证明，该工程移动模架安全可靠、稳定性强，能够在巴河特大桥建设过程中发挥良好的作用。