移动模架逐孔施工工法

移动模架逐孔施工工法

1 前言

1.0特大桥南引桥设计为5m×40m的等截面预应力混凝土连续箱梁，采用等高度单箱单室斜腹板结构，箱梁高

2.4m，顶宽16m，底宽7m，梁长有32m、40m、48m三种，48m箱梁自重1590t。采用了下承式移动模架造桥机施工,施工安全可靠。采用ZQM1590移动模架造桥机制梁施工工法施工的32m、40m、48m跨度的梁片，具有箱梁整体性好，线形平顺美观的优点，受到业内人士的一致认可和好评,并在进一步完善工艺的基础上形成了本工法。

2 工法特点

2.0.1本工法操作方便，安全可靠，机械化程度高，劳动力投入少,缩短工期。

2.0.2本工法工作场地紧凑，桥位就地制梁，无需制梁、存梁场地和运梁、架梁设备。

2.0.3本工法荷载通过其自身的系统直接作用在桥墩或承台上，对原地面承载力等要求不高；模架在高处前移方便迅速，不妨碍桥下交通，对地形要求不高。

3 适用范围

适用于48m跨度以下，多孔相连且梁重在1590T以下的公路简支箱梁、连续箱梁的施工。使用本工法前需对墩台的结构受力进行计算，以保证该型造桥机架设后墩台的安全性。造桥机主要性能参数表见表3。

表3 造桥机主要性能参数表

4 工艺原理

4.0.1移动模架造桥机是一种自带模板，利用两组钢箱梁支承模板，通过自立行走、模板开合，对混凝土梁进行逐孔原位现场浇筑的施工设备。

4.0.2 下承式移动模架造桥机自下而上可分为墩旁托架、支承台车、主梁、底模及横联、侧

模及支撑、中扁担梁、防台风装置及液压系统等组成，具体见图4.0.2-1,图4.0.2-2。

4

3

11

图4.0.2-1 移动模架造桥机侧面结构图

图4.0.2-2 移动模架造桥机正面结构图

1——主梁；2——横联系统；3——前导梁；4——后导梁；5——墩旁托架6——支承台车；7——底模；8——侧模平台；9——侧模支撑；10——中扁担梁11——防风装置；12——托架支撑；13——配重；14——液压系统

4.0.3 造桥机工作时，整个模架在靠墩旁托架支撑的支承台车作用下，可通过竖移、横移、纵移分别实现脱模、模架横向分离或合拢、过孔。底模在横移油缸作用下，实现开合并可通过底模螺杆调整高程。

4.0.4通过液压调整系统实现对组合式钢模的调整。底模在横移油缸的作用下实现开合，通过底模螺杆调节高程。模架纵移时由液压油缸步进式向前顶推移位。浇筑简支梁时，四个支顶油缸混凝土梁的重量及造桥机自重传递到墩旁托架上。浇筑连续梁时，一般混凝土的分段位在反弯

点(1/6L～1/4L)处，此时造桥机前支点用墩旁托架及支承台车支承，后支点用中扁担梁吊挂于已浇筑好的混凝土梁段上，以保证新老混凝土梁的精确结合。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

移动模架混凝土箱梁施工工艺流程见图5.1。

下一孔制梁

图5.1 移动模架混凝土箱梁施工工艺流程图

5.2 操作要点

5.2.1 施工准备工作

旱桥可采用地面拼装主钢箱梁，然后用大吨位起重设备起吊就位的方案。若受到交通条件的限制，大吨位的吊机无法进入施工现场，可采用“人”字扒杆起吊整体箱梁的方案。为此需要准备足够宽的场地容纳主梁拼装，场地需碾压整平。如果是水桥则可采用浮吊方案来实现吊装。

对高强螺栓连接面逐一进行表面处理，使其达到应有的摩阻系数。对扭矩扳手进行标定，保证连接面的受力强度，对施工质量和安全有影响的构（配）件必须剔除或经过处理，合格后方可使用。

5.2.2 移动模架安装

1移动模架安装施工的工艺流程为：拼装场地的平整——墩旁托架的安装——支承台车的安装——主梁的拼装——导梁的安装——横联的安装——模板及配重块的安装——中扁担梁的安装。

2安装过程

1）拼装场地的平整

拼装场地设在起始浇筑梁片两桥墩之间及其前后两跨，场地需碾压整平。

2）墩旁托架的安装

墩旁托架的作用是将整机载荷和施工工作载荷传到桥墩。墩旁托架采用墩身支承结构，分为左右两部分，两部分之间由螺纹钢筋拉紧。托架上平面设有导向滑轨，便于模架的横向移动，托架下部通过立柱支承在墩身的承台上。墩旁托架的横梁、立柱、斜撑均为螺栓连结，可拆卸。在墩身较矮处施工时，可拆除立柱和斜撑，由底盘直接支撑在基础上施工。因此采用该工法施工对桥墩高度有相应要求,即桥墩高度不低于拆除墩旁托架立柱和斜撑后移动模架的整体高度。在墩旁托架上设有梯子及活动平台。

把桥墩承台面平面度控制在5mm以内。在起始浇筑梁片时，两桥墩承台面应安装加长柱，下部用螺栓连接，上部用螺纹钢筋连接，在地面安装好墩旁托架支撑与托架横梁，用吊机（在水中采用浮吊）吊装到位后，下部用螺栓连接，上部用链条葫芦锁住，如图5.2.2所示。

图5.2.2 墩旁托架的安装示意图

1——链条葫芦；2——螺纹钢筋；3——墩旁托架横梁；4——墩旁托架支撑；5——加长柱桥墩两侧托架支撑应对称安装，然后用精轧螺纹钢筋将两侧的墩旁托架联成一体。

每根精轧螺纹钢筋的预紧力应达到设计要求，尽量使每根螺纹钢筋受力均匀。用水准仪测量墩身两侧的托架支撑的标高，使其两边的标高差小于5mm，使托架支撑能够受力均匀。将千斤顶置于中部、后部墩旁托架上并与墩旁托架固定。

3）支承台车的安装

分别在墩旁托架横移轨道中及支承台车的纵移滑道中涂上润滑油，然后用吊机将支承台车吊于墩旁托架横梁轨道上，之后安装其相关的液压部件（此时油缸活塞杆为缩回状态）。

4）主梁的拼装

采用全部主梁在地面组装完成后用大吨位起重设备整体吊装就位的方案（也可采用临时支墩直接拼装就位）。

当两节主梁拼放到一起后，用千斤顶链条葫芦进行准确对位，先上上下连接板，再上左右连接板，紧固螺栓，连接主梁，左右侧都安装好后整体吊装到墩旁托架的轨道上，最后装上支撑台车的夹持器，钢箱梁首段采用悬拼法吊装到位。

移动模架主梁的连接采用8.8级M24高强螺栓连接。因每个拼接点的连接螺栓数量众多，为了减小先拧与后拧预拉力的区别，施拧高强螺栓必须分为初拧、复拧和终拧。

初拧、复拧只是将两块连接板完全加紧密贴；而终拧则是指达到螺栓的预拉力。

为便于拼装，施工时先用冲钉进行定位。冲钉的总数不得少于孔眼的1/3，孔眼较少的部位，冲钉总数不得少于6个。拼装用的冲钉直径较孔眼设计直径小0.2mm～

0.3mm，长度大于板厚度。主梁拼装前用仪器按照安装图的位置精确定位，保证整体提

升时就位准确。

高强螺栓终拧完毕后，将部分抽检螺栓做好标记，用标过的扭矩扳手对抽检螺栓进行紧固力检测。检测值不小于规定值的10%，不大于规定值的5%为合格。对于欠拧者补拧，超拧者更换后，重新补拧。

5）导梁的安装

主梁前、后两端分别需要安装前、后导梁。使用吊车将前导梁后端吊装在主梁前端并安装就位，后导梁的安装也是如此。

6）横联的安装

用吊车将横梁一片片吊起对齐与主梁连接起来，先装靠近墩身的横梁。安装螺纹千斤顶前，底模横联上螺纹千斤顶要添加润滑油，后用吊机将千斤顶吊装到横联上并安装。7）模板及配重块的安装

为了满足系统分开后的平衡，外模安装前需先安装主梁外侧的平衡配重块，平衡配重块由现场预制，并使用吊车依次安装就位。用吊机将底模板安装到相应的位置,侧模及翼模依次吊装在外模调节螺杆上,边安装外模边调节,直至满足其精度要求。随时用水平仪检查底板的标高、平整度，不符合规定处均应及时整修。具体见表5.2.2。

表5.2.2 安装模板尺寸允许偏差

8）中扁担梁的安装

当第一跨箱梁完成施工后，移动模架至前一跨箱梁位置时，用吊车将中扁担梁安装

在已施工完成的箱梁前端，以后箱梁施工时移动模架主梁的前端将支撑在墩旁托架上，

其后端则由中扁担梁吊起（后端的墩旁托架仍旧受力），使外模紧贴已浇筑的箱梁外缘。

5.2.3 移动模架预压及预拱度设置

为确保移动模架制时的施工安全，必须在制梁之前对移动模架进行预压试验。预压的目的是对移动模架的强度、刚度、稳定性进行检验，并且消除移动模架的非弹性变形。预压过程中进行严密观测，认真收取各项检测数据，经过对数据分析、整理，设置合理的移动模架施工预拱度，以确保完成后的箱梁在纵向线型保持平顺美观，符合设计要求。

1移动模架预压

1）预压重量按现浇箱梁施工过程中最不利状况进行考虑，其箱梁浇筑过程的荷载按式5.2.3计算：

预压荷载=1.1×最大节段箱梁自重（5.2.3）2）造桥机预压前测点布置

在堆载开始前，造桥机就位后，分别在造桥机的主梁、底模、横梁、翼板等部位布置观测点。

3）预压加载布置图绘制：加载模型尽量模拟箱梁的结构形式。

4）模拟堆载:模拟堆载的过程中，要按照制梁的顺序分级进行加载，横桥向堆载按浇筑混凝土的顺序进行。

5）预压的变形测量见表5.2.3。

表5.2.3 预压主梁挠度值的变形测量

对各次观测数据进行分析整理，得出移动模架的非弹性变形值及弹性变形值，并确定弹性变形的曲线值，为后续施工提供技术参数。

2预拱度设置

1）梁体拱度值设置：对测量资料进行整理、分析，非弹性变形在设计值范围内，扣除非弹性变形后的底模实际下挠值与厂方提供的理论挠度值进行对比，看是否符合。实际施工下挠指导值取左右钢箱梁上方的底模实际下挠值的平均值，并以该值绘制出平滑曲线图即为施工下挠指导值曲线。施工下挠指导值曲线相应值的相反数即为各点底模的预拱度值。

2）其它箱梁预拱度设置：后续箱梁施工前底模预拱度根据前跨箱梁的实际下挠度“L1实”(测量获得)和前跨理论下挠度“L1理”及本跨理论下挠度“L2理”(厂方提供)综合分析进行设置。

参考公式：

本跨下挠度修正值△L2=（L1理-L1实）×(L1理-L2理)/L2理

本跨施工下挠指导值L2指=L2理-△L2

预拱度设置是一个理论与实践相结合，不断收集数据、分析整理，再调整的循环过程。

5.2.4 箱梁梁体施工

箱梁梁体施工的工艺流程为：模板清理并涂脱模剂——绑扎底板、腹板钢筋——安装预应力管道及穿钢铰线——内模安装——绑扎顶板钢筋——封头模板安装——浇筑箱梁混凝土——预应力张拉。

1模板清理并涂脱模剂

1）检查板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余粘浆，模板接口处应清除干净，无错台现象，清理底模上焊渣、杂物等。

2）检查所有模板连接端部和底角有无碰撞而造成影响使用的缺陷或变形，如有均应及时补焊、整修。

3）侧模与底模板的相对位置应对准。

4）侧模安装完后，用螺栓联结稳固。调整其它紧固件后检查整体模板的长、宽、高尺寸及平整度等，并做好记录，不符合规定的，应及时调整。

5）检查钢模位置安装准确，连接紧密，侧模与底模接缝密贴且不漏浆。

6）模板清理完毕，平整度、接缝补漏检查合格后，进行脱模剂涂刷。

2绑扎底板、腹板钢筋

1）根据设计施工图和技术交底要求，分块、分层进行底板、腹板钢筋绑扎。

2）选择和布置同标号的混凝土垫块，确保混凝土保护层的厚度和外观质量。

3）根据设计施工图和技术交底要求进行预埋件的预埋并焊接或绑扎牢固。

3安装预应力管道及穿钢铰线

1）根据设计施工图和技术交底要求，安装预应力管道及穿钢铰线。

2）安装预应力管道时，加固预应力管道，防止管道在外力作用下移位。

3）穿钢铰线时，先包扎钢铰线端头，防止钢绞线刺破管道。

4内模安装

1）进行内模支架、模板受力检算，确保能够满足施工过程中各项荷载要求。

2）设置防止内模移位的措施，确保内模位置安装准确。

3）内模顶面按要求设置人孔，以便于施工人员操作和底板混凝土浇筑。

5绑扎顶板钢筋

1）根据设计施工图和技术交底要求，分块进行顶板钢筋绑扎。

2）内模顶面人孔处的钢筋绑扎和接头预留。

3）选择和布置同标号的混凝土垫块，确保混凝土保护层的厚度和外观质量。

4）根据设计施工图和技术交底要求进行预埋件的预埋并焊接或绑扎牢固。

6封头模板安装

1）根据连续梁接缝处的钢筋、钢绞线等的具体布置情况对封头模板进行专门设计。

2）对封头模板采取有效加固和堵漏措施。

7浇筑箱梁混凝土

1）根据混凝土箱梁受力特点和设计要求进行快速、全断面浇筑混凝土。在第一盘混凝土初凝之前必须完成整孔梁混凝土浇筑任务。

2）连续箱梁混凝土应从远端向近端进行混凝土浇筑，最后浇筑新老混凝土接缝处的混凝土，以减少混凝土浇筑后的扰动，确保新老混凝土衔接密实无缝。

3）混凝土浇筑完毕初凝后，应及时对混凝土表面进行覆盖、养生14d，防止混凝土表面干裂。

4）混凝土浇筑完毕，箱梁内部应蓄水养护，人孔处设大功率排气扇进行抽、排气，使箱内空气流通，以降低箱内水化热。

8预应力张拉

1）严格按设计施工图和技术交底要求的顺序、张拉力进行张拉施工。

2）张拉过程中按安全操作规程要求设置防护，防止周围人员受到伤害。

3）张拉完毕，按规范要求及时对预应力管道进行压浆处理。

5.2.5 移动模架脱模过孔

1 模架顶升油缸缩回，整体脱模，使主梁坐落在支承台车上，以便完成横向、纵向移动。

2在进行第二跨梁浇筑时，先松开扁担梁吊挂，松开底模横梁中部连接螺栓,两组模架向两外侧横移，横移距离以底模能够通过桥墩为准，横移速度0.5m/min。

3启动纵向移位油缸将两主梁向前移动，移动速度0.6m/min，达到新制梁位，两组模架向两内侧横移合拢。在模架纵移时，若前方桥墩面过高或导梁挠度过大，可调节导梁间的调整块以使前导梁上翘。

4连接底模横梁螺栓，启动模架顶升油缸。将模架顶升到制梁标高，将扁担梁与前跨预制好的梁锁定，吊挂两侧的主梁。调整外侧模、底模。

5.2.6 移动模架拆除

移动模架拆除工艺流程：拆除前后导梁——安装前后吊挂系统——移动模架整体试吊——拆

除墩盘托架——移动模架整体下落至地面——拆除移动模架。

1最后一孔梁片移动模架过孔就位后，首先拆除前后导梁。

2安装前后吊挂系统

待浇筑的箱梁混凝土养护期达到设计强度、预应力束张拉完成后，即开始将前后扁担梁装上，分四个吊点将移动模架整体挂住,要求吊点安全系数3.9左右。在四个吊点分别安装千斤顶下放机构，检查吊点及液压系统是否有问题，如无问题则进行下一步工作。

3移动模架整体试吊

下落四个点的牛腿上的千斤顶，先同步下降5cm后暂停，观察各千斤顶是否与移动模架主箱梁分离，且移动模架是否有下落，在四个点的千斤顶完全脱离移动模架主箱梁且移动模架整体无下降的情况下才将四个点的千斤顶全部收回。

4拆除墩盘托架

用吊机将移动模架的牛腿及其上的液压系统全部拆除移开，并将原装牛腿的位置的地面整平。

5移动模架整体下落至地面

在地面上设置枕木垛临时支墩，每节钢箱梁两端各设一垛；在桥面上由一人统一指挥前后四个点的下放千斤顶液压泵站操作手同步下降千斤顶，锁紧吊点的螺帽，然后再同步将千斤顶全部收回，将吊点上部的螺帽全部上调，再统一指挥四个点的千斤顶同步上行,此时将吊点下部螺帽全部上调，再重复千斤顶下放的步骤，逐步将移动模架整体下降到地面临时支墩上。

6拆除移动模架

在地面上先将主箱梁上的模板及支撑螺杆拆除，然后再拆除横联系，拆除前后扁担梁，最后拆除主箱梁。

6 材料与设备

本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表6。

表6 机具设备表

7 质量控制

7.1 质量控制标准

7.1.1 施工时应严格执行以下标准、规范：

1《公路工程质量检验评定标准》JTGF 80／1-2004

2《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2000

3《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001

7.2 质量控制要求

7.2.1造桥机每个构件在拼装前及每道工序在安装后均需验收合格后方可进行下道工序施工。移动模架安装完成后，应检查所有的安装，确认安装无误。安装质量直接影响混凝土梁体的外观质量。

7.2.2通过工前预压消除造桥机非弹性形变，通过设置科学的预拱度使混凝土梁体线型平顺美观。

7.2.3科学选择混凝土配合比，可使混凝土梁体更加光洁，无裂纹。

7.2.4预应力张拉控制要严格，预应力筋是梁体的受力钢筋，要严格控制预应力筋的位置、张拉程序和张拉受力。

7.2.5严格按设计、规范、工艺要求控制中扁担梁拉筋的受力情况，消除新老混凝土梁体出现“台阶”。

8 安全措施

8.0.1 施工时应严格执行以下安全标准、规范：

1《建筑机械设备使用安全技术规程》JGJ 33

2《起重机械安全规程》GB 6067-1985

3《建筑工程安全生产管理条例》（2003年11月24日中华人民共和国国务院令第393号）8.0.2 安全措施和安全预警事项

1施工前，组织所有参与施工生产的人员详细阅读《ZQM1590移动模架造桥机操作手册》及《ZQM1590移动模架造桥机使用说明书》，并组织相关人员进行学习、培训。所有作业人员必须认真学习本移动模架操作手册，熟悉每工序的操作要领及安全注意事项。

2严格按相关安全规程进行主钢箱梁的吊装。

3 通过工前预压，对移动模架的强度、刚度、稳定性进行检验，以确保施工的安全。

4统一指挥完成造桥机过孔工艺。

5造桥机完成造桥施工任务后，根据现场实际条件确定拆卸方案,确保所有用于移动模架拆除作业的机械、设备、工具均符合安全要求。

6作业时必须每日掌握气象预报信息，禁止大风、雷雨、大雾等恶劣天气施工作业。并严格控制设备推进时的风速不大于12m/s，混凝土浇注时风速不大于22 m/s；如超过以上风速必须停止作业；如风速达到38 m/s时，必须采取安全措施进行加固。六级以上大风和雷雨、大雾天气，应暂停露天起重和高空作业。防台风装置只用于非工作状态下，12级台风的侵袭。

9 环保措施

9.0.1 噪声控制

1 严格执行《建筑施工场界噪声限值》GB 12523，控制和降低施工机械和运输车辆造成的噪声污染。

2合理安排作业时间，尽可能将灌注混凝土作业安排在白天施工，避免夜间施工，使施工噪声对周围环境影响减少到最低程度。

9.0.2 污染控制

在施工过程中，防止把废渣、废土及多余的混凝土倒入田地或公路边。

10 效益分析

10.0.1 经济效益（与满堂支架相比）

1与传统的满堂落地式支架和支承桩支架相比，工序易于掌握，人工材料投入少，加快了施工周期，且造桥机施工后可百分之百回收，并可以重复利用，大大节约了工程成本。

2移动模架造桥机一经安装、预压完毕，安全隐患基本上集中在过孔上，安全相对容易控制。满堂支架对基础要求比较高，需要对地基进行处理，且每孔必须进行预压。

3以本工程施工为例，每孔节省费用计算如下：

1）造桥机过孔费用1.5万元/孔；

2）满堂支架地基整平夯实0.2万元/孔；

3）25cm厚碎石垫层20×40×0.25×60=12000元/孔；

4）20cm厚混凝土基础层20×40×0.2×200=32000元/孔；

5）每孔节约成本：0.2+1.2+3.2-1.5=3.1万元/孔。

10.0.2 工期效益（与满堂支架相比）

ZQM1590型移动模架造桥机现浇施工周期约为19～20天/孔，比满堂支架施工节省约一半工期（造桥机无须每孔预压）。项目部采用的施工工序如表10.0.2。

表10.0.2 造桥机施工工序表

号时1主梁外模架脱开，拆内模，将模架移至下一孔位置1天

2安装外模，修整模板，调整标高，预制拱度1天

3绑扎底板、腹板钢筋、敷设预应力管道3天

4内模就位，管道内穿钢绞线，安装锚具2天

5绑扎顶板钢筋，安装端模板，质量检验2天

6浇注混凝土，养生7-8

天7施加预应力，压浆3天满堂支架施工周期为34天每孔，即每孔节省工期至少14天。按项目部管理费用20万元/月，机械设备费用30万元/月计，每孔箱梁至少可节约成本50×14÷30=23.3万元/孔。

10.0.3 环保、节能效益

1水中、滩涂等地质不佳的条件下采用移动模架造桥机制梁，基本上不用对地基进行处理即可施工，不会对地面环境原貌造成大的改变。

2在城市桥梁建设中，采用移动模架造桥机制梁，可大大减少占地，可大幅度地减少对周围原有建筑物的拆迁量。

3移动模架造桥机移动系统均采用液压动力，对周围的噪音污染小。

4 移动模架造桥机机械化程度高，可大大节省工人的劳动强度和人力资源。

5 移动模架造桥机可重复利用于类似的桥梁工程，大大减少了一次性材料、设备摊消的浪费。