近年来,随着我国高速铁路和公路建设的迅猛发展以及新材料、新技术的应用,移动模架法在工程实践中获得广泛应用。移动模架系统是一种自带模板,利用承台或墩柱作为支承,可在桥位间自行移位,逐孔完成箱梁现浇施工的大型制梁设备。其相当于提供了一个移动的空中制梁平台,箱梁的钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护、预应力张拉等作业均在移动模架上进行。箱梁在原位现浇完成后,无须进行体系转换,具有工厂化施工、标准化作业、梁体整体性好、施工周期短、施工质量易于控制、施工不影响周边环境等诸多优点,目前该技术在我国得到广泛应用和发展。

　　 然而目前国内采用移动模架工法施工的桥梁,标准跨径在20～55m的桥梁占绝大多数,通常为单跨现浇移动模架,每次只能制一孔单跨混凝土梁。其中,多跨连续移动模架施工的工程实例非常少,研究多跨、大跨径移动模架施工技术的文献更是稀少,而移动模架施工难度与施工跨径成正相关关系。为此,本文以在建125m四跨连续移动模架施工的盐城市快速路网Q1标青年路西段高架路为工程背景,对该施工过程中所采用的MSS50-6500下行式四跨连续移动模架的拼装、预压、提升、过孔与拆除等关键施工过程进行研究,为同类型移动模架的施工提供参考。

　　 本工程位于盐城市中心区,施工范围为青年路西段,采用高架式快速路,全部采用现浇混凝土箱梁。西环路枢纽互通式立交位于青年路快速路与西环路快速路的交叉处,立交层次为地上5层立交。采用移动模架施工的西环路快速路位于最高层(第5层),移动模架在西环路第9联拼装施工完成滑向第8联,总体布置如图1所示。

　　 本工程施工跨度为(4×31.2+3×31)m,该段墩身高度在26.566～33.329m。桥宽25m,箱梁中心高为2m,采用单箱三室断面。移动模架一次施工1联,施工最长跨度约为125m,最大混凝土结构质量5 990t。

　　 本工程所采用的MSS50-6500下行式移动模架主要由牛腿及牛腿支腿、滑移小车、主梁、导梁、横梁、外模、护栏等组成,每一部分都配有相应的液压或机械系统。其构造如图2所示,主要设计参数为:整机总质量1 896t,施工梁跨为满足125m箱梁的现浇混凝土施工,一次浇筑箱梁的最大质量(不含施工荷载)5 990t,适应最大纵坡≤3.5%,适应最大横坡≤2%,挠跨比≤1/700,主材最大应力安全系数≥2,整机抗倾覆稳定系数在最不利荷载组合工况下≥2,过孔形式为自行过孔,牛腿及支腿由机械倒运,驱动方式为电液控制驱动方式。

　　 移动模架施工主要包括模架的拼装、预压、提升、预拱度设置、混凝土浇筑、预应力张拉、移动模架的过孔和下放等几个工艺过程,移动模架施工工艺流程如图3所示。本节对其中移动模架的拼装、预压、整体提升、过孔和拆除等工艺进行详细介绍。

　　 移动模架的拼装是施工准备阶段的重点,拼装的主要工作是箱梁两侧主梁架设。主梁的前、后端分别设有前、后导梁,导梁为桁架结构。通过高强度螺栓将2根主梁直接用横梁连接,通过横梁来支承模板和承受施工荷载。移动模架的拼装总共可分为牛腿拼装、主梁和导梁拼装、横梁拼装、模板系统及其附属部件拼装4部分。

　　 主梁一侧按从24号至28号方向依次拼装1～11号主梁,另一侧按从24号至28号方向依次拼装1～12号主梁,如图4所示。拼装时首先利用喷砂除锈工艺对主梁连接处及连接板进行除锈处理,除锈后及时进行连接。主梁通过高强度螺栓连接,用扭力扳手分初拧和终拧2次完成,初拧为预紧力的50%,终拧为100%预紧力。

　　 模板横梁采用贝雷片形式设置在2根主梁之间,两端分别与主梁采用高强度螺栓连接,如图5所示。

　　 待贝雷片横梁全部安装完成后,在墩中心放出桥轴线,按桥轴线方向调整横梁;安装机械调节支撑座、侧模支撑梁、侧模支撑架调节丝杆,然后铺设底板、外腹板、肋板及翼缘板。参照外模平面展开图,将外模的底模、侧模及翼缘板底模依次吊装在外模支撑架上,并边安装外模边调节其预拱度直至满足精度要求。

　　 在墩顶部位因有支座等装置,所以移动模架的底模在墩顶处留有空洞。这一空洞在移动模架底模定好位后,利用木方及竹胶板按空洞实际尺寸拼接。在竹胶板与钢模的拼接处加焊[16型钢,防止接缝处因受混凝土荷载产生不均匀沉降,导致拼缝处产生错台。

　　 内模系统由小块钢模、支撑框架、支撑杆组成。内模每块质量设计时≤50kg,采用小型机械辅助人工安装。先按内模设计图纸搭设内模支撑,调节好内模支撑标高后,按顺序逐一安装小块内模,并拧紧内模间连接螺栓。内模安装前,首先将内模表面清理干净,并均匀涂上脱模剂。

　　 当移动模架在地面全部拼装完成后,即进行设备的预压试验。通过预压检查移动模架的安全性能,消除结构的非弹性变形,得出荷载-挠度曲线,并检验设计计算结果,调整预拱度,以求得混凝土梁施工的准确参数。同时,也能提前发现构件加工、安装所存在的问题和隐患,提前调整和整修,防患于未然。

　　 最大预压荷载取1.05倍混凝土设计荷载,采用砂袋堆载的方法逐级加载,可按最大施工荷载的60%,100%,105%分为3级,每级加载持荷时间分别≥2,2,12h。按先中间后两边、先底模后外模的顺序加载,直至与混凝土等载,模拟混凝土施工时移动模架的受力状态,观测设备的挠度变形值。

　　 移动模架观测点分3部分:每根主梁设4个点,即1/4处、1/2处、3/4处及一端处;每根横梁中点设1个测点;支腿主梁位置设1个测点(见图6)。

　　 采用计算机控制整体提升技术,同步、可控性、自动化程度高,提升风险较小。具体提升步骤如下。

　　 1)吊点布置。在25,27号墩柱上将提升机构与预埋件装配,准备提升。

　　 2)提升设备安装。预埋件和提升吊架加工完成后安置于墩顶,安装提升油缸,油缸安装到位后,使用“7”形卡固定,之后安装下锚梁和钢绞线。

　　 3)液压系统和计算机控制系统安装。

　　 4)对提升设备进行检查及调试。

　　 5)为检验整个提升系统的工作状态,在正式提升之前进行试提升及试提升加载。

　　 6)正式提升过程分2步完成,第1次提升8m左右,满足各部分安装高度问题,同时便于较低高度完成移动模架的各种试运行;第2次提升,在整机试运行后,再将整机提升至墩顶位置,落位于安装好的牛腿上,再拆除提升设备。提升过程中对观察点及测试点进行观察和测量,及时和理论数据进行校核,提升步骤如图7所示。

　　 在混凝土浇筑、预应力钢束张拉结束后,开始进行移动模架的过跨施工,从第9联滑移到第8联,过孔范围从28号桥墩到21号桥墩。

　　 拆除墩顶临时模板后,利用汽车式起重机安装开模平衡配重块,如图8所示。

　　 施加平衡配重块后,解除小车液压千斤顶的锁紧装置,将中间部分模板吊挂在已浇筑的混凝土上部,解除连接销轴,使模架整体落模,整机落模约250mm。

　　 在落模后模架整体下放,解除中间销轴,下放中间模板组,减少横向打开的范围,保证开模状态下模架稳定。

　　 根据模板尺寸与贝雷片安装的相对位置,事先在箱梁实体内预留精轧螺纹钢穿插孔,利用精轧螺纹钢将贝雷片与模板同步悬吊,用穿线式千斤顶逐步将模板下放,当下放到适宜高度时,利用汽车式起重机将贝雷片和模板一同吊下,如图9所示。

　　 利用横移油缸使模架横向打开2m左右,如图10所示。开模过程中,确保主梁两端打开距离同步,同时注意模板是否有倾斜现象。

　　 横向开模后,利用小车上的纵向液压千斤顶和自动脱挂装置带动模架前移1跨,纵移过程中确保两侧主梁同步误差<1m。

　　 纵移过孔时,借助起重机械将空置的牛腿及支腿倒运至前一跨的墩身处(见图11),并拼装就位,直至移动模架完成1个工作循环结束,并保证与首跨的牛腿处于同一斜平面上,高差<10mm。

　　 模架纵移3跨后,驱动小车横移油缸合模,利用汽车式起重机安装中间贝雷片及模板,驱动小车顶升千斤顶使模架至设计高程,调整模板标高并复核,浇筑混凝土,并预留下放吊点。

　　 模架开模及行走过程中,通过全站仪观测贴在主梁及牛腿梁的反射片,将观测数据与理论计算数据做对比,若观测数值与理论数值偏差>10mm,立即停止模架行走,查明原因并采取紧急措施。

　　 1)布置下放预留孔:根据吊装机构锚具位置,在混凝土箱梁和主梁上开设作业孔,预留孔全部预留在箱室上部,共有3组吊梁,每组吊梁的其中1根支承在横梁处,即有1/2的吊梁受力传递至横梁处。

　　 2)拆除配重块。

　　 3)将吊装机构和移动模架系统连接起来,如图12所示。

　　 4)小车横向移动,拆卸小车。

　　 5)拆卸牛腿梁及牛腿支腿。

　　 6)下放主梁及以上部件至地面。

　　 7)地面拆解、转运(见图13)。

　　 盐城市青年西路高架快速路施工中开创性地提出采用125m四跨连续浇筑移动模架,打破了原来1台移动模架一次只能施工1片箱梁的固定思维,目前国内还没有相应的工程实践。其大大缩短了施工周期,节约了成本。本项目的成功实施可为采用移动模架法施工的同类桥梁施工提供参考。