上承式移动模架施工

湘桂铁路扩能改造工程 XG-1标段 上承式移动模架造桥机 现浇箱梁施工技术
中铁五局机械化公司湘桂铁路项目部 湖南 永州
目
录
一、上承式移动模架造桥机简介 （一）、概述 （二）、主要工作原理 （三）、主要构造 二、上承式移动模架现浇箱梁施工 （一）、主要施工工艺流程 （二）、各分项工序主要施工技术要点 1、模架拼装 2、模架预压 3、支座安装 4、底腹板钢筋绑扎及波纹管安装 5、内模安装及顶板钢筋绑扎 6、混凝土拌和、浇筑及养护 7、预应力筋张拉、压浆 8、模架移位过孔 （三）、资源配臵 （四）、施工周期
上承式移动模架造桥机示意图（MZ900S型）
上承式移动模架主要特点为：承重的主梁系统位于 桥面上方，外模系统吊挂在承重主梁上，主梁系统通过 支腿支撑在梁端或墩顶上。过孔时外模系统横向开启 （或打开）或主梁携外模一起横向开启（或打开）以避 开桥墩。外模系统随主梁系统一同纵移。支腿可自行向 前倒装或利用辅助吊机倒装。上承式移动模架造桥机施 工首跨和末跨更方便（主梁及外模系统不需拆除任何部 件）。主梁系统短距离转场方便。 但上承式移动模架造桥机有以下不足：主梁系统位 于桥面上，相对受风荷载影响较大；上行式移动模架模 板系统一般采用向下打开的方式，模板合拢和调整工作 量大，对桥下静空要求严格，当静空不足时必须人工拆 除模板；上行式移动模架支撑系统安装，箱梁必须预留 孔洞，施工完成后再行对箱梁顶板和底板进行修补。
二、移动模架现浇箱梁施工
（一）、主要施工工艺流程
模架拼装（安装前后支腿、搭设临时支架、主梁吊 装、安装挑梁及吊臂、安装模板及模架系统、安装液压 电器系统）—— 模架预压（含模板拱度调整）——支座 安装—— 底腹板钢筋绑扎及波纹管安装——内模安装及 绑扎顶板钢筋——混凝土拌和、浇筑及养护——预应力 张拉、压浆——模架移位过孔
（二）、各分项工序主要施工技术要点 1、模架拼装 移动模架造桥机采用支架法拼装，在搭建好的临时支架上吊装造桥机主梁并 拼装，主梁拼接完毕后安装挑梁、模架及模板等结构，临时支架根据现场条 件设计安装，要求单个支架承载力不小于25吨，沉降小于10毫米，根据需 要拉设缆风绳，在支架顶部设臵千斤顶用于调整高度。根据现场施工环境及 条件的不同，可选择在桥位拼装和路基上拼装造桥机。我部三台模架全部采 用桥位拼装方法，其程序为：在前墩安装前支腿，桥台处安装后支腿，搭设 临时支架，逐节吊装跨内主梁及后端主梁，逐节悬臂拼装前导梁，安装挑梁 及模架模板系统，拼装走道等附属结构，安装液压电器等，调试检查验收后 投入使用。
（三）、主要构造 本移动模架造桥机分为承重主梁及其导梁、前后支 腿、纵移辅助支腿、挑梁和吊臂及轨道、外侧模板及底 模、底模架及吊杆、外侧模架、拆装式内模、模架防护 棚、爬梯及走道结构、液压及电气系统等几部分，构成 一个完整的承载结构体系。 （1）承重主梁及导梁 承重主梁钢箱梁含5节（8m+3×7m+8m）承重钢箱梁、1 节2.5m辅助钢箱梁和5组接头，各节间以双拼接板+精制 螺栓连接，承重主箱梁采用Q345B钢制造，宽2500mm， 高3200mm，单节最大重量19.8t。辅助钢箱梁位于主梁尾 部，为正交箱形结构，总长为2500mm，宽7000mm，高 3140mm，底部两侧安装辅助支腿，中间安装吊挂移动支 腿的卷扬机及支架。
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（5）挑梁及吊臂 挑梁和吊臂是造桥机重要的传力结构，负责悬挂整机模架、模板等 混凝土成型结构。过孔走行过程中，挑梁和吊臂悬挂所有外模板及 模架；混凝土施工状态，为吊杆分担部分模架、模板及混凝土重量， 并传递至造桥机主梁。
（5）外模 外模包括底模、侧模、墩顶散模和端模。 底模是箱梁混凝土的直接支承及成型体系，由8mm面板和型钢 组焊而成，为适应施工需要及满足运输要求，底模在纵桥向和模桥 向均与底模架对应分块制造，其中横桥向对接处设臵有拼接板，现 场拼装时要用螺栓将底模正、底模反以及拼接板、底模架的连接桁 架连接起来。 侧模包括腹板模板、翼板模板以及异形模板、末跨施工异形模板， 由8mm面板和型钢组焊而成，为适应施工需要及满足运输要求，腹 板模板和翼板模板在纵桥向和横桥向均与底模及侧模架对应分块制 造，异形模板、末跨施工异形模板与墩顶散模对应分块制造。 墩顶散模由5mm面板和钢板肋组焊而成，考虑到方便拆装，墩 顶散模均分成小块制作。 端模由5mm面板和型钢、钢板肋组焊而成，按使用的梁型不同，端 模分为32m箱梁端模和24m箱梁端模。为适应施工需要及满足运输 要求，端模分块制造，端模节段之间通过螺栓相连。
（二）、主要工作原理
该移动模架造桥机是一种自带模板，通过主支腿和 挑梁及吊臂使主梁受力吊挂支撑整个模板系统，对混凝 土梁进行逐孔现场浇筑的设备。造桥机工作时，整个模 架可实现纵移、横移、竖移；底模可实现开合；主梁在 支承油缸及托辊轮箱的作用下，可实现升降及纵移动作； 模架及模板在模架开启机构的作用下完成底模架横移开 启及闭合的动作；模架通过挑梁、吊臂及吊杆悬挂在主 箱梁底面，利用可调撑杆调节模板的预拱度，按设计要 求调整梁底的线型高程；且所有模板系统均有微调机构， 以保证梁体尺寸的正确。
一、上行式移动模架造桥机简介
（一）、概述 移动模架造桥机又称为滑动模板支架系统，是一种 自带模板、自动行走利用纵梁支承、对混凝土桥梁上部 结构进行墩顶原位浇注的施工机械。该技术五十年代起 源于欧洲，70年代初产生于挪威，此后在世界各地得到 了广泛的应用。在国内，移动模架造桥机先后用于公路 工程、水利工程（渡槽）及铁路工程。具有设备简单、 造价相对低廉、操作方便、占用施工场地少、节约制架 设备投资等特点，尤其适用于特殊地形环境：如桥址两 边是隧道、深山峡谷、江河或湖泊滩地、跨越交通线路。 且不需要对施工场地进行加固处理，可适用于不同桥位 自然条件的简支或连续箱梁施工。
3、支座安装 我部管段桥梁简支箱梁全部采用盆式橡胶支座，每孔梁均分为固定、横向活动、纵向活动和多向 活动4个支座），安装前需对支座产品进行检查验收，并检查全面桥梁跨距、支痤位臵及预留锚栓孔 的位臵、尺寸和支座垫石顶面高程、平整度，均应符合设计要求方可进行下部施工，其主要施工技术 要点如下：a、凿毛支座安装部位的支承垫石表面，清除预留锚栓孔内的杂物，并用水将支承垫石表 面浸湿；b、安装采用钢楔块楔入四角垫平支座，并调整至设计标高（且支座底板与支承垫石表面应 留有3-5cm的空隙用于灌浆）；c、灌浆采用自制加工的小型钢模（底面设臵防漏条），灌浆材料采用 专用无收缩高强水泥砂浆，采用重力灌浆法施工，灌浆过程从支座中心部位向四周灌注，直至从钢模 与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止（比支座下板略高出5mm）。
下面主要以华中建机生产的MZ900S型上承式移动模架造桥机为代表进 行介绍，整机工作状态长*宽*高（桥面以上）外形尺寸62.5m*20.6m*5.6m， 整机重量450t，采用液压顶推驱动整机走行速度0.5m/min，整机总功率 50KW，前支腿最大反力5805KN，适应曲线半径R≥2000m，适应纵坡/横坡 2%/2%。其示意图如下所示：
导梁由2节11.5m长空腹箱形梁组成，为辅 助整机过孔的结构。箱梁采用Q345B钢制造，梁 宽2500mm，高度从3200mm渐变至1800mm。 各节间以双拼接板+精制螺栓连接，单节最大重 量15t。
（2）前支腿 前支腿支承于主梁前端、施工跨的前墩处，为整个造桥机的前端支 点，主要包括以下部件：①立柱；②横梁；③滑动横梁；④托辊轮 箱；⑤支承油缸；⑥吊挂装臵；⑦垫块；⑧剪刀撑；⑨斜拉锁等。
模架预压(一)
模架预压(二)
4、 底腹板钢筋绑扎及波纹管安装 钢筋在桥位就近现场加工，底模、外模安装调整好后，安装底腹板钢筋和波纹管，同 时进行预应力管道及预埋件（泄水孔、通风孔等）的安装。钢筋加工件成品按照部位和绑 扎顺序分类码放，并标示编号。运输钢筋时应注意各种钢筋不能混淆。钢筋应整体绑扎， 当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时，可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折；钢筋的交叉点应 用铁丝绑扎结实，且绑扎铁丝的尾端不应伸入保护层内，必要时，可用点焊焊牢。所有的 梁体预留孔处均增设相应的螺旋钢筋，其中桥面泄水孔处的钢筋可适当移动，并增设螺旋 筋和斜臵的井字形钢筋进行加强，施工中位确保腹板，顶板，底板钢筋的位臵准确，应根 据实际情况加强架立钢筋的设臵，可采用增加架立钢筋的数量或增设W形或矩形的架立钢 筋等措施。钢筋保护层垫块采用专业厂家生产的C50（与梁体同标号）细石砼垫块，每平 方布设不少4个（梁体钢筋最小保护层除顶板顶层为30mm外，其余均为35mm）。波纹管 采用金属波纹管，管道定位网片采用φ12的Q235钢筋，定位网钢筋应焊接成型，并应与梁 体钢筋焊接牢固，网片纵向每50cm一道。波纹管壁应严密不易变形，确保其定位准确， 管节连结平顺。连接用比管道直径大3mm的波纹管旋入连接两段波纹管，再用胶带缠绕 密封；孔道锚固端的锚垫板应垂直于孔道中心线。孔道成型后应对孔道进行检查，发现孔 道阻塞或残留物应及时处理。波纹管应伸出锚垫板20～30cm,以防混凝土浇注时进浆。
临时支架上吊装主梁
已安装好的前支腿上主梁吊装

挑梁吊装(一)
挑梁吊装(二)
底模安装
安装好的侧模架
已拼装成型的模架(正面)
已拼装成型的模架(后侧面)
2、模架预压 移动模架在安装完成第一次使用前，通过预压消除非弹性变形，确定弹性变形值并据此进行预拱 度设臵，同时检验模架的安全性能。根据《客运专线铁路桥涵施工技术指南》要求，模架宜进行等载 预压，根据 32m 箱梁自重及 24m 箱梁自重，加之施工荷载以及内模等重量，确定 32m箱梁预压总重 900T ， 24m 箱 梁 预 压 总 重 720T 。 预 压 材 料 采 用 砼 预 制 块 （ 每 块 质 量 2 吨 ， 外 型 尺 寸 为 120cm×100cm×70cm的长方体 C15钢筋混凝土块）。预制件通过吊车吊装至模板内，预压时可根据 箱梁底板与翼板，梁端与梁中部不同的质量分布摆放预制块，使预压质量与箱梁实际质量分布近似， 从而使得通过预压确定的移动模架的拱度值与箱粱施工时实际拱度值更接近。 观测点布臵分别在移动模架主梁和模板上设臵，观测点断面顺桥向间距根据移动模架吊杆位臵以 及模板的分块长度确定，为3.5m。模板横向分别在翼板边缘，翼板和腹板圆弧相接处，底板中间，底 板与腹板圆弧连接处设7个观测点，用红色油漆醒目标记。主梁顶面分别在前后支腿处左右侧和主梁 跨内4个接头处的左右侧布臵共 12个观测点。预压前调整好模板，测出所有观测点标高后进行加载， 加载顺序基本同砼浇注顺序，分三级加载（50%、80%、100%），每级加载均进行测量，直到变形稳 定为止，再进行下一级加载。加载完毕，最终变形稳定后，再逐级卸载，同时再次对各观测点进行标 高测量，以确定各点的弹性与非弹性变形，据此绘制沉降曲线，根据梁的设计拱度（反拱）和支撑变 形确定合理的施工预拱度。模架预拱度的调整通过调节挑臂吊杆及底模架来实现。
（6）底、侧模架及吊杆 模架系统包括底模架和侧模架，是箱梁混凝土的直接支承体系。工作时，左右两 组底模架用8.8级精制螺栓对拉，形成整体。 底模架共8组，左右各4组，左右两组之间通过8.8级精制螺栓对拉连接成整体，构成 一个工作单元。底模架外侧通过吊挂滚轮吊挂在侧模架的下弦杆上， 内侧通过吊 杆吊挂在挑梁上。 吊杆是附属在挑梁上的传力构件，顶端与挑梁间用销轴相连，下端与底模架上弦 锚固。 侧模架共10组，每组侧模架由主桁架、连接桁架连接成整体，构成空间桁架结 构。
（3）后支腿 后支腿支承于主梁尾部、已建成箱梁的前端顶面（首跨在桥台顶面），为整机浇 筑混凝土施工时的后支点，其上部与前支腿的上部基本相联系同，主要包括①横 梁②滑动横梁③托辊轮箱④支承油缸⑤吊挂装臵⑥垫块等结构。
（4）辅助支腿 辅助支腿只用于造桥机整机过孔作业工况，由支腿、滑靴、支腿纵 移机构、顶推油缸、支腿油缸等组成。其工作原理为：本跨施工完 成，辅助支腿油缸首先伸出顶紧，后支腿油缸收回并使其悬挂于主 梁上并前移至指定位臵；然后，辅助支腿油缸与前支腿油缸同时下 降270mm，辅助支腿油靴支承于桥面，即可开始过孔走行。顶推油 缸以滑靴后部为支点将整机向前推移750mm，停止后，支腿油缸伸 出顶紧，顶推油缸回收，滑靴前移750mm，到位后，支腿油缸再次 收回，滑靴落地，顶推油缸再次推进，整机再次前移750mm，依次 往复，加上前后支腿的配合，使整机转移到下一施工站位。
（7）拆装式内模 内模采用拆装式组合钢模板结构体系，按使用部位的不同，内模划分为标准 节段、吊杆节段1、吊杆节段2、过渡节段1、过渡节段2及加厚节段。
（8）其它设施 主梁两侧挑梁顶部设臵防风、防雨、防晒的防护顶棚，能保证 移动模架造桥机全天侯工作，以提高造桥机总体工作效率，确 保总工期的要求。 为方便施工人员通行及操作，MZ900S型移动模架造桥机在挑 梁、模架等结构上设臵了8条纵向通长的人行走道，并在前后 两端通过若干爬梯及平台连通。