本站原创【摘 要】结合某高速公路高架桥高墩大跨度葙粱施工实例,介绍了MZ 850型移动模架造桥机的构造和功能以及利用该造桥机现浇40 m跨预应力混凝土箱梁的施工工艺.
【关 键 词 】桥梁工程；建筑机械；移动模架造桥机；大跨度；连续刚构
1.概述
某高速公路高架桥,全长808 m,双幅桥面宽24.5 m,上部结构为等跨等截面单箱单室直腹板双向预应力混凝土刚构一连续粱组合体系.全桥分两联,分别为7×40m和13×40 m,其中十三孔一联为直线粱,纵坡2 5%,横坡2%,箱梁高2.2m,顶板宽12 m.底板宽6 m,采用C 50混凝土,单扎粱混凝土321.88m3,重约850t.
针对高架桥的地形特点和十三孔一联的结构特点,采用MZ-850型移动模架造桥机进行逐孔现浇施工.采用上行式移动模架遣桥机逐孔现浇40 m大跨度预应力混凝土连续粱,国内应用实例也不多.目前,我国正扩大基础建设投资,各种城市高架桥,连续梁血运而生,移动模架造桥机施工具有广泛的推广前景.
2.动模桨造桥机的适用范围
移动模架造桥机适用范围较广,最适合于以下情况：
2.1 因造桥机作业面通常安装在桥墩顶部,不影响桥下净空,特别适合桥下净空受到限制的城市立交桥、高架桥施工.
2.2 桥墩较高,无法设置脚手架或支架施工的桥梁,对山区复杂地形高墩大跨度桥粱尤为适用.
2.3 地面为软弱土层,脚手架或支架基础处理困难且投资费用高,如海滩、河滩等地区修建的现浇混凝土连续梁桥.
2.4 一般高架桥,施工孔跨敷超过10孔者,用移动模架遣桥机施工“快速、高技、安全”.
3.MZ 850型移动模架造桥机的特点
3.1 结构刚度大,适应能力强.具有自行携带走行支褪过孔能力,无需其他吊机配置.
3.2 造桥机操作系统为标准化作业,施工周期快,质量好,通常单孔箱粱整体现浇作业的工期在15 d左右.
3.3 可利用造桥机挑梁设置防雨、防寒、防晒顶棚等维护措施,用于混凝土养生,施工可不受天气季节的影响.
3.4 能适应于多跨连续梁逐孔施工,能保证梁体整体性、几何尺寸,保证桥梁施工质量.
3.5 造桥机承载能力高,抗弯刚度大,主梁弹性变形为L/700（L为桥跨跨度）,可于模架制造时事先设置预拱度控制成形.
3.6 经过适当改进和完善,可成为一机多用的桥梁施工设备,既可用于现浇箱梁,又可用于预制逐孔架设,还能兼做架梁承重设备,其重复利用率高,可节省施工费用.
3.7 造桥机与桥梁结构相适应,除墩顶刚性支撑外,无需增加其他特殊预埋件,对桥梁墩台及上部结构无任何特殊要求.
3.8 造桥机主梁及走行支腿分别由液压驱动和卷扬机牵引向前移位,操作简单,安全可靠.
4.MZ 850型移动模架造桥机的基本构造
MZ 850型移动模架造桥机主要由主梁结构、挑梁系统、模架系统、支承结构、纵移机构等五个部分组成,整机全长69 m,重300 t.
接头采用高强度螺栓拼装和销板连接.主梁钢箱为承重结构,具有较大刚度.在钢箱梁两侧腹板下方布置有吊挂走道,供支腿吊挂走行；钢箱梁底面两侧焊有两根走道方钢,共整机移动使用.
4.1 挑粱系统
挑梁系统位于主梁的两侧,将主梁和模架连接成为整体,并将模架的荷载传递给主梁.当模架开启过孔时,挑梁为模架及模板的悬挂结构[1].挑梁每两根为一组,间距2 m,中间用联结器连接.整个造桥机含挑梁系统22组.为有效减小底模架的跨度,并能减小挑梁端部的设计荷载,底模架通过吊杆将主要荷载传至挑梁.为便于安装、拆卸,吊杆分为上、中、下三节,节间通过连接器连接.吊杆拆除时旋动螺母即可.混凝土箱梁张拉后,拆除吊杆,以便支腿和主梁纵移.
4.2 模架系统
造桥机的模架系统由模板和模架组成.外侧模板分段制造,长度4 m,底模及底模架形成整体,采用平拉法移动.工作时,左右两片底模架以承压型8.8级螺栓对拉,形成整体.底模架的上弦杆与吊杆相连,其外侧分别布置有吊挂轮和托辊轮,与侧模架的下弦杆连接.侧模架吊挂在挑梁外端[2].过孔时,底模架对拉螺栓解除,吊杆拆除,底模架以侧模架的下弦杆为依托向外侧滑动,达到理想位置后与侧模架l临时固定,达到过孔所需的开启状态.无论是工作还是过孔状态,底模架与底模始终保持一体,侧模架与侧模始终保持一体.侧模架设有可调撑杆用以固定模板和辅助拆模.
4.3 支承结构
造桥机的支承结构由活动支腿和墩顶预埋件组成.活动支腿有前、中、后三种,其主要作用：一是支撑造桥机工作荷载,并将荷载传递到桥墩和混凝土箱梁；二是通过支腿的转换来完成整机过孔移位；三是调节造桥机主梁高度.前支腿与墩顶预埋件采用法兰螺栓连接,在使用时,需将支腿与墩顶预埋件或混凝土箱梁作必要的锁定,以保证造桥机的整体稳定.
4.5 纵移机构
造桥机的纵移机构包括主机纵移系统和支腿纵移系统.主机纵移由后支腿处液压系统驱动,通过前、中支腿上的轮箱和后支腿上的滑道移位,为产生足够的摩擦力和防止主机下滑,纵移时中后支腿间增设拉杆；支腿纵移指前、中支腿的移位,由1.5tt慢速卷扬机以无极绳方式牵引.移动模架造桥机移位程序如下：
4.5.1 混凝土梁张拉,卸载、拆除吊杆,底模架打开,中支腿前移28 m,整机前移4 m.
4.5.2 前支腿和中支腿分别前移4 m和7 m,整机再前移9 m,主梁到达前方墩顶.
4.5.3 前支腿前移36 m到达前方墩顶与墩顶预埋件联结,整机前移24 m.
4.5.4 中支腿前移5 m到达工作位置,整机最后前移3 m,整个造桥机处于工作工况. 5 移动模架造桥机的主要工艺过程
MZ 850型移动模架造桥机施工40 m跨混凝土箱梁,一个周期约需14 d一15 d,熟练后可达13 d,按14 d分布作业工期如下.
5.1 移动模架造桥机移动就位-1.5 d（12 h）.
5.2 底模合拢、调整模板线型-1.5 d（12 h）.
5.3 箱梁底、腹板钢筋及预应力-d（30 h）.
5.4 内模安装-l d（12 h）.
5.5 箱梁顶板钢筋及预应力-2 d（24 h）.
5.6 箱梁混凝土灌注-1 d（24 h）.
5.7 箱梁混凝土养生等强-d（72 h）.
5.8 箱梁纵向预应力张拉-1 d（6 h,仅考虑张拉腹板钢束时间）.
在高架桥后期箱梁施工中,通过优化施工方案、合理配置工序衔接和交叉施工,以小时为单位进行各工序作业,最快达到7 d/孔,多数速度控制在8 d,创造了同类型桥梁施工新记录,按8 d/孔分布作业工期见上括号内数字.移动模架造桥机的施工过程如下.
5.8.1 桥梁下部结构施工,安装墩顶支腿预埋件.
5.8.2 在已浇筑箱梁或支架上拼装移动模架造桥机,并前移就位.
5.8.3 调整模板线型和支点位置,进行箱梁钢筋、混凝土施工.
5.8.4 脱模,逐步开启、闭合底模,造桥机移位过孔,重复上一步骤,进入下孔箱梁施工.
6.施工注意事项
6.1 遇8级以上风力时,停止混凝土浇筑；风力大于6级时,造桥机不得走行,各构件应处于锁定牢固状态.
6.2 在主梁和支腿过孔时,应对造桥机进行压重或加设后锚固,以保证整机纵向稳定性.
6.3 造桥机主机纵移时,必须将中支腿与后支腿用拉杆连接,以保证有足够的摩擦力,不至于滑道后移.同时,倒顶和转换滑道均应两侧交替进行,防止主梁纵向后滑移.
6.4 模架工作和走行时,侧模架与底模架之间必须设有可靠的临时连接,防止两者错位.
6.5 因移动模架造桥机是一弹性体,为避免或减少初期混凝土内部产生裂纹,混凝土初凝时间不小于整孔箱梁混凝土浇筑时间.
6.6 高空作业,严格按规范操作.