MSS50-1800移动模架桥位造桥机的应用

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MSS50-1800移动模架桥位造桥机的应用

刘 军1 万丽霞2 胡 鹏3

(1.江西交通工程咨询监理中心 南昌 330003) (2.南昌公路桥梁工程有限公司 南昌 330077) (3.江西公路开发总公司 南昌 330002)

摘 要:本文详细介绍了移动模架桥位造桥机的构造和工作原理,结合实际介绍了施工工艺,提出 了今后的研究方向。

关键词:桥梁工程;造桥机;桥位;构造;施工工法;应用;研究

0 前 言

桥位制梁是在桥原位(桥墩上)灌注预应力混凝土梁体,拆除模板后,梁体就直接座落在桥墩上。这一施工工法在西欧、日本及中国台湾比较流行。随着用于桥位制梁的施工设备——移动模架造桥机的引进、消化、吸收后,桥位制梁的施工工艺在国内也逐步推广开来。

在深沟峡谷、江海、场地狭窄等恶劣的施工现场,采取移动模架造桥机进行桥梁施工具有较大优势,同时在陆地或浅水中建造多跨梁,它同样可以方便快捷的完成施工。

1 桥位制梁

利用移动模架造桥机进行桥位制梁具有下列优点:1、机械化程度高,劳动力投入少;2、工作场地紧凑,无需制梁场和存梁场;3、桥位就地制梁,无需运梁设备和架梁设备;4、模架在高处前移方便迅速,不妨碍桥下交通;5、适用范围广,可造连续梁或简支梁,可用于高墩和矮墩。

2 施工机械

移动模架桥位造桥机是一种自带模板,利用两组钢箱梁支承模板,对混凝土梁进行逐孔现场浇筑的施工机械。实际上是一种自动化程度较高的可自行移位的混凝土制品工具。与架桥机相比,它是将制梁、运梁、架梁等工作合为一体的施工机械。MSS50-1800造桥机采用桥面下桥墩承台支承,逐孔向前施工法的方案。

本造桥机直接用于104国道接线(一期)工程瑞安飞云江三桥建造50m预应力混凝土箱梁。

2.1 工作原理

造桥机工作时,整个模架在靠墩旁托架支撑的推进小车作用下,可实现纵移、横移。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。而模板成形面则靠螺杆来支撑并调节,支撑螺杆将力传给主梁。模架在推进小车的作用下向前方桥墩移位。模架纵移时在判断无障碍物后由两侧油缸基本同步地顶推移位。在预

应力混凝土箱梁的设计位置整孔现浇箱梁混凝土梁,经养护待张拉预应力钢束箱梁能安全承受自重后,移动模架整体下降,所有模板系统均有微调机构,可靠油缸整体脱模又可通过螺杆单独脱模。脱去底模和外模,然后模架在墩旁立腿上向前移动一孔再制造下一孔箱梁。

2.2 主要技术性能

表1 主要技术参数 系统最小曲率半径 1000米 施工状态下主梁最大挠度 ≤跨径的1/700 纵向顶推能力 450KN×6台 横向顶推能力 250KN×12台 系统纵移速度 1米/分钟 系统适应桥梁最大纵坡 ≤3% 系统横移速度 0.5米/分钟 系统适应桥梁最大横坡 ≤2% 系统落模顶升能力 4500KN×0.45m×12台;4500KN×0.25m×2台 适合施工桥宽 ≤16.5米 单孔施工跨径 ≤50+10米(悬臂) 最大承重施工荷载 18000KN 施工时适合净高(梁底到承台) >6.4米 外模分合 主梁带动外模升降和侧移 外模调节 通过调节横粱和模板间机械螺旋,调节标高 内模组立 人工支立 系统行走时抗倾覆稳定系数 >1.5 2.3 主要构造

移动模架系统(MSS50-1800)造桥机主要由牛腿(托架)、推进平车、主梁、鼻梁、横粱、外模组成。并配有相应的液压或机械驱动系统。

3 施工工艺

1、拼装场地平整:在61#-62#墩右幅之间场地碾压整平,确保吊机等现场设备不下沉。2、牛腿安装:1)在桥墩承台上将支腿位置找好。2)并将承台表面找平、清理干净。3)拼装牛腿支腿至预定高度。4)支腿节与节之间用8.8级M22螺栓连接牢固。5)检查支腿与承台表面的垂直度以及4个支腿相对于桥墩是否对称。支腿与墩柱间缝隙用垫块塞紧,6)防止损伤混凝土。7)塞紧。8)将横向对拉杆拉紧。9)支腿固定。10)将牛腿梁吊至支腿上。11)用螺栓与支腿连接。12)牛腿梁与墩柱间缝隙用木楔塞紧。13)用对拉杆将两片牛腿梁拉紧。3、小车安装:小车安装之前,将牛腿梁与小车的接触面处清理干净,然后用吊机将小车整体吊至牛腿梁

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上,并安装就位,之后安装其相关的液压部件。4、主梁、鼻梁拼装:为保证起重设备操作方便,先拼桥内侧的主梁、鼻梁,然后再拼外侧。因主梁最重的一节有30T左右,为安全起见,安装时配用50T吊机进行起吊拼装,因为主梁采用分节拼装,现场搭临时支架辅助安装,桥墩处小车可作为拼装时的支点,以节省支架数量,主梁接头位置设在支架处,以便人员操作。具体安装程序如下:单侧分为后鼻梁、主梁1-5、前鼻梁。拼装主梁前,再次检查支架高度处于正确位置。第一主梁就位后,安装第二节主梁,与第一间距6mm,两节主梁拼放到一起,准确对位后,先上上下连接板,再上侧面连接板。紧固螺栓,连接主梁。5、横梁的安装:用吊机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,保持平衡,横梁安装好后,在装个连接撑杆。6、外模板的安装、调整及过孔。7、顶升千斤顶,使主梁脱离支架,拆除支架顶垫块,拧紧螺旋支撑、锁定。8、纵移主梁至61#-60#桥墩处。9、调整两侧主梁,使横梁对接,用螺栓固定。10、安装机械调节支撑座、侧模支撑梁。11、将外模的底模 、侧模及翼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其精度要求。12、外模安装完毕,用拉杆将侧模与侧模支撑梁对拉。13、模板的调整:移动支撑系统预拱度的调整是施工中重点,移动支撑系统挠度值的影响因素要考虑周全,挠度值的计算结合实际情况。该移动支架系统的挠度值主要有四部分组成:a、混凝土自重产生的挠度值; b、由后悬臂吊杆产生的挠度值;c、预应力钢束张拉产生的反拱值;d、牛腿沉降产生的挠度值;14、设备的加载试验及测试方案:待MSS滑移模板支架系统全部拼装完成后,做设备的加载实验。实验采用砂袋堆载的方法逐级加载,直至加至与混凝土等载后,观测设备的挠度变形值。砂袋堆载时注意箱梁腹板与底板处荷载不同,以保证MSS滑移模板支架系统的受力与实际浇注混凝土时一致。加载实验完毕后,现场可根据实际测量值与理论计算值对比决定第一孔的预拱度调整值,浇完第一孔后测量实际值,以后浇注可根据实际值调整。15、外模板纵向行走:当滑移模架纵向行走时,因为另一副桥已浇注。在正常桥墩处,滑移模架开模行走时,模板不会与已浇注桥发生干涉,在过伸缩缝处桥墩时,另一副桥浇注时,伸缩缝处后浇注,这样可以避免旋转模板,加快施工进度。

4 混凝土浇注及移动支撑系统行走

使用MSS施工多孔连续梁分为三个阶段。第一阶段浇注50+10m;第二阶段是施工中间孔,每次浇注50m,第三阶段是施工结束孔,每次浇注40m。

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每孔桥上部混凝土箱梁浇注完并张拉预应力钢束后,将第三组牛腿预先用吊浮吊倒运安置在下一孔的桥墩上,通过液压系统使支撑系统落架,横移千斤顶推动主梁向外横移,带动外模脱离桥身,纵移千斤顶顶推主梁,带动模板移至下一孔,就位后再横移带动外模合拢,连接横梁,调好位置后,安设底板及腹板钢筋、预应力钢束、安装内模板,安装顶板钢筋及预应力钢束,全部工序验收合格后浇注箱梁混凝土。箱梁混凝土整孔一次浇注完成,由悬臂端向已浇梁段推进。

5 最后一孔与主梁桥墩相接的施工

进行最后一孔施工时,因墩柱形状变化,在第十九孔(即倒数第二孔)浇注完混凝土后,先将两根前鼻梁拆下,靠鼻梁的悬挂机构悬挂在主梁前端,同时将第三组牛腿及小车对应内侧主梁行进位置安置在41号墩前,在41号墩上对应外侧主梁合模状态位置安装外侧主梁行进时的鼻梁悬挂固定架,固定完毕,将悬挂架与小车用拉杆拉住,待一切准备就绪,开始落模横向打开。向前推进约10米后,将42号墩以后的外侧中间底模板及桁架横梁拆除,然后横向推动外侧主梁带动模板回到合模位置,这时两侧主梁再继续向前推进。当外侧鼻梁到达悬挂固定架后,用吊杆固定,内侧鼻梁此时已在小车滑动板上。将内侧鼻梁纵向前移限位。再继续向前推进主梁,因鼻梁都已固定,主梁在鼻梁上前移,鼻梁慢慢移到主梁底部。当主梁纵向到位后,安装外侧拆除的绗架横梁和底模模板,将内侧主梁横移到合模状态,之后整体顶升到位。连接横梁,调好位置,安设底板及腹板钢筋、预应力钢束、安装内模板,顶板钢筋及预应力钢束,全部工序验收合格后浇注箱梁混凝土。

6 实际应用

MSS50-1800移动模架造桥机于2005年2月安装于104国道瑞安飞云江三桥61#

至62#

墩,然后空车走行至61#

和60#

墩处,浇筑第一片梁体混凝土后,待张拉完成、脱模、走行十分顺利,梁体其质量优良且外观美观。

7 结 语

实践表明,MSS50-1800移动模架造桥机设计先进,其技术性能和设备配置满足施工实际需要,采用造桥机原位整体现浇制梁的施工工法是可行的。但是,实践也表明,移动模架造桥机必须不断地完善和改进,以便在我国的桥梁建设和发展中起着更大的作用。采用造桥机原位整体现浇制梁的工法,应从下面几个方面进一步加 以研究。

首先,造桥机制造单位和桥梁设计部门应该保持密

切合作,经常沟通,在桥梁跨度、桥墩形式、梁型等各 方面达成共识,使造桥机的适用范围进一步扩大。

其次,造桥机制造单位和施工单位也必须充分沟通,让使用者了解和熟悉造桥机的各种功能和使用注意事项,避免在工地出现质量事故。

最后,制造单位必须在下述问题上不断地完善和改 进造桥机,比如,墩旁托架向前方桥墩运输和安装必须

要辅助设备的问题,整机重量进一步降低等等。

参考文献:

[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,1988.

[2]黄绳武.桥梁施工及组织管理(上册)[M].北京:人民交通出版社,1999.

[3]吴昌期,杨家沪,韩凤平.预应力混凝土梁桥施工[M].北京:人民交通出版社,1981.

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