移动模架制梁施工控制技术

关键词：移动模架；施工；技术 

　　移动模架制梁在野外作业，质量控制有一定难度，但在特定的条件下，移动模架制梁还是不可缺少的施工工法，本人结合甬台温铁路的实践，就保证移动模架制梁安全质量的施工控制技术进行探讨。 

　　1移动模架工作原理 

　　移动模架是一种自带模板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。根据模板支撑在移动模架主承重梁位置不同分为上行式和下行式。主承重梁在待制箱梁的上方，并借助已制成箱梁移位者被称为上行式移动模架；反之，主承重梁在待制箱梁的下方，借助桥墩移位者被称为下行式移动模架；移动模架造桥机利用桥梁端部、承台和桥墩安装支腿，支腿支撑主梁系统，外模及模架吊挂在主梁系统上，形成一个可以纵向移动的桥梁制造平台，完成桥梁的施工。移动模架横向分离，使其能够通过桥墩，纵向前移过孔到达下一施工位，横向合拢两次形成施工平台，完成下一孔施工。 

　　目前移动模架型号较多，虽结构形式不同但其结构主要组成、工作原理、施工组织、施工工艺流程、安全质量控制大同小异。 

　　2移动模架制梁施工工艺 

　　施工准备→安装墩旁托架及桥下支架→移动模架拼装就位→移动模架调试、预压、数据采集及分析→支座安装、底模和外模调整→底板及腹板钢筋绑扎、预应力管道及预埋件安装→内模及内模运输轨道安装→顶板钢筋绑扎、预应力管道及预埋件安装→梁体混凝土浇筑、养护→端模及内模拆除→预应力筋安装及初张拉→脱开外侧模板→施加预应力→过孔→压浆→检测→进入下一操作循环。 

　　3移动模架制造质量控制 

　　移动模架制造质量直接影响制梁质量和施工安全，目前移动模架生产厂家较多，各厂间生产水平参差不齐，因此必须对移动模架进行严格验收，验收分两阶段：初步验收和最终验收。初步验收在厂内进行，最终验收在完成两孔箱梁预制后进行。 

　　4移动模架制梁施工控制技术 

　　4.1线型控制 

　　移动模架在混凝土浇注过程中会使钢箱梁等主要支撑构件发生变形下挠，所以需要预先根据移动模架整机支撑系统的刚度，计算在各种不同工况下的下挠值，以便在调整模架浇注混凝土前提前设置反拱度以使成桥状态接近设计状态。移动模架实际施工前应跟设计单位充分沟通，制定移动模架线型控制方案。实际施工过程中，采用预压观测结果进行预拱度设置。 

　　移动模架预压及预拱度设置： 

　　移动模架拼装后，在首孔箱梁施工前必须进行堆载预压，以消除模架拼装的非弹性变形，测量主梁、横梁不同部位的弹性变形，计算出施工荷载下的弹性变形，根据箱梁张拉后的上拱度再计算出模架底模的预拱度，同时检查各部位联结的强度、稳定性，检验模架的安全性能。 

　　首次堆载按最大施工荷载的1.2倍预压，再次安装按预压荷载为最大施工荷载的1.1倍。预拱度为箱梁设计预拱度与模架弹性变形之代数和，模架弹性变形应根据预压变形测量结果绘制沉降曲线，并结合模架的设计拱度和实际变形来确定。第1、2孔箱梁施工中分别在浇筑混凝土前后测定、记录模架变形，以便在第2、3孔微调模架预拱度，来消除模拟状态和实际状态不同而带来的预拱度偏差。 

　　4.1.1分级加载 

　　压载采用分级加载方式，即0→60%→100%→120%→0%，在主箱梁、底模、翼模上布置测点，进行扰度测量。每级加载持荷时间应分别不小于2h、2h、8h，每完成一级压载立即进行观测，在压载到120%达到24小时后，即可卸载，卸载后再测量一次，以确定模架弹性变形与非弹性变形。 

　　4.1.2预压过程 

　　移动模架预压采用袋装进行，完全模拟混凝土浇筑顺序进行加载，专人对模架底模及主梁进行全过程观测。在压载过程中对主梁及底模分段进行观测，并形成测量观测记录，每加载一级记录一次，待卸载完成后，再观测残余变形，从而确定出模架的弹性变形，为底模标高调整提供依据。 

　　4.1.3模架底模板预拱度调整 

　　移动模架底模板预拱度调整直接关系到施工完毕后的混凝土箱梁线性是否满足设计要求，因此是关键控制点。应根据实际预压变形值和设计底标高进行底模标高的调整。 

　　4.2混凝土浇注质量控制 

　　梁体混凝土采用一次性连续浇筑成型，分别按箱底板、腹板和顶板的施工顺序。梁体混凝土的浇筑顺序及振捣方法要求如下： 

　　4.2.1浇筑顺序。宜采用从中间向两端、水平分层、斜向分段、两侧腹板对称、循序渐进连续浇筑。新旧混凝土间隔时间不得大于混凝土的初凝时间，浇筑时同一断面先浇筑底板及腹板根部，然后腹板、顶板，最后灌箱梁桥面上翼缘板。 

　　4.2.2浇筑要点。1）砼振捣采用插入式振捣器振捣为主，附着式振动器为辅的振捣方法。2）浇筑中不得用振动棒推移砼以免造成离析，腹板砼流动超过1.5m时必须移动导管；每层砼厚度不宜超过30cm，分层浇筑时，砼接头应避开跨中部位，同时每层的接头应相互错开。3）浇筑过程中，指定专人随时检查、拧紧、调整模架的各种紧固件，其目的是保证内、外模型在强烈振动下，不偏斜、漏浆，宽度、长度无变化，钢筋和预埋件如有移位，及时调整，保证位置正确。4）炎热天气浇筑时，应采取隔热、降温措施，严格控制砼及模板、钢筋等温度不大于35℃。通常在晚上10时后灌注砼。5）考虑到箱梁内模上浮及底板砼的密实，内模不封底，为防止灌注腹板时砼拌合物大量挤出，及给腹板砼下陷予以阻力以保证腹板的密实，在内模侧面拐角处加放压浆板。 

　　4.2.3在浇筑砼过程中，应随时检测、控制混凝土的坍落度，随机取样制作砼试件，每孔梁的试件组数应按设计要求制作，且应分别从底板、腹板、顶板处取样，在同条件下振动成型。 

　　4.2.4砼的灌注时间：浇筑宜在6小时内完成，且不超过混凝土的初凝时间，施工中必须考虑各种施工温度下初凝时间的变化值。为确保能在混凝土初凝前完成砼浇筑，通常砼配合比初凝时间控制在10h左右。 

　　4.3预应力控制 

　　4.3.1为防止箱梁产生早期裂缝，对箱梁进行三次张拉，即预张拉、初张拉和终张拉。预张拉时混凝土强度不小于30Mpa，带模预张拉时须拆除端模、松开内模；初张拉时混凝土强度不小于40Mpa，初张拉后方可拆除底模及支撑，如果拆除端模时梁体强度已达到40 Mpa，可直接进行初张拉；终张拉时梁体混凝土强度应不小于50 Mpa、弹性模量不小于设计值，且龄期不少于10天。纵向预应力张拉采用双向张拉，预应力张拉应按“对称、均衡”的原则进行，相同编号的钢束应左右对称进行；张拉采用张拉力控制为主、伸长量作为校核的原则进行双控。 

　　4.4混凝土温控、养护和早期裂纹控制 

　　温差对箱梁混凝土裂缝产生的影响很大，因混凝土设计强度高，水泥等胶凝材料用量大，一次浇筑数量大，箱体内部空间小，降温条件差，箱梁内部钢筋、孔道密布，难以布设内部降温循环水管路，且形体大，养护难度大，造成温差过大极易产生桥面板不规则裂纹和收缩裂纹。如环境温度25度，混凝土浇注后12-45h处于升温阶段，温度峰值达60度。夏季施工，通常情况下，腹板芯部砼最高温度将超过60度。因此要从原材料、混凝土配合比、施工过程控制、养护四方面加强温度控制。 

　　4.4.1原材料的要求：采用早期水化热低的水泥并尽可能降低水泥用量；细骨料采用级配良好，细度模数在2.4-2.7之间的中砂；提高粉煤灰、矿粉掺合料所占比例，以降低水化热并提高混凝土和易性。 

　　4.4.2混凝土配合比：使用低水胶比和聚羧酸高效减水剂以降低混凝土绝热温升和内外温度差，提高混凝土的抗裂性和耐久性。应采用多组配合比，经试配比选，确定最优配合比。 

　　4.4.3施工过程控制：降低混凝土的入模温度，控制入模温度不大于30℃；混凝土浇筑，夏季选择晚上气温低时进行，合理的浇筑速度（混凝土浇注速度控制在50m3/h左右），适当延缓混凝土的放热峰值，降低混凝土的绝热升温值；温度控制监测，在梁体内可能出现的温度较高处设测点，测量梁体混凝土芯部、表面及环境温度，为混凝土的养护及拆模提供参考。 

　　4.4.4混凝土养护 

　　浇筑完2小时内开始反复多次抹面，在砼初凝前完成收浆抹面工作，以消除收缩裂纹，并使平整度满足要求；抹面后采用土工布覆盖进行潮湿养护，防止水分蒸发产生收缩裂纹；控制养护水的温度与混凝土表面温度差，不应大于15℃，潮湿养护时间不少于28天；在洒水养护实施困难及低温养护时，采用养护液养护；箱梁箱室内养护，砼初凝后，采用喷雾器洒水养护，根据大气温度，决定箱室两端封闭保温或通风。 

　　5移动模架制梁安全控制 

　　5.1移动模架制梁前的安全控制 

　　制定完善的设备管理制度和工艺操作规程，对设备运行全过程进行安全监控，备足各类易损件，对其进行定期检修、维护和保养。设备操作人员必须持证上岗，按规操作，及时反馈设备使用中的信息，并记录备案。 

　　5.2移动模架制梁中的安全控制 

　　5.2.1高强螺栓在第一次浇筑混凝土前后都必须检查，以后每跨必须检查一次。 

　　5.2.2移动模架造桥机需要工人进行高空操作的部位及走行通道处均要设计有符合安全生产规范要求的可靠的防护设施，以防高空坠物伤人及高空坠落的安全事故发生。 

　　5.2.3移动模架脱模前，必须仔细检查底模架锁定销子、模板之间连接螺栓的固定情况，所有的锁定销子必须安装到位，模板连接螺栓必须拧紧。 

　　5.2.4在突遇强风或台风时，移动模架应有防台风方案、措施及设备或设施。在六级以上大风和雷雨天气时停止作业 

　　5.2.5有可靠的移动模架纵向抗溜的防范措施和机构 

　　5.2.6临时支架必须经过设计检算，并应特别注意选择正确的支架卸载的方式方法，以保证结构和操作人员的安全。 

　　5.3移动模架过孔安全控制 

　　由于移动模架过孔经历多次单悬臂―双悬臂受力体系的转换，此时移动模架抗倾覆稳定性尤为重要，移动模架过孔须设专人负责，协调指挥，过孔应严格按设计施工步骤进行。 

　　5.4每施工完一孔梁后，应对移动模架进行一次全面检查，不符合设计要求的停止使用。 

　　6结束语 

　　甬台温铁路全线全长282.4公里，共有特大桥38座、大中桥85座，制双线箱梁2371孔，有1998孔箱梁根据不同施工条件采用移动模架、移动支架、满堂支架制梁，全线共上移动模架54套，绝大多数采用移动模架制梁，为较早大规模使用移动模架制梁的铁路建设项目，通过近两年的运营检验，梁体质量符合设计要求，其移动模架制梁实践对其他线的移动模架制梁有一定的借鉴。