造桥机施工方案.docx

景婺黄（常）高速公路A2标上溪头特大桥

DZQB40/1000型移动模架造桥机
施工方案

中国路桥集团总公司
二○○五年三月
一、概述
移动模架造桥机可以分为上行式和下行式两大类。
上行式造桥机支撑托架在墩顶安装，墩顶需要设置预埋件，墩顶部分的箱梁要留支撑托架孔洞，待施工完毕后再补制完成，外模模板需要向下向外翻转，对施工桥梁的净高和桥梁两侧的净空有较高的要求，在造桥机纵移到位后，外模合拢的工作量较大。但上行式造桥机具有自重轻、不需横向开合的优点。
下行式造桥机支撑托架一般利用墩身和承台进行安装，当桥墩不太高，可以支撑于承台上时，只需利用高强精轧螺纹钢筋将支撑托架对拉在桥墩上即可，不需要任何预埋件，当桥墩较高时，支撑托架仅安装在桥墩上时，墩身设置预埋件。下行式造桥机外模模板随主梁一同横向和纵向移动，对桥梁两侧净空尺寸要求较低。造桥机模板的开合较上行式简单，由于整机高度较低，其稳定性较优。
景婺黄（常）A2标上溪头特大桥为双线并制，模板开启的空间很小，因此，该桥施工比较适宜选用下行式移动模架造桥机。
由于景婺黄（常）A2 标位于760m曲线半径上，且桥墩高度在40m以上，移动模架的支撑托架只能在桥墩上安装，为便于施工，支撑托架要求能够自行向前倒装，给移动模架的设计带来一定的难度。
二、DZQB40/1000型移动模架造桥机
㈠结构组成
DZQB40/1000型移动模架造桥机为针对景婺黄（常）A2标上溪头特大桥施工而设计，为下行式结构，能够自行倒装支撑托架。主要由主框架总成、外模系统、前主支腿、后主支腿、前辅助支腿、中辅助支腿后辅助支腿、电气液压系统及辅助设施等部分组成。
⒈主框架总成
主框架部分由并列的2组纵梁组成，主要承托底模桁架、模板系统等设备重量及钢筋、混凝土等结构材料重量。
每组纵梁由4节承重钢箱梁+3节桁架导梁组成，全长约84.5m。相邻两组纵梁之间中心距为8.8米。
钢箱梁长12~13米，高3米，翼缘板宽1.6~1.72米，腹板中心距1.5米。钢箱梁接头采用螺栓节点板联结。
桁架导梁为矩形桁架结构，接头为销轴连接。桁架导梁与箱梁之间的联结形式为：一侧上下弦设置一组竖直销轴，另一侧上下弦设置可调撑杆，使得桁架导梁整体可以绕竖直销轴转动，以适应桥梁水平曲线。
⒉底模桁架及外模系统
底模桁架及外模系统由底模桁架、底模、腹模、翼模、可调支撑系，底模通过螺旋千斤顶支撑在底模桁架上，底模桁架从中部剖分，每侧均与主梁相联。腹模、翼模通过可调支撑系支撑在承重钢箱梁上。模板由面板及骨架组焊而成，其面板厚为：6mm；每块模板在横向和纵向都有螺栓连接。翼模及腹模可以整体旋转开启一定角度，使其与混凝土箱梁腹板分离后随底模及主框架一起下落和横向开启。墩柱处的底模现场应使用散模并固定牢靠。外模板应起拱，起拱度的设置应按造桥机主梁承受的由实际混凝土荷载（包括钢筋）+内模自重产生的曲线特征值进行，以使成桥后桥梁曲线与设计值吻合。模架就位后，应调整底模标高（侧模、翼模也应随底模一起起拱且必须是同一线型同一拱量），使其与所提供（或修正后）的预拱曲线特征值吻合。而可调支撑系是用来支撑模板和调节模板，把模板承受的力通过底模桁架传给主框架结构。
腹模按箱梁腹板最低高度设计，可以从中间分离并夹充部分模板，以适应箱梁腹板高度变化的需要。夹充之模板采用木模包铁皮，在现场根据箱梁变化情况制造。
⒊主支腿
主支腿设置两套，由支撑托架和移位台车两大部分组成。
移位台车由托盘、纵移滑道及吊挂装置、支撑油缸、纵移油缸、横移油缸等部分组成。移位台车在横移油缸的推拉作用下在支撑托架的横梁上横向移动。横移油缸的缸端与支撑装置销接，杆端利用插销与支撑托架的横梁连接，支撑托架横梁上等距设置若干插孔，以倒换插销位置的方式实现主梁在托架上移动3400mm。
纵移滑道与主梁腹板和导梁下弦杆相对，纵移支座上设有减摩材料，以减少造桥机纵移过孔的摩擦阻力。主梁下盖板和导梁下弦杆上设置纵移轨道，主梁下盖板中心设置纵移顶推耳板。纵移油缸缸端固定在纵移支座上，杆端利用插销与纵移顶推耳板连接，纵移油缸每次可以将造桥机向前推进1m，利用倒换插销的方式实现造桥机的推进过孔作业。
移位台车设置倒挂辊轮，可以吊挂主支腿自行过孔。主支腿过孔利用纵移油缸实现。
支撑托架是造桥机的支撑基础，共设2套，每套支撑托架由相同的左右两部分组成，为三角形框架结构，下部设置剪力键，与桥墩中的预埋件相配合以承受垂向力。支撑托架的左右两部分利用AJL1080高强精轧螺纹钢（φ32）对拉与桥墩固结成一个整体。每根高强精轧螺纹钢需施加5t的预紧力，预紧采用两台YCW60B-200型千斤顶（需配BZ系列泵站）进行张拉预紧，张拉时应在顺桥方向两侧同步进行。
⒋前辅助支腿
前辅助支腿设置在导梁前端并与导梁连接为一个整体，为桁架结构。前辅助支腿可以从中间剖分，以适应移动模架横向开启过孔作业的需要。前辅助支腿设置2台手动千斤顶，可以调整支腿的高度，以适应导梁上墩和主支腿前移安装的需要。
⒌中辅助支腿
中辅助支腿由左右两半组成，分别和左右两主梁外侧栓接。中辅助支腿可以支撑在桥面上，起到悬吊主框架的作用，以实现主支腿的自行过孔。
⒍后辅助支腿
后辅助支腿有三个作用，其一，浇注混凝土梁作业时作为主框架后端的吊挂，移动模架均是如此；其二，吊挂主框架，实现后主支腿自行过孔，吊跨并实现主框架横向开启；其三，吊挂主框架后端并在桥面上行走，实现移动模架的过孔作业。
后辅助支腿由L形腿、滑动横梁、横移油缸和支腿等部分组成。支腿下部设走形轮系，在铺设于桥面的轨道上走行（走行轨道为P60轨），在浇注状态则使轮组脱空，使承力装置支撑桥面。
⒎电气液压系统
电气系统采用380V三相四线制交流供电，零线与机体连接，电源进线电缆容量不得小于250A，由主梁配电柜接入后，分成三路：一路给主梁顶面的电气柜供电，用于向振捣设备和照明系统供电；另一路给主梁后端液压电气柜供电；第三路给主梁前端液压电气柜供电。电缆两端采用多芯接插件，在柜屏上布置互联电缆接线端，便于拆接、检修和应急处理。各液压站电气系统采用变压器和整流电路，为控制回路提供24V直流电源。
整机设置相应的照明系统，满足夜间施工作业要求。
液压系统均设置与各支腿处，完成移动模架的升降、横向开启、纵移过孔和主支腿移位。
⒏辅助设施
辅助设施包括爬梯、操作平台、栏杆等。操作平台和爬梯是保证作业人员施工安全的基本要求，主梁内侧的走道和操作平台以方便模架的开启与闭合，外侧的走道和操作平台方便模板撑杆的调整。另外还有几处爬梯以方便操作人员的上下。
㈡作业流程
⒈作业原理
移动模架造桥机利用墩身安装主支腿，主支腿支撑主框架，外模及模架安装在主框架上，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，横向合拢再次形成施工平台，完成下一孔施工。
⒉作业流程
移动模架造桥机在施工位拼组完成，调整模板到位，包括横向位置和线形控制的调整。
绑扎底板和腹板的钢筋，安装内模，绑扎顶板钢筋。浇铸混凝土，养生、张拉，完成一孔桥梁的施工。
中辅助支腿在桥面上支撑（前辅助支腿已在墩顶支撑，后辅助支腿已在桥面支撑且后吊挂不解除）：具体操作方法为在中辅助支腿下支垫垫块，尽可能将支腿与桥面间填充完全。
前后主支腿承重油缸点动上升，旋下锁紧螺母，油缸全部回落。主框架转变为前辅助支腿支撑、中辅助支腿和后辅助支腿吊挂的状态。
拆除前、后主支腿的对拉精轧螺纹钢筋，前后主支腿转化为了在主框架上的吊挂状态。前、后主支腿在横移油缸作用下向外移动350mm，使剪力键从墩身预埋件中脱离出来。此时可以在墩身预埋件处补抹混凝土。
前、后主支腿在纵移油缸的作用下分别前行40m到达前方墩（油缸行程为1000mm，需反复作用将支腿前移到前方墩），经精确调整位置后，在横移油缸作用下向墩身横移约350mm，将剪力键安装至墩身预埋件中。穿横向对拉精轧螺纹钢筋并张拉，主支腿自行移位完成。
顶升前、后主支腿承重油缸，使前、中辅助支腿卸载，撤除中辅助支腿与桥面间的垫块，收缩前辅助支腿手动千斤顶。此时，主框架转变为前主支腿支撑导梁前端、后主支腿支撑主梁中部、后辅助支腿吊挂主梁后端。
解除后辅助支腿上与主梁的吊挂装置，调节外侧模上的可调撑杆使外侧模旋转一定角度与混凝土梁脱离，后辅助支腿、后主支腿、前主支腿的油缸回收使移动模架主梁底部的轨道落放在支撑滑道上。
解除底模桁架、底模、前辅助支腿中部的连接螺栓，主框架在前后主支腿和后辅助支腿横移油缸作用下横向开启3400mm，主框架达到过孔状态。
主框架在后主支腿纵移油缸推进下完成过孔作业。在曲线上过孔时，应利用后辅助支推横移油缸随时进行横向位置调整。
主框架在主支腿横移油缸作用下，分次横向向内移动3400mm。连接模板、模架的横向连接。
前、后主支腿支撑油缸顶升，主框架达到规定标高，后辅助支腿悬吊主梁尾端，模架就位，调整模板，完成下一孔的作业。

㈢主要技术参数
序号
项 目
技术规格及特性
1
设备型号
DZQB40/1000移动模架造桥机（自定义）
2
施工使用工法
逐跨整孔原位现浇
3
总体方案
桥面下支撑，两根纵向主梁支撑模板系统
4
适用桥跨
跨度≤40m，梁重小于20t/m的连续预应力混凝土箱梁
5
适应纵横变化
适应桥面纵坡3.0％，横坡4.0％
6
适应曲线半径
≥750m
7
环境风压要求
移位时最大允许风压150N/ m2
浇注时最大允许风压800 N/ m2（否则锚固）
8
自动化方式
竖向顶落用大吨位分离式千斤顶实现
纵向移位用液压油缸完成
模架横向开、合采用液压油缸完成
支腿自动前行倒装
9
整机使用总功率
约95 kW
10
动力条件
～4AC、380V、50Hz
11
液压系统压力
32MPa，63MPa
12
移位速度
0～1.0m/min
13
主梁挠度
小于L/500
14
过孔稳定系数
K>1.5
16
运输条件
最大单件重小于23t， 最大单件尺寸小于13 m×3 m×1.72 m，满足铁路、公路运输限界

17
安全措施
保证操作者及设备本身的安全措施齐全
18
单台总重量
430t（不含支座处散模、端模及内模）
19
设计施工周期
12天/跨
㈣主要技术特点
DZQB40/1000型移动模架造桥机采用下行式结构，利用桥墩安装支撑托架，具有良好的稳定性。
支腿设置剪力键，受力体系明确，采用精轧高强螺纹钢筋对拉连接，安装方便，较大的方便施工。
造桥机升降、横向开合、纵移过孔均采用液压控制，动作平稳、安全可靠，且极大的降低了劳动强度，同时增加了施工效率。
各支腿能够自行过孔就位安装，不仅方便了高桥高墩的施工，也极大的降低了施工成本。
支腿设置横向移位油缸，便于调整主框架位置，便于曲线过孔作业。
侧模高度可调，适用变腹板桥梁施工。
三、关键技术说明
DZQB40/1000型移动模架由于要适应760m曲线和近50m高墩施工，给设计带来难度，必需注入新的技术。
㈠关于760m曲线
适应760m曲线相对较容易，只需将支撑托架（主支腿横梁）加长即可，即要保证主框架横向开启后的内部净宽度即可。其关键是使主支腿受了恶化，但通过准确的计算，适当增加主支腿上部对拉精轧螺纹钢筋的数量即可满足。
曲线过孔均有一定的难度，但无论曲线半径大小，其作业原理和作业方法都是一样的：前行＋横向调整。即主框架在纵移油缸作用下前行一定距离，再利用支腿上的横移油缸进行横向位置调整，主框架到合理位置后再继续前行，如此反复作业，完成过孔。
针对760m曲线半径，过孔作业仅仅只是增加横向调整的位移量和横向调整次数。
㈡关于47m高墩
墩身的增高，支腿已不太可能采用汽车吊进行吊装，加之本标段位于山区，使支腿借助外界起重设备倒装难度进一步加大，使支腿自行倒装成为首选方案。
支腿自行倒装需要注入一定的新技术：一是支腿要吊挂走行、导梁前段需增加前辅助支腿、增加中辅助支腿、后辅助支腿需要在桥面走行。
前辅助支腿是为了支撑导梁，便于支腿安装。中辅助支腿的功能是为了吊挂主梁前段。由于中后辅助支腿与主箱梁腹板相联，使主箱梁在承受自重及模板、模架引起的弯矩的同时，还要承受一定的扭转荷载。这种受力状况的箱型结构，在移动模架主梁本身就是如此，移动模架在浇注混凝土是即为此工况。由于目前已普遍采用ANSYS和SAP系列结构程序进行设计，加之有这方面的丰富经验，足以保证此部分的安全可靠。