海上33米高墩移动模架整体拼装提升施工技术

Probe into Construction Technology of 33 Meters High Pier Mobile Moldbase to Enhance the Overall Assembly at Sea

刘枫LIU Feng

摘 要:海上高墩移动模架的拼装受场地限制和高度的要求,吊装设备对单件块重30吨的移动模架拼装无法满足要求的情况下,先在海上钢栈桥平台拼装好模架,再采用在墩顶做支架整体起吊移动模架就位的方案进行拼装,极大的节约了成本和缩短了施工工期.

关 键 词 :高墩,移动模架,整体拼装,提升

中图分类号:TU755.2+2

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2009)02-0119-03

1工程概况

厦门杏林大桥公路桥B标段跨海主桥桥型为预应力混凝土连续箱梁,箱梁采用单箱单室截面,箱梁梁高3.0m,单箱顶板宽15.5m,底板宽6.10m.其中第七～九联箱梁使用移动模架施工(10×50.3m+8×50.3m+8×50.3m),起始墩(44#,45#)高33m,在海中、平均水深3m.

2移动模架的组成

移动模板系统主要由牛腿(托梁)、主梁、前鼻(导)梁、后鼻(导)梁、横梁、C型梁、吊点横梁、前支撑横梁、外模及内模组成.每一部分都配有相应的液压或机械系统.

该移动模架一般构造如图1所示.

1)托架:托架俗称牛腿、三角结构.通过墩身预留孔插入墩身,附着在墩身上.它的作用是支撑主梁,把主梁上的荷载通过牛腿传递到墩身上.每个牛腿顶部滑面安装有天车.并配有两对20t横向自动移动液压千斤顶,一个450t竖向自动液压千斤顶,一个纵向移动液压千斤顶.主梁嵌在天车上,为减少主梁在纵向移动时与天车接触的摩阻,天车上装有聚四氯乙烯滑板,通过三向液压系统使主梁在板桥向、顺桥向及竖向高度上正确就位.

2) 主梁:滑模主梁为一对钢箱梁.钢箱梁的断面尺寸为宽:2.0m,高:3.0m,长度64.8m,分为六节――10.7m+4*0.8m+10.9m).节间由摩擦型高强度螺栓连接.为使主梁在顺桥向由上一孔滑移至下一孔,主梁前、后两端配有桥架式鼻梁,长21m.主梁是整套滑模的承重部件,重约350t.主梁上开有窗口,横梁由此置人主梁,窗口内设有竖向液压千斤顶、机械千斤顶及横向千斤顶.钢横梁通过压力系统与主梁铰接,主梁承受由横梁传递来的外模、内模及上部结构的施工荷载.

3)横梁:整套滑模共有18对横梁,横梁为“H”型,钢结构尺寸为:35cm*90cm*900cm,每对横梁为销连接,横梁间距3.6m,横梁上没有销孔,以便安置外模支架.横梁通过主梁内的压力系统,可进行竖向、横向调整.

4)外模:外模由底板、腹板、肋板及翼缘板组成.底板直接铺设两相邻横梁间与横梁相对应.每对底板沿横梁销接方向由普通螺栓连接.连接外模板缝实为外模中轴线.底板总宽6.5m.腹板、肋板及翼缘板也与横梁相对应,并通过在横梁设置的模板支架及支撑来安装.

5)内模:整套沿移模架的内模系统包括模板、电动小车、内模梁及道轨.横板的运输及安装通过电动小车来完成.电动小车上配有液压系统,通过这些液压系统来完成内模安装.

3移动模架提升原理

利用移动模架进行箱梁施工,可以减少模板安装的重复性操作,进行首次模架安装完成并完成一孔混凝土箱梁钢筋混凝土施工后,用液压驱动系统前移整个移动模架至下一孔,进行预应力、钢筋、混凝土施工,依次重复以上过程完成每孔的浇注.

4MSS50移动模架整体提升施工

MSS50(下行式)移动模架于厦门杏林大桥B标跨海主桥的44～46#三个桥墩两跨(2×50.3m)之间安装提升,墩高约33m,海中钢栈桥平台以上约26m.本移动模架分左右两幅(榀)主梁4个吊点提升,整机提升重量约710t.

MSS50移动模架整体提升流程框图见图2

4.1提升的总体布置

4.1.1吊点布置

于桥墩两侧的两榀主梁两端各设两个吊点(共4个),纵距50.3m,为下吊点,安装于前后两个墩顶已安好的提升吊架各设两个上吊点(共4个).上下吊点横向间距均为880cm ,上下在一垂直线上(详见下图3).

4.1.2墩顶提升设备和下部提升设备布置

根据桥跨和移动模架的结构,以及新采用的提升方案和受力计算,选择配备相应的提升设备,并按其方案和受力点予以布置,以确保整机提升安全、准确.

墩顶提升设备布置(详见表1、见图3),下部提升设备布置(详见表1、见图3).

4.2整机提升施工技术

提升过程分两步完成:

第一次提升:移动模架主体于拼装平台支墩(2H500×200型钢)上组装完后,将其(重约580吨)提升约7m高,并悬吊待牛腿安装后,将其落位于牛腿上,松开提升杆.

第二次提升:在整机试压、试运行后,再行整机(重量约为710t)提升至墩顶位置,落位于安装好的牛腿上,即拆除提升设备.提升过程中,注意监测提升架的垂直度、提升系统的载荷变化情况等,并认真做好记录.

5滑模模板的调整及标高控制

为了更好地设置预拱度,此套滑模模板节间设计留有lcm模板缝,设计采用薄铁皮补贴.根据现场施工实际,考虑到浇注梁体的外观质量,我们采用了原子灰加入固化剂调和堵缝,抹平.原子灰经调和,固化快、强度高,是一种较好补缝材料,且满足施工规范的要求.浇注梁体的外观质量也较好.标高控制:对滑模预留一定拱度,使施工后的梁体尽可能达到其设计高程,是本工程的施工难点.因此对施工架体挠度值的来源,要考虑周全,挠度值理论计算要准确.此套滑模挠度值的来源有以下四个方面:

1)混凝土自重产生的挠度值(数值由生产商VCE公司提供),

2)由悬臂吊杆引起的挠度(不考虑滑模自重)经计算按13mm计(按三角形分布),实测时再作相应调整,

3)预应力钢索张拉产生的反拱值,前、后支点之间部分按抛物线分布,抛物线中心最大下挠度按20mm计,悬臂端最大上挠度按13mm计(按三角形分布),

4)由牛腿沉降引起的挠度值按10mm计.经观测,挠度计算与实际施工过程中的挠度值基本相符,但稍有差别,因而在施工上一孔时,对各个施工阶段认真观测,测其挠度值变化,与理论计算但相比较,从而指导下一孔的施工,大大减小施工偏差,保证所施工的梁体的高程与设计高程偏差缩小到1cm之内.

6桥梁箱梁施工工艺

50m引桥箱梁采取等截面梁,梁高2.6m,箱梁顶板厚长不变,腹板、底板厚度变化,桥宽32m,采用上、下行分离式单箱单室截面,直线桥.箱梁施工从岸跨开始,每次施工按缝设在下一跨的8m处(L/6附近)连续施工.由于施工作业是周期进行,为了提高工效,加快施工进度,各工序间应做到紧凑,衔接.每道工序施工的同时做好下一道工序的准备工作,有效地缩短了工期.施工时,浇注第一孔时,模板的前、后支点设在前、后桥墩上,而浇注其他孔时,为了保证施工接缝平顺,前支点设在前方桥墩上,后支点设在已浇注完成的悬臂端上,由后横梁的悬吊杆吊起主梁,作为支撑.混凝土的浇注采用一次浇注施工法,两步进行.先浇注底、腹板,后浇注顶板.并从悬臂端开始浇注,防止主梁跨度产生过大的挠度变形.在一跨施工结束需要移动模架时,滑模首先落架,脱模,解除按梁销连接,横向滑移,外分、避开墩身,然后纵向滑移至下一孔.由附有连接杆、横梁和模板的主梁,在移动时不稳定,为达到平衡,在主梁外侧设有混凝土平衡重量.

7结束语

综上所述,移动模架施工为目前国内最先进的桥梁施工设备,具有施工速度快、受环境影响少等多优点,但因为自身重量较大、在拼装上有难度,特别是在海上高墩的拼装为国内首创,我们通过整体起吊方法,既缩短了工期也确保了安全,为本项目节省了成本.