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上行式移动模架拼装在长山联岛跨海大桥中的应用

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【摘要】结合新建省道263线南北长山联岛跨海大桥工程移动模架施工的实际情况,详细介绍了上行移动模架的构造、技术参数、施工特点、拼装方法流程及注意事项,成功实现了“逐步推进”、“逐步拼装”的移动模架拼装技术。

【关键词】跨海大桥移动模架拼装流程逐步推进逐步拼装

中图分类号:S773.4 文献标识码:A 文章编号:

1 工程概况

山东省省道263线南北长山联岛跨海大桥工程位于山东省长岛县南、北长山岛之间,全线长度为1510米,其中包括桥梁长约1200米,两边连接线长310米。桥梁包括北侧引桥(11x40m等高度连续梁)、主桥(45+4x80+45m变高度连续梁)、南侧引桥(8x40+30m等高度连续梁)。主桥采用挂篮悬浇施工,南侧引桥前五跨采用支架现浇施工,其余引桥位于海面采用移动模架施工。引桥梁高2.5m,底宽8m,梁宽为15m,梁重1200t。

移动模架分为上行式、下行式两种。下行式移动模架施工对墩身净高要求不低于5m,上行式不限制墩身高度,本桥引桥墩柱墩身高度1.4~11.3m不等,且多数墩高低于5m,故而选择上行式移动模架,拟采用MSS40上行式移动模架完成引桥15跨现浇梁施工。

2 基本结构、技术参数及工作原理

2.1 MSS40上行式移动模架造桥机总体结构

MSS40上行式移动模架主要由主梁、鼻梁、上横梁及下挂梁、中小车、前支腿、中支腿、后纵移系统、外(内)模板组成,并配有相应的液压或机械驱动系统(如图1)。

图1 上行式移动模架造桥机总体结构

2.2 MSS40移动模架的技术参数

(1)制梁桥垮及额定荷载:40m/30m;额定荷载1200t;

(2)制梁工艺及梁型:原位现浇预应力混凝土连续梁;

(3)适合墩身高度:≥1.3m;

(4)适合曲线半径及桥间纵坡:R≥1200m;i≤2%;最大挠度:L/700;

(5)环境风压:移位时,≤7级;锚固时,≤12级;

(6)动力条件:380V,50Hz交流电;最大功率60KW;位移速度:0~0.5m/min。

2.3 工艺原理

MSS40上行式移动模架在模板内浇筑混凝土箱梁,承重的主梁系统位于桥面上方,外模系统吊挂在承重的主梁上,主梁系统通过支腿支撑在梁端、墩顶或承台上。过孔时外模系统一同纵移,在移动模架移动到位后,外模合拢的工作较大。上行式移动模架具有自重轻、占用桥上净空小、不许主梁横向开合、牛腿不需要张拉等优点。

3 移动模架拼装方案的制定

传统的移动模架拼装是依靠两个墩身拼装,拼装方法简单易操作,然而长岛跨海大桥移动模架制梁的起始跨在海面上,不具备拼装条件。海域内是当地海产品养殖区场无法回填出拼装场地,具有一定的特殊性和较大的难度。根据现场情况和施工计划,移动模架拼装方案拟采用在26#墩后方拼装,逐步向小里程推进的方案。

4 MSS40上行式移动模架的特殊拼装流程

4.1 拼装流程图

4.2 移动模架拼装

(1)场地准备:模架拼装在26#桥台处进行,施工场地为26#桥台往大里程方向50mx30m的区域。根据现场场地的实际标高和拼装所需要的标高进行场地的平整,回填碎石到需要标高后用压路机进行压实,压实过程中用轻型重力触探仪进行测试地基承载力,承载力不得小于300Kpa。

(2)浇筑临时支墩和条形基础:临时支墩—移动模架在纵移过程中用来固定中小车的临时支墩。条形基础—移动模架在纵移过程中后纵移系统向前推进的平台。临时支墩和条形基础材料、具置及尺寸大小的选择要满足拼装需求。经过分析计算最终选择用C20混凝土浇筑临时支墩和条形基础,浇筑高度一定要符合-1.731的坡度值(小里程大里程)具置(如图2)。

图2 浇筑位置尺寸

(3)安装中小车和后纵移系统:中小车的主要作用是为设备提供纵移过孔时的动力与支撑。后纵移系统由纵移推进架、轨道、横移梁、横移垫梁、纵移油缸等组成,为设备过孔时提供纵移动力与支撑,并能通过横移油缸、横移梁和垫梁实现设备的甩尾过平曲线。用吊车将中小车和后纵移系统分别吊至临时支墩和条形基础的指定位置,接好液压系统,检查液压系统是否正常(如图3)。

图3 中小车、后纵移系统安装

(4)鼻梁安装:主梁前端设有鼻梁,长度约为34m,分为三节,节间用高强螺栓连接,鼻梁起到移动模架向下一孔移动时的引导和承重作用。鼻梁在原地拼装,将三节鼻梁拼装连接成一个整体,利用吊车配合将两条鼻梁吊至中小车和后纵移系统上,中间用横联连接,形成一个稳定的整体(如图4)。

图4鼻梁的整体拼装

(5)主梁拼装:主梁的拼装利用临时支撑逐节拼装的方法。鼻梁拼装完毕后,利用中小车上的纵移油缸,推动鼻梁向前纵移,移动至合适位置后,安装主梁四。配用50t吊机进行起拼装,主梁四就位后,安装主梁三,两节主梁用连接板和高强螺栓拼装到一起,继续纵移主梁,依次安装其他几节主梁,将4节主梁连接为一个整体。拼装时注意保持主梁的水平线性。同时利用后纵移系统的横向移动,调节主梁间距离安装主梁的横连(如图5)。

图5主梁的逐节拼装

(6)中支腿的拼装:中支腿为钢箱梁结构。通过支腿支撑于承台上,通过经轧螺纹钢对拉固定在墩柱上,保证了中支腿的稳定性。中支腿主要承受机体(主梁)自重和浇箱梁时的荷载。在移动模架纵移过孔前可自行至下一墩柱,是移动模架纵移时前端的承推支点。在26#桥台位置拼装,拼装完成后向前纵移至25#墩柱,用精轧螺纹钢固定在墩柱上(如图6)。

图6中支腿拼装

(7)上横梁、下挂梁及外模同步安装:上横梁为焊接箱形结构, 通过机械千斤顶与主梁连接。通过机械千斤顶的竖向调节,实现模板预拱度的调整。下挂梁也为箱型焊接结构,通过销轴与上横梁滑座连接,可在上横梁上横向滑动,实现模板的开合。外模由底板、腹板、肋板及翼缘板组成。底板分块直接铺设在横梁上,并与横梁相对应,每对底板沿横梁销接方向由普通螺栓连接。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。由于受场地的影响,采用吊中支腿的吊机位拼装上横梁下挂梁及外模,逐步推进、逐步拼装的施工方法,将上横梁逐根穿入主梁,并通过每根横梁下方的两个机械千斤顶与主梁固定。上横梁安装完毕后,依次装入横移机构、横移油缸和横移滑梁框架。对称拼装下挂梁,利用上横梁上的液压系统将一组下挂梁合成整体。拼装两组下挂后将对应的外模拼装上,依次拼装直到移动模架纵移到制梁位置,完成模板拼装(如图7)。

图7上横梁、下挂梁及外模

(8)模板的调整:模板调节是模板外部拼装的最后一道工序,预拱度的调整是施工的重点,该移动支架系统的挠度值主要有荷载大小、构件截面尺寸以及构件的材料性能三部分组成,其挠度值的影响因素要考虑周全。

5 预压检测

预压前,调好模板,测出所有观测点高程后进行加载,加载顺序同混凝土浇筑顺序。每次加载均进行测量,直到支撑变形稳定为止,再进行下一级加载。加载过程共分四级:0%~60%~110%~卸载。预压数据如下:

通过预压检测,主梁整体挠度变形在6cm以内,符合制梁规范要求,可以正常使用。

6 注意事项

(1)建立有力的安全保证体系,项目部设立安质部,各级生产机构配备专职安全员,实行岗位责任制,逐级签订安全责任状。

(2)所有施工作业人员必须经过专业培训、考核,了解操作规程,懂得施工中应注意的安全事项,并经体验合格后才能上岗。

(3)移动模架拼装和走行过程中,必须有专人指挥,严格按照操作规程进行,合理组织施工。施工范围内禁止行人和车辆通行,密切关注天气变化情况,大雨及海风6级以上严禁作业。

(4)主梁逐节拼装中,控制好力与力矩,防止发生倾斜;连接螺栓紧固后用扭力扳手检测。

(5)移动模架上所装置的液压设备、电器设备由专人按照操作规程操作,设备要定期保养。

(6)场地布置统一规划,施工区材料堆放整齐,确保场地平整、道路及排水畅通。

7 结束语

省道263线南北长山联岛大桥工程移动模架“逐步推进”、“逐步拼装”技术的成功实施,填补了集团公司同类施工技术的空白,为同类工程的施工起到一定的借鉴作用。

参考文献:

1.中华人民共和国建设部《钢结构设计规范》GB50017-2003北京2003

2.铁道部科学研究院《铁路钢桥高强度螺栓、连接施工规范》TBJ214-92 北京1992