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分节段现浇变截面箱梁整体纵移外模装置施工技术

范文

乔钢铸

摘要：本文通过高铁站场市政转体桥T构箱梁施工项目，讲述了如何根据现场实际工况和施工经验优化箱梁外模施工技术方案，重点阐述了分节段现浇变截面箱梁简便快速整体纵移外模装置原理、模板装置优化设计、模板系统构成、施工控制、施工效果分析，通过特殊条件下的工程实例，为工程施工积累丰富经验，同时可为类似工程施工提供参考。

Abstract： This paper describes how to optimize the construction technology of box girder external mold according to the actual working conditions and construction experience through the construction project of T-box girder of the high-speed railway station municipal transfer bridge， focusing on the principle of simple and rapid overall longitudinal external mold device， optimization of template device， formwork system configuration， construction control and construction effect analysis of segmented cast-in-place variable-section box girder. Through the engineering examples under special conditions， rich experience for engineering constructionwe has beenccumulated， which can provide reference for similar engineering construction.

关键词：转体桥;变截面T构箱梁;外模整体纵移;箱梁现浇;效果分析

Key words： swivel bridge;variable section T-box girder;overall longitudinal displacement of outer mould;cast-in-place girder;effect analysis

中图分类号：U445.57 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：1006-4311（2019）14-0102-03

0 ?引言

南宁市亭洪路上跨铁路立交工程主桥2-80mT形刚构连续梁转体重量达到1.8万吨，分左、右两幅桥，箱梁采用单箱三室结构，单幅桥面宽19.95m。左幅桥4#主墩距离既有南化高铁站围墙1.5m，右幅桥1#主墩距离既有南昆客专线路中心8.3m，为邻近既有高铁站场施工，施工安全风险高，施工难度大，必须确保施工安全可靠。主桥T构箱梁先现浇施工0#块，然后两端对称支架现浇1～9#块，T形刚构两端梁高4.0m，墩顶根部梁高8.5m，梁高变化由梁底采用抛物线形成。节段施工梁长除1#、9#块分别为8.6m和10m（含3m长翼缘板变截面段）外，其余节段长度均为8m。

左幅桥4#主墩T构箱梁0～2#块采用传统方法施工箱梁外模，受场地和施工条件限制，施工安全控制难度大，施工工期长，施工工效低下，T构箱梁节段工期已严重滞后于计划工期11天/节。右幅桥1#主墩T构箱梁受征地拆迁工作严重滞后影响，工期非常紧迫，必须确保11天/节段施工才能按期竣工通车。如何从本工程实际情况来解决箱梁外模安全、高效、快速、经济施工，是决定本工程主桥能否按节点工期完成和节约施工成本的关键。根据现场定型模板的构造，结合满堂支架的实际情况，采用整体纵移外模装置施工技术来解决本工程箱梁外模施工难题，实现了箱梁外模整体简便、安全、快速的移动，取得了安全、经济的施工效果。

1 ?变截面箱梁外模装置设计及施工

变截面箱梁外模系统主要由支架、走行轨道、外模装置三部分组成。具体结构见图1、图2。

整体纵移外模装置设计原理是利用外模支架作为工作平台，在平台上设置钢轨走行轨道，采用手拉葫芦牵引外模装置沿走行轨道整体纵向移动。为使外模装置轻便，采取优化模板装置高度措施，即左幅桥以3#塊和9#块、右幅桥以1#块和9#块节段梁高平均值作为模板装置高度参考值，对于比移动外模装置高的梁段采取在下部补充分块模板措施来完成。节段外模装置长度设计为9m，由定型模板进行组合加固成整体。

1.1 箱梁外模支架固定平台

支架地基处理和地面硬化按设计图纸要求施工。支架采用碗扣式钢管组拼，边模支架立杆纵横向间距设置为60×90cm，扫地杆距硬化地面高度为400mm，竖向小横杆间距为120cm，按规范要求设置竖向和水平剪刀撑，支架顶端以下200mm处设一道水平剪刀撑来确保支架体系的整体稳定性，立杆底部采用可调底托调整高程和扩大与硬化地面受力面，立杆顶部采用可调顶托调整高程。平台采用双14#槽钢组焊背带通过立杆顶托调整高程而成。

1.2 走行轨道

以模板装置移动平稳和防止发生受力不均引起倾覆为设计原则，走行轨道采用3根P50钢轨组成，见图3。由于模板重量分布主要集中在靠箱梁侧，按模板外架加强板布设实际位置，走行轨道钢轨位置间距从箱梁模板边向外分别设为0.3m、1.15m和1.50m，走行轨道和槽钢平台在移动两端头采用钢管和扣件固定稳固并与箱梁支架系统连接牢固。

1.3 外模装置

外模装置由走行小车和外模组成，见图4。

走行小车在定位好的走行轨道上组焊成型。走行小车由9个运轨排小车与槽钢背带焊接组成。运轨排小车在外模装置纵向中心设一组，两侧距中心各3m处分别设一组，一组由三个运轨排小车组成。运轨排走行小车具有自重轻、承载力大、受力面积大、防脱轨、运行平稳的优点。

定型外模在工厂加工，经过试拼合格后运至施工现场在走行小车上组拼安装。定型外模由钢模板、桁架、调节件构成。钢模板面板采用6mm钢板，背部采用6.3#角铁焊接加强;桁架采用10#槽钢组焊，加强连接采用6.3#角铁焊接，模板背架采用双10#槽钢组焊而成，外架间距为75㎝，各层外架之间采用14#螺栓连接调节，桁架外立杆采用10#角铁连接固定成整体。

移动外模装置重量计算，按先计算1平方米定型钢模重量来估算外模总重量。

①1m2面板重量=面板+面板加固角钢=1×47.1+（1÷0.3+1）×2×5.721=96.68（㎏）

②1m2外架重量=竖向10#槽钢+竖向6.3#槽钢+水平10#槽钢=1÷0.75×4×10.007+1÷0.75×0.4（均）×2×6.635+1÷0.6（均）×3×2×10.007=160.52（㎏）

③最重移动外模重量（按6m梁高计算）：

[（6-0.65）×9+（3+1.2）×9]×（96.68+160.52）÷1000=22.11（t）

④最重移动外模装置重量（按6m梁高计算）：

22.11+（3×2×9×14.53+9×20）÷1000=23.07（t）

1.4 底模、内模

底模采用木模按常规法分节段连续施工。

根据箱梁为单箱三室变截面的结构特点，内模采用木模按常规法施工，内侧模在预拼装场地分块加工完成后吊装安装，分节段组拼成型，后面施工节段内侧模则在已完成箱梁节段箱室内分块加工向前移动组拼方案，模板采用对拉法加固。箱室顶模采用碗扣支架支撑，支架底采用槽钢平台，平台下采用钢筋支架支立在底板下层钢筋网上，顶模采用分节段铺设成型法施工。

1.5 外模装置纵移施工

外模装置纵移主要工序为落模→纵移→顶升→定位固定。

1.5.1 落模。①利用箱梁翼缘板上的四个吊装孔对外模装置进行稳定加固，要求吊点对位准确，符合翼缘板上安设螺旋千斤顶落模要求;②拆除模板对拉加固杆件;③外模装置落位。1）节段混凝土达到100%设计强度后，降低走行轨道和平台至预定高度（以外模装置下降5～10cm为宜），调整好走行轨位置（走行轨道整体外移3～5cm为宜）并固定;2）利用螺旋千顶和预埋件向外脱模松模;3）安装螺旋千斤顶将外模装置落位进入走行轨道;4）利用木楔对走行小车进行前后临时固定;5）边撤除吊索边安装好牵引和安全防护手拉葫芦，设置好顶部安全牵引钢丝绳。

1.5.2 纵移，见图5。外模装置纵移前，确认后方安全防护手拉葫芦和顶部安全牵引钢丝绳已安设好，检查走行轨道各部尺寸和加固情况并清理轨道上的杂物，牵引手拉葫芦拉紧后撤除临时固定木楔。人工拉动牵引手拉葫芦使外模装置平稳地向下一节段移动，移动时安全防护手拉葫芦及顶部安全牵引钢丝绳分别派专人同步跟进以确保外模装置移动安全。以牵引手拉葫芦的分次行程转换完成外模装置纵移到位，转换行程时需使用木楔对走行小车进行前后临时固定以确保施工安全。

纵移外模装置牵引拉力计算，纵移外模最不利情况为最重外模装置上坡1.737%走行。牵引拉力需大于滚动摩擦力加外模下坡分力。

牵引拉力≥正压力×滚动摩擦系数+外模下坡分力=23.07×cos1°×0.05+23.07×sin1°=1.56（t）

因此牵引手拉葫芦拟采用起重量为3t手拉葫芦。

1.5.3 顶升，见图6。外模装置纵移到位后，用木楔对走行小车进行前后临时固定，撤除前后手拉葫芦。顶升外模采用6台螺旋千斤顶分别设置在靠近运轨排小车的模板外架加强板下，利用槽钢背带平台受力，同时缓慢顶升外模至设计高程，利用走行轨道进行临时固定后进行精确定位调整。

1.5.4 定位固定。外模装置定位采用全站仪定位，箱梁底使用底模边进行定位。侧模横向移动定位利用底板横向钢筋对拉来完成。为防止外模装置横向移动时破坏箱梁底模，在底模支架上设置限位。外模装置梁底定位完成后，精确调整外模装置垂直度和模板顶高程，最后进行牢固固定。

2 ?现浇变截面箱梁节段法施工工艺及流程

2.1 地基處理。按设计文件要求进行地基处理，完善相关施工资料。

2.2 支架施工。按批准的专项施工方案连续搭设箱梁节段支架，按连续施工和支架提前预压施工要求，对称悬臂同时连续搭设支架每侧不少于两节段。

2.3 底模施工。利用可调顶托调整底模高程，先铺设横向大方木，再铺设纵向小方木，分块铺设底模。按批准的预压方案堆载预压。预压完成后精确调整底模高程和按要求设置预拱度。

2.4 底板端模及钢筋安装。底板端模由5mm厚钢板加工成型，由吊车吊装安装。底板钢筋按设计位置进行标线绑扎，预埋、加固预应力波纹管并放置内衬保护管。

2.5 安装外模装置。按常规法利用汽车吊安装外模装置，利用螺旋千斤顶精确调整外模装置高程。

2.6 腹板端模、钢筋安装。腹板端模采用5mm厚钢板加工成型，吊装安装。钢筋在加工场下料，按设计钢筋位置进行划线，吊车配合安装、绑扎成型。施工预埋件、预应力波纹管。

2.7 安装内模、顶板端模。施工顶模支架钢筋支架、槽钢平台、内支架，分块吊装安设腹板侧模并加固，分块组拼安装顶板底模，安装和加固顶板节段端模。

2.8 顶板钢筋绑扎。按设计位置绑扎钢筋，预埋预埋件和设置预应力波纹管。

2.9 箱梁混凝土浇筑。节段混凝土浇筑按照底板、腹板、顶板的顺序分层进行，分层浇筑从悬臂端开始，上层混凝土应在下层混凝土初凝前浇筑完成，顶面混凝土面采用二次抹压工艺收面，混凝土施工完成后及时进行覆盖洒水养护。

2.10 模板拆除及外模纵向移动。混凝土澆筑完成24h后拆除端模并进行凿毛处理，拆除腹板内侧模。混凝土达到100%设计强度时，拆除箱室顶板模板，同时进行外模装置平稳落模后整体纵移至下一箱梁施工节段。

2.11 张拉与压浆。按设计图要求穿预应力钢绞线和安装锚具，安装张拉设备，混凝土达到设计张拉条件后对节段箱梁进行张拉，张拉完成后48h内完成管道压浆。

3 ?施工效果分析

①采用外模装置纵移技术，每节段箱梁外模施工省掉了模板分块安装和拆除工序，只需整体落模和移模，节约了人工和机械吊运时间，更加有利于现浇箱梁工序间实现平行作业，节段箱梁现浇完成时间由16天缩短到10天，比计划节段工期提前1天，满足了节段工期要求。

②经济效果。节段可减少工期6天，可节约人工36工日、汽车吊12个台班。左右幅主桥共28个节段采用本技术，总共可节约工费约30万元，节约台班费约67万元，扣除投入购置相关设备费用约5万元，产生直接经济效益约92万元，同时也减少了支架的租赁费用。

③采用本技术，最大限度地减少了外模装拆吊装作业，有效解决了既有铁路行车干扰的施工难题，减少了危及既有铁路设备和行车安全的施工风险，减少了起重伤害和高处坠落的安全事故风险，施工安全可靠，无形中产生了巨大的经济效益。

④使用本技术，节段外模不需要分块反复装拆，外模不容易产生变形和拼装错缝，提高了箱梁的外观质量;避免了多台机械同时作业的相互干扰，提高了施工机械的使用效率，提高了人工工效，达到了降低施工成本的目的;有效地控制了模板连接小扣件的丢失损耗情况，节约了施工成本。

⑤充分利用了项目部的旧轨料和内部调用运轨排小车，优化了资源利用，降低了整体纵移外模装置投资费用，同时发挥了已有资源的经济效益。

⑥购置的移模设备可在以后的多种专业工程施工中反复使用，可产生额外经济效益。

⑦节段外模不需要拆除下来占用施工场地，提高了施工场地利用和生产效率，也更加有利于文明工地建设。

4 ?结语

在本工程箱梁整体纵移外模装置技术实际应用中，仍有很多的技术和经验需要总结。外模施工方案优化应是从模板设计开始的一系列筹划，方能节约模板造价和取得良好的外观效果，也才能发挥出最大的经济效益，最终达到最好的施工效果。本项目采用整体纵移外模装置技术，实现了变截面箱梁节段快速施工，取得了很好的成效，值得在类似桥梁施工中广泛应用，也可供桥位制梁提供参考。

参考文献：

[1]覃为刚.轨道走行式移动模架造桥机现浇箱梁施工技术[J].城市轨道交通研究，2004（02）.

[2]艾进孝.整体纵移外模系统现浇箱梁快速施工技术[J].低碳世界，243-245.

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