移动模架制梁施工技术

1. 适用范围

适用采用下承式移动模架的铁路客运专线桥梁制梁施工作业。

2.作业准备

2.1 移动模架施工前应该满足本作业的施工条件，包括场地、原材料、人员和机械的要求。

2.2 场地准备

选择场地的原则为：一是考虑场地的方便，尽可能选择在台后或者第一跨拼装，便于拼装好后直接就位；二是考虑材料运输的方便，从台后开始能方便混凝土的运输，直接从台后供应混凝土。

2.3 原材料准备

原材料应满足《铁路混凝土工程施工质量检验补充标准》的有关规定和设计要求，并且专门的实验室对原材料应进行取样试验。

2.3.1 水泥：采用早期水化热低的水泥并尽可能降低水泥用量。

2.3.2 砂：采用级配良好的中砂，细度模数在2.4~2.7之间，含泥量小于0.2%.

2.3.3 碎石：粗骨料主要控制其级配和粒形，选择级配、粒形好的碎石，对碎石筛选冲洗，确保碎石质量。

2.3.4 掺合料：在胶凝材料总量中，提高粉煤灰、矿粉所占比例，以降低水化热并提高混凝土和易性。

2.3.5 外加剂：必须采用聚羧酸高效减水剂，减水率必须大于20%。

3.技术要点

移动模架施工工艺是当今世界上先进的桥梁施工工艺之一，与传统的预制、安装、架桥等施工技术不同，集模板、支撑系统、过孔功能于一体。

3.1 移动模架施工主要优点

3.1.1 无大型临时制梁场，少占耕地，对地方道路干扰少，适合丘陵地带和桥隧相连区域。

3.1.2 相对于大型预制梁厂，移动模架制梁大型设备投入少，准备时间短，能快速投产。

3.1.3 移动模架技术具有良好的适应性，不受墩高、场地、水文、地质等条件的限制，能满足施工各种作业工况的要求，转场较机动灵活，便于开展平行流水作业

3.2 移动模架施工主要缺点

移动模架具有野外、高空和流动三大作业特点，与工厂预制梁相比，有其许多固有的缺点。

关键是把工厂化的预制梁工艺移至移动模架工作面，因此需组织专业化的施工队伍，进行工厂化的管理，

3.3 移动模架结构

下承式移动模架造桥机其外模、底模和支架及导梁可纵向移动，如用于连续梁可一次浇灌数孔，以减少移支架次数，加快制梁进度，其内模可收缩后从箱室内逐节退出。采用下承式方案，整机重量较轻，稳定性好，适应较大的风压环境；主支腿分左右两侧，采用侧面顶紧墩台、精轧螺纹钢对拉方式连接，受力明确；主支腿自动行走过孔，工况转换方便。

下承式移动模架包括支承台车、主梁、底模、侧模和底模调整机构、导梁、墩旁托架、辅助门吊和内模及内模小车。

 

  图1  移动模架平面图

图 2  移动模架横断面图

3.4    移动模架的 技术 要求

3.4.1  移动模架的墩旁托架及落地支架，应具有足够的强度，刚度和稳定性，基础必须坚实稳固；

3.4.2  用于整孔制架的移动模架和用于阶段拼装的移动支架每次拼装前，必须对各零部件的完好情况进行检查。拼装完毕，均应进行全面检查和试验，符合设计要求后方可投入使用。

3.4.3  移动模架移动支架纵向前移的抗倾覆稳定系数不得小于１ .５。

3.4.4  移动模架和用于节段拼装的移动支架，（湿接缝和干接缝）前移时应对桥墩及临时墩主桁梁采用稳定措施，其滑道应具有足够的强度、刚度、和长度、宽度。

4. 施工工艺流程及操作要点

4.1 移动模架施工前的准备工作

（ 1） 墩柱施工时作好预埋件或预留孔的埋设工作。 对于墩身上安装牛腿支架临时支撑点和锚固点的位置安装方式，在收到施工图纸后做出详细的施工设计方案报审以确保结构物安全。墩身施工时，在其两侧立面中心处按照设计要求预留孔洞。施工时采取措施确保预埋位置、尺寸准确。支撑托架转运后，模架过孔前根据要求封口，施工时通过主梁设置挂篮，凿毛预留孔表面砼，剔除松散颗粒，喷水润湿，采用半干硬性微膨胀砼人工浇筑，分层捣实，收面平整

（ 2） 场地平整，临时支架基础稳定。

4.1.1   移动支撑系统的组装

（ 1）  牛腿的组装：牛腿为钢箱梁形式，吊装牛腿时在牛腿顶面用水准仪抄平，以便使推进平车在牛腿顶面上顺利滑移。

（ 2）  主梁安装：主梁在桥下组装根据现场起吊能力可采用搭设临时支架将主梁分段吊装在牛腿和支架上。组成整体后拆除临时支架。也可将全部主梁组装完成后用大吨位吊机整体吊装就位。

（ 3） 横梁及外模板的拼装：主梁拼装完毕后，接着拼装横梁，待横梁全部安装完成后，主梁在液压系统作用下，横桥向、顺桥向依次准确就位。在墩中心放出桥轴线，按桥轴线方向调整横梁，并用销子连接好。然后铺设底板和外腹板、肋板及翼缘板。

（ 4）  模板拼装顺序：移动支撑系统按如下工序进行拼装：牛腿的组装，主梁的组装及有关施工设备、机具的就位 -----牛腿的安装 -----主梁吊装、同步横移合龙 ----- 横梁安装 -----铺设底板、安装模板支架 ------安装外腹板及翼缘板、底板----- 内模安装（在绑扎钢筋后）。

4.1.2 模板预拱度的调整：移动支撑系统预拱度的调整是施工中重点，移动支撑系统挠度值的来源要考虑周全，挠度值的计算要尽量结合实际情况。移动支撑系统的挠度值主要有四部分组成：

（ 1） 混凝土自重产生的挠度值；

（ 2 ）由后悬臂端变形产生的挠度值（浇注第二孔以后各孔时方考虑此值）；

（ 3 ）预应力钢束张拉产生的反拱值，支点间按抛物线计算；

（ 4） 牛腿沉降产生的挠度值。

4.1.3   移动模架预压

移动模架在安装完成第一次使用前，通过等载预压消除非弹性变形，确定弹性变形值并据此进行预拱度设置，同时检验模架的安全性能。

为保证预压荷载的合理分布，采用等荷载砂袋进行预压。自跨中开始向两侧每隔 5m设沉降观测点，每排设七个点，布设于底板及翼板，并进行编号。预压前，调好模板抄平所有点标高后加载，加载顺序同混凝土浇筑顺序（悬臂段和配重段同时加载，同时卸载），以后每天观测一次，直到支撑变形稳定为止。支撑变形稳定后，将预压砂袋卸除，将模板清理干净后测量各观测点标高。根据每次沉降记录绘制沉降曲线，并根据沉降值进行计算，确定合理的施工预拱度。根据梁的挠度和支撑的变形所计算出的预拱度之和，为预拱度的最高值。其它各点的预拱度应以中间点为最高值，以梁的两端点为零点，按二次抛物线进行分配设置。

移动模架预拱度的调整是施工中的重点难点，务必引起重视以确定本工程移动模架施工最佳预拱度值。根据计算的挠度值，每次浇筑混凝土时，挠度用设于横梁上底模竖向调整系统调整。

4 .1 .4   钢筋、预应力筋施工

钢筋下料、加工在钢筋加工厂集中生产，经验收合格后通过运输车运至施工桥位处。对于简支梁，由汽车吊或塔架吊装至桥面上胎架内进行绑扎；连续梁可在桥位现场绑扎。

简支梁钢筋绑扎顺序：先绑扎底板、腹板钢筋成网片吊装，安装内模后吊装顶板钢筋网，预应力管道及梁体其它预埋件跟随底、腹、顶板钢筋绑扎时及时组织安装。

施工中严格控制波纹管定位钢筋网位置，确保管道圆顺，钢筋骨架内预埋钢件支立内模。

钢筋砼净保护层要满足设计要求，合理设置塑料垫块，捆扎牢固。梁体侧面和底面的垫块至少应为4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。

预应力孔道采用波纹管成孔，金属波纹管的接长采用大一号同型波纹管作接头管，接头管长不少于300mm。接头装置避开孔道弯曲处，管两端用密封胶带缠封接头，避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内。

4 .1 .5   混凝土施工

在满足设计要求的前提下，充分考虑混凝土的耐久性能，且保证结构的强度、弹性模量、混凝土运输、泵送时的坍落度损失等施工工艺的影响。掺用外加剂、粉煤灰，磨细矿碴粉以减少水泥用量、减少混凝土收缩徐变、防止梁体表面裂纹，并做外加剂与水泥和掺和料的相融性试验。采用无潜在碱活性的骨料和低碱水泥，防止碱骨料反应。

混凝土由桥梁附近混凝土拌和站供应，混凝土通过施工便道由混凝土运输车运输，混凝土泵车或布料机配合混凝土泵泵送入模。

梁体混凝土浇筑顺序：从两端向中间水平分层、斜向分段、两侧腹板对称、连续浇筑。每层混凝土的灌注厚度不得超过30cm。浇筑时同一断面先浇筑底板、后腹板、再顶板。

混凝土浇筑入模时下料要均匀，混凝土的振捣与下料交替进行。梁体混凝土浇筑时，采用插入式振动器进行振捣。梁面采用悬空式整平机进行整平压实，顶板混凝土浇筑完毕，初凝前人工用抹子进行二次收浆、赶压，防止裂纹，并将表面压光，以保证桥面防水层的铺装质量。

多跨连续梁浇筑接长时，应对接缝面凿毛、清洗，接缝涂水泥浆后浇灌混凝土。

在自然气温较高的情况下，混凝土初凝后，采用洒水养护。梁体为泵送混凝土，胶凝材料用量较大，产生的水化热较大，为防止因干缩、温差等因素出现的裂缝，在混凝土浇筑完成后，12小时内即以土工布覆盖养护，并在其上覆盖塑料薄膜，梁体洒水次数应能保持混凝土表面充分潮湿。梁体养护用水与拌制梁体混凝土用水相同。当环境温度低于5℃时，梁体表面喷涂养护剂，并采取保温措施，禁止对混凝土洒水。

4 .1 .6 预应力施工

预应力张拉按设计要求采用两端整体张拉。预应力张拉时，应按“对称、均衡”原则进行，相同编号的钢束应左右对称进行，张拉采用张拉力为主、伸长量作为校核的原则进行双控。

检查梁体混凝土强度及混凝土弹性模量是否达到设计要求。计算钢束理论伸长值，清除箱梁端部锚垫板上及喇叭管内的水泥浆，调整箱梁两端钢绞线束的外露长度大致相等。在第一跨箱梁张拉时要对锚头、孔道等引起的摩阻损失进行实际测定，根据实测结果计算张拉控制力，并与设计单位协商进行修正。

锚具在使用前，试验室应按《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370）中的有关规定，对其外形外观、硬度、锚固性能及工艺性能进行抽样复检，合格后方能使用。

千斤顶使用前必须经过校正，校正系数不得大于1.05。校正有效期为一个月且不超过200次张拉作业。

压力表精度不低于1.0级，表面最大读数为张拉力的1.5～2.0倍，校正期限为7天；当用0.4级时，校正有效期为1个月；压力表发生故障后必须重新校正。

千斤顶、压力表、油泵配套校正使用，并按相应的管理制度进行使用、维护与保养，并由试验室建立台帐。

箱梁预应力施工采用双控法，以应力控制为主，伸长值作校核，其张拉程序为：

0→0.1σk（测伸长值初值）→张拉到控制应力σk（静停5分钟，测伸长值终值）→补拉σk（测伸长量）→回油锚固（测回缩量）。

梁体混凝土强度达到设计强度，且混凝土弹性模量达到相应值方可进行张拉。

箱梁如出现有严重蜂窝、空洞或其它严重缺陷，经修补后其混凝土尚未达到张拉规定强度时，均不允许进行张拉。

箱梁张拉，按设计要求的张拉顺序用千斤顶在梁的两端同步、对称地进行，并以油压表读数为主，伸长值进行校核。

回油锚固后，测量两端伸长值之和不得超过计算值±6％。

全梁断丝、滑丝总数不得超过钢丝总数的0.5％，并不得位于梁体同侧，且一束内断丝不得超过一丝。

4 .1 .7   管道压浆

张拉完成后确定预应力筋无断丝、滑丝现象，然后切除多余钢绞线，封堵锚头，封锚水泥浆强度达到10MPa时即可压浆。压浆时间以张拉完毕不超过48h控制，同一管道压浆作业要一次完成不得中断，且梁体及环境温度不得低于5℃。

压浆采用真空辅助压浆工艺，压浆泵采用连续式，同一管道压浆应连续进行，一次完成。其工作原理为：在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽气，使之产生负压，在孔道的另一端用压浆泵进行灌浆，直至充满整条孔道。压浆前管道真空度应稳定在-0.09～-0.10MPa之间，浆体注满管道后，应在0.50～0.60MPa下持压2min，确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。

压浆注意事项：一是管道压浆时一定要注意相邻管道是否串浆，每次压浆后用通孔器对相邻管道进行孔道检查，如有串浆及时采用高压水冲洗干净；二是压浆时要密切注意压浆泵压力表，如出现异常要及时停止压浆，以防压浆管爆裂伤人。

5.质量控制及质量检测

5.1 移动模架制造、安装及过孔

5.1.1 选择有实力的厂家负责模架制造，派驻厂监理全过程监督模架制造质量。模架出场前进行试拼装，通过验收合格后方可出厂。

5.1.2 安装过程中，对主梁及底模桁架焊缝检查；主梁之间、主梁与底模桁架之间、底模桁架之间联结螺栓检查，螺栓连接的检查需用扭矩扳手；主梁与底模的变形检查；其他部件的连接检查。

5.1.3 安装结束后，对中线，高程、预拱度以及两主梁之间螺栓连接进行检查。

5.1.4 首孔制梁模架必须预压，精确设置上拱度，经过3～5孔梁的生产，及时调整参数。通过预压消除非弹性变形，同时对焊缝和螺栓连结处逐一进行检查，确保模架安全、稳定可靠地使用。

5.1.5 模架安装就位后，须对外形尺寸全面检查后方可进行下步施工。

5.1.6 组织专业的施工队伍，负责模架的运行和维修

5.2 原材料控制措施

设立箱梁专用的砂、石料场，碎石必须为二级配掺合，为保证碎石质量，配置专用的碎石筛洗机，保证级配、含泥量等符合标准要求。

加强原材料检验，选择合格的砂、石料源及其他原材料源，严格按规范要求进行材料进场检验，并报第三方检测单位平行或签认检测。

5.3 梁体混凝土

5.3.1梁体及封端混凝土外观质量平整密实、整洁、不露筋、无空洞、无石子堆垒、桥面流水畅通。对空洞、蜂窝、漏浆、硬伤掉角等缺陷，需修整并养护到规定强度。蜂窝深度不大于5 mm，长度不大于10mm，不多于5个/ m2。

6. 安全

6.1 加强安全教育和移动模架操作技术培训，使之制度化，常规化，要求所有人员必须持证上岗。

6.2 操作人员必须仔细阅读移动模架设计说明书，特别是涉及安全防范部分，制订详细可靠的移动模架安全操作规程。

6.3 移动模架是一种现场现浇施工的专用设备，现场拼装、使用过程中各种作业必须分工明确，统一指挥，要设专职指挥员、专职操作员、专职电工、专职技术员和专职安全检查员。

6.4 首孔移动模架现场拼装完后，进行全面检查，发现问题及时处理，并办理签认记录手续，确认合格后才能正式投入使用。使用过程中应经常检查各处连接螺栓是否松动。

6.5 风力≥６级时，严禁进行过孔作业；

6.6 移动模架的所有移位

6.6.1 必须在有关技术人员和安全员的监视下进行。

6.6.2 必须检查所有影响移位的约束是否解除、移动方向是否有障碍。

6.6.3 必须基本同步，并注意纠偏。

6.6.4 由现场指挥员一人发号施令指挥，其他任何人的指令应现场指挥员通过实施。

6.7 液压系统及电气系统需编制专门的操作规程，严禁违章操作。

6.8 高空作业须做好临边防护，设置专用的操作平台和必要的警示标志。

7. 环保 及文明施工

7.1 施工过程中，施工物料如水泥、油料、化学品等应堆放管理严格，防止在雨季或暴雨将物料随雨水径流排入地表及附近地域造成污染。

7.2 施工机械应防止严重漏油，禁止机械在运转中产生的油污水未经处理直接排放。

7.3 施工过程中洒水或采用其他抑尘措施，以减少施工作业过程中产生的扬尘。

7.4 施工过程中，对砼拌和机（站）等投料器均设防尘设备。在这些场所作业的工作人员，必须配备必要的劳保防护用品。

7.5 各种临时设施和场地，如堆料场、加工厂、砼拌和机（站）等距居民区均不小于300m，而且不得设置在居民区主要风向的上风处。

7.6 使用机械设备，要尽量减少噪声、废气等污染；建筑施工场地的噪声应符合有关规定，并应遵守当地有关部门对夜间施工的规定。

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