MSS滑移模架施工工艺及技术控制

一、工程概况
南京长江二桥北汊桥引桥上部结构为16m*30m等截面和5m*50m变截面PC连续梁桥。全桥断面由上下行分离式的两个单箱单室梁断面组成，中间设中央分隔带盖板。其中 5 * 50m引桥处于 30m引桥与主桥过渡段上，桥位处于水陆两地，陆地一孔，水上四孔，高峰期水位7m。因而选择一种最佳施工方案尤为重要。




二、方案比选
基于50m桥所处桥位情况，其上部结构施工拟采用两种方案：①支架式施工，河岸一孔搭设满堂支架，水中四孔插打铜管桩，搭设钢管桩支架。②采用无支架施工。即引进国外先进设备——滑移模架进行施工。
第一种施工方案是我公司传统的施工方法。有较为丰富的施工经验，技术上较容易控制，但此种方案对于水上施工来讲，工作量大，机械台班多，经济上不合理，施工进度也不理想。而第二种施工方案，施工设备先进，具国内领先水平，但是此种设备我公司首次采用，技术上较难控制，可对于在水上施工中等跨径的现浇连续梁桥来讲尤为适合。综合多方面因
素考虑，我公司南京二桥项目部最终决定采用无支架式施工即引进MSS滑移模架系统。




三、滑模概况
我公司引进的MSS滑移模梁主要由托架（牛腿）、主梁（钢箱梁）、横梁、后横梁、外模、内模六大部分组成。每一部分都配有相应内液压或机械系统。各组成部分结构功能如下：
1.托架
托架俗称牛腿、三角结构。通过墩身预留孔（孔径：80cm*100cm）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。




四、滑模施工原理及工艺流程
MSS滑移模架的滑移及模板的安装调整是以"液压"为动力，以液压千斤顶为工作机具，在液压控制装置的控制下，通过液压千斤顶的顶推，从而完成主梁的就位、横梁的调整及内外模的安装和调整。施工前，首先编制好沿楼施工技术方案。购置专用设备、机具，租赁大型吊装设备。滑模按如下工序进行施工：托架（牛腿）的组装，主梁的拼装及有关施工设体机具的就位托架吊装→主梁吊装及主梁就位→安装横梁→铺设底板、安装模板支架→安装外腹板及翼缘板、底板→内模施工。




五、滑模现场具体组装
滑模现场组装质量的好坏，直接影响到箱梁施工的工程质量、进度及施工安全。因此在组装时，根据沿模设计图纸，严格按照《钢结构施工技术规范》进行操作，对于高强螺栓连接面，仔细检查，逐一进行表面处理，使其达到应有的摩阻系数。高强螺栓连接，采取初材、终抒，循环重复操作，使每一高强螺栓都达到设计扭矩值，并对扭矩扳手定期进行标定，保证连接面的受力强度，防止工程事故隐患，对质量和施工安全有影响的构（配）件必须剔除或经过处理，合格后方可使用。
托架现场组装：由于托架呈三角形且有一定高度，现场拼装放置不稳定，应做一三角支架进行支撑。吊装托架，置入墩身预留孔时，应对托架顶面用水准仪抄平，以便使天车在板面上顺利滑移。为防止墩身两侧托架在受力时倾覆，每对托架是由精轧螺纹对拉，嵌入墩身内，因而安装单侧托架应在另一侧临时放置一扁担梁，穿精轧螺纹拉紧，以防失稳。
主梁安装；由于主梁自重大，整体吊装困难，施工时，分两次吊装，在跨中设临时支撑，进行合龙拼装。这就要求对临时支撑的高程进行准确测量及放坡，以使钢梁在跨中顺利对接，拼装。
主梁拼装完后，在主梁窗口处，置入横梁，待全部横梁安装完毕，主梁在液压系统作用下，横桥向，顺桥向准确就位。在墩中心点处设全站仪或经纬仪，放出桥轴线，按桥轴线方向调整横梁，用销子连接好，铺设底板，轴线偏差控制在5mm以内。然后安装外腹板、肋板及翼缘板。
滑模组装时，各部件之间要求连接可靠，拼装完后要通过认真地全面检查，确认安全可靠后方可供上部结构施工使用。




六、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：
（l）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。








七、箱梁的施工工艺
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，施工工艺流程图见图1。
由于施工作业是周期性进行，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。




八、结束语
本工程采用滑移模架法施工，机械化程度高，其模板、钢筋、混凝土和张拉工艺等整套工艺均可在模架内完成。同时由于施工作业周期进行，且不受外界因素干扰，不仅便于工程管理，又能提高工程质量，加快施工进度，缩短工期，单孔施工周期最快仅用12天完成。并赶在主桥边跨合龙前完成50m引桥施工起了决定性作用。
移动模架法需要一整套设备及配件，除耗用大量钢材外，还需有一整套机械动力设备和自动装置，一次投资较大，为了提高使用效率，必须解决装配化和科学管理的问题。而50m引桥施工所采用此套沿移模架正是解决了这两个问题。沿模的主要构件采用装配式，可运用于不同跨径、不同桥宽和不同形状的桥梁，扩大了使用面，降低了施工成本。施工中，组织了专业施工队伍对其进行科学管理，固定操作，做到机械设备的配套使用，并注意设备的维修及养护，充分发挥设备的使用能力，取得了良好的经济效益。
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