超小半径弯梁的移动模架施工应用

超小半径弯梁的移动模架施工应用

【摘 要】深门特大桥引桥第二、三联引桥为双幅8跨50m的箱梁，最小设计曲线半径仅为710m，设计要求采用移动模架箱梁施工，如此小半径的箱梁采用移动模架施工在国内实属罕见，施工难度极大。本文以该工程为背景探讨超小半径弯梁的移动模架施工技术研究，主要介绍移动模架的整体改装方案及实际施工中的应用效果，解决了移动模架在超小半径弯梁施工中遇到的各类技术难题，对类似工程具有重要的参考意义。

【关键词】深门特大桥；移动模架；超小半径弯梁；改装应用

1 工程概况

深门特大桥全长1150m，桥型布置为4×30+2×（4×50）+（115+200+115）+4×50，共分为5联，主桥为主跨200m的矮塔斜拉桥，采用挂篮悬浇施工；第二、三联引桥采用一套移动模架进行箱梁施工。

图1 深门特大桥整体图

第二、三联位于深门特大桥平面圆曲线及缓和曲线段，最小设计曲线半径为710m，纵向坡度2.8%。引桥现浇连续箱梁采用上、下行分离的两幅桥设计，单幅桥为单箱单室截面，标准跨径为50m，梁面宽11.75m，箱梁中心线处梁高3m，底板宽度6m，桥面采用单向坡，桥面横坡由顶板绕箱梁中心线旋转形成，底板保持水平。单跨最大浇筑方量为570方，采用C50海工混凝土。

2 工程技术难点

本工程具有技术难度大、施工控制难度大、箱梁施工外观要求高、安全风险高等特点。

施工技术难度大：箱梁最小曲线半径仅为710m，采用移动模架施工为国内罕见，可借鉴的先例较少；

箱梁施工外观要求高：仅为710m曲率半径，不能用传统的整跨箱梁以折代曲，否则会极大影响外观平顺度；另外平曲线导致的超高横坡变化，又导致腹板高度变化，进一步增加外观控制难度。

工程设计限制：双幅桥的净距仅为2m，移动模架开合前移会与已施工箱梁干扰；另外起始墩墩高不足，牛腿安装困难，终点墩采用整体式墩身，阻碍移动模架前移。

安全风险高：有别于我公司之前运用移动模架的其它项目，这次移动模架安拆均在水上施工，安拆施工风险高；工程所处位置为台风多发区域，抗台安全要

求高。

3 技术改装核心问题

要成功在超小半径箱梁上实施移动模架施工，需要解决2个核心问题需要突破：

（1）要解决小半径箱梁范围内移动模架的前移、合模等一系列技术问题；

（2）要解决弯梁的拟合性问题，需对模板系统进行特殊性设计。

经多次讨论，多轮方案论证，我部成功完成了移动模架一系列改装技术方案，并制定相关标准完成了改装施工，整个改装费用为300万元（含模板）。

到目前已经完成11跨施工，施工移机过程平稳、外观线型平顺美观。并且正常施工工期为20天，曲线段为22天，大大节约了工期。

4 移动模架改造方案

4.1 改造技术路线

移动模架是涉及重大危险源大型设备，对其的改造是系统性工程，环环相扣，考虑不足会对移动模架后续施工造成重大不利影响。

①移动模架的改造首先要满足超小半径前移的需要，即解决横移宽度不足、合模与前墩干涉的问题→②再解决由于工程结构设计本身的影响如起始墩高度不足、终点墩整体式墩身、双幅桥距离过近→③然后独立解决模板系统与弯梁设计的拟合度问题→④待所有的改装及新造构件确定后，进行结构受力计算，重心、纵向及横向抗倾覆安全系数的重新计算，并进行配重块的设计→⑤根据改造情况修订施工技术流程，并制定相应控制标准。

为保证改装施工校验复核符合要求，项目部又委托上海同新和武汉通联进行复核。

4.2 托架改装

由于墩身较矮，起始的6、7#及8#右幅墩身高度不足，不能直接利用原有托架进行安装。其中6#墩、7#墩需对牛腿进行改造，改造时保留原托架的上端梁结构，只对上端梁以下的结构进行重新设计制造。

4.3 折叠横梁及底模改装

通过对移动模架纵移工况模拟过孔，由于桥梁右转弯曲，移动模架底模、横梁受墩顶限制，移动模架左侧不能满足纵移要求。需采用折叠式底模、横梁，以

减少过孔时移动模架的横移量。

横梁水平方向折叠，底模板及框架通过液压油缸实现上下折叠，节省移动模架横向移动距离1.2米以满足施工要求。

4.4 模板系统改装

桥面超高设置随路线平面曲线半径变化，由于路线横坡和超高变化叠加影响作用，需对移动模架翼板和腹板进行设计，使模板系统能够随横坡变化作出相应调整，并能保证外观质量。

采用移动模架浇注50m曲线箱梁的墩号为6#—14#。横坡变化-4.00%～+2.00%。

将外模分为两部分：腹板和翼板部分以及底模部分，两者通过腹板基础段与底模的栓接成为一体。调整腹板基础段与底模的横向偏移，实现腹板及翼板的以折代曲。

预拱度通过横梁和底模间的支撑螺杆调整，侧模通过横向调节螺杆支撑在钢箱梁上，并与底模采用铰连接，在底模预设上拱度时，侧模相应随之变化，保证断面形状一致。断面尺寸通过侧模的支撑螺杆调整，侧模本身通过螺杆调节，保证线形，每段侧面模之间有柔性连接，使全长线形即可调又连贯。

由于模板实现曲线调整时，腹板及翼板两块模板是按纵向2.4m长度逐段折线调整，且腹板及翼板高度是竖直方向调整，导致箱梁平面和纵向截面的模板拼装不连续平顺。

（1）模板节段平面缺口

由于在平面逐段折线调整，腹板及翼板在平面出现节段之间的微小扇形空缺，如R725m段右幅箱梁右侧翼板最大间隙作图求算得9.6mm，为此需用木楔塞填并粘贴胶带。同时模板节段之间拧紧连接螺栓。

（2）模板节段竖向截面错台

本桥两墩之间砼箱梁横坡变化较大，由于腹板及翼板的竖向平移调整必将导致翼板不连续，节段间出现错台。考虑到箱梁横坡的变化，选取13#（-0.09%）—14#（+2%）墩跨间箱梁最大横坡差 ，作图求算得50m长翼板最大高差 ，则平均每块模板分担的高差为： 。

为此需要预先设置楔形调整垫板，采用可塑性强、宜拆除的石膏、水泥浆等材料封填。

5 移动模架作业流程图

图2 移动模架系统施工流程图

6 施工检查控制

由于移动模架改装部位较多，为确保整体使用安全，我部按照115%施工最大荷载进行荷载试验，并委托上海同新进行应力应变监控，实测结果满足现行规范及使用说明书要求。

改装根据新增的施工工序，项目部制定了针对性的施工控制检查标准，重点检查影响外观的模板安装曲线位置及表面处理情况，另外针对移机前、移机过程中，以及浇筑过程中确保人员到位，检查到位，跟踪到位。

7 总结

7.1 技术创新领先

在国内可参照先例较少的情况下，对我公司自有设备进行改造升级，攻克了超小半径移动模架施工的技术壁垒，成功完成了深门特大桥710m超小半径移动模架施工，并留有相当的余量，并可将此套模架应用进一步应用于600m半径箱梁，达到了国内领先的水平。

7.2 质量、安全优异

对海上移动模架安装、曲线段移机及模板系统等施工关键部位进行改装，对关键工序优化改进，移机过程平顺，各项检查控制合理到位，箱梁外观圆顺美观，经多次检查受到一致好评，是我项目将施工难点转换为施工亮点的又一典范。

7.3 工期、经济效益明显

对移动模架所进行的改造直接效果明显，充分利用现有设备，主要进行牛腿、底板框架及横联进行改装，改造位置少，改造工程量小。与新购机械相比节约资金约650万元。

尤其是曲线段弯梁的施工，增加了底板框架及横联折叠和调节外模线型等工序后，仅比直线段增加2天时间。这比蔡家嘉陵江大桥城市轻轨轨道桥单跨缩短时间近25天。说明我公司独立研究的超小半径弯梁移动模架施工技术，不仅攻克了施工技术难题，而且更加合理先进，工效显著，达到了国内领先的水平。