折叠式移动平台制梁施工技术在山区高墩桥梁中的应用.doc

折叠式移动平台制梁施工技术在山区高墩桥梁中的应用赵永生 高晓玲摘要：结合厦蓉高速公路榕江格龙至都匀段BT10标段,介绍折叠式移动平台制梁施工技术在山区高桥墩中的应用,并对关键施工技术要点进行分析。关键词：折叠式移动平台 制梁技术 高墩桥梁 应用第 1 页 共 11 页1工程概况排调河1#特大桥位于黔南州三都水族自治县打鱼乡来术村，左幅里程为ZK151+349ZK151+947,右幅里程为YK151+282.5YK151+936。桥梁全长653.9米，最大桥高182m，主桥上部结构为（105+200+105）米预应力混凝土连续刚构，主墩采用双肢薄壁墩。本桥的引桥均为现浇箱梁桥，箱梁宽度13m，单箱双室断面， 其中箱宽9m，两侧翼缘各宽2m，箱梁高度1.7m，箱梁采用逐孔推进施工，施工缝设在距桥墩中心6m处。下部结构除主引桥过渡墩及右线桥5墩为矩形空心墩外，其余均为双圆柱实心墩，引桥位处于陡坡上，最大墩高为74m，为高墩梁桥。2主要施工方法21主要施工方法由于该桥梁处于陡峭的山坡上，属于高墩桥梁，难以搭设满堂支架或落地支架，结合施工现场实际情况，从安全、经济方面考虑对该桥引桥箱梁采用折叠式移动支承平台支架架空现浇施工。 22施工工艺2.2.1 施工工艺流程图（见图1） 图2：平台移动前折叠式移动支承平台逐跨推进施工的工艺流程是：a.在起始跨的桥墩柱上安装斜撑支架（牛腿）；b.在牛腿和墩柱系梁上安装移动架空平台；c.在平台上铺模板系统；d.在模板上安装主梁钢筋与预应力钢束；e.用输送泵浇筑主梁砼；f.浇水养生砼；g.张拉预应力钢束；h.落架（砂筒卸落）；i.预应力钢束灌浆；j.平台推进行走（施工下一跨）（见图2、图3）。2.2.2 转跨行走流程 主梁移动架空平台转跨行走流程：a.主梁施工完毕后，横向桁片转动收折，并附于各组桁梁上；b.桁梁承重杆系向上收折；c.桁梁推进行走；d.桁梁全部行走到位后，打开承重杆系；e.打开横向转动桁片，连接成整体平台，进入下一跨箱梁施工。图3：平台移动后2.2.3牛腿安装方案排调河1#特大桥移动平台每个牛腿重量为2.5t,对于左线1#墩及右线1#墩塔吊无法吊装，采用墩顶预埋精扎螺纹钢焊接支撑吊架安装方案，具体详见左1#、右1#墩牛腿安装示意图（图4、图5）。支撑杆采用4根16b工字钢连接后形成整体，再采用吊钩吊起后安装完毕。其他墩位采用塔吊直接吊装牛腿进行安装。牛腿安装完成后，采用32精扎螺纹钢将两个牛腿进行对拉，再采用千斤顶进行张拉，张拉力为27t。第 11 页 共 11 页图5：牛腿安装示意图2图4：牛腿安装示意图12.3移动平台结构引桥主梁架空施工的主要施工设备是“移动架空支承平台”（见图6、图7），本桥跨度均为30m，采用GL-30型收折式架空支承平台。收折式架空现浇支承平台由三部分组成：收折式桁梁平台、固定于桥墩上部用来支承桁梁平台的支承体系及平台转跨推进行走系统。图7：平台拼装图6：支架结构2.3.1 收折式桁梁平台收折式桁梁平台由水平纵桁梁，承重杆系及横向联系桁片组成：（1）水平纵桁梁：水平纵桁梁由长3m的贝雷桁片及改制贝雷桁片、平联桁片、立联桁片、前后导梁拼装而成。本桥施工平台的水平纵桁梁分为4组，墩柱内侧2组，外侧2组 （2）承重杆系：承重杆系安装于平台水平纵桁梁的下方，是各组水平纵桁梁的主要受力杆系，其结构形式为倒斜拉桁架结构。承重杆系由竖向压杆和斜拉杆组成。承重杆系在平台工作状态时打开；行走前，将其收折于水平纵桁梁内。（3）横向联系桁片：横向联系桁片分为支撑立桁片、支撑平桁片和可水平转向收折的转动立桁片。支撑立桁片安装于每组水平纵桁梁中，支撑平桁片安装于水平纵桁梁上面，两者一并将贝雷桁片连接成稳定的整体空间桁架；在平台下部承重杆系之间亦安装横向联系桁片，将每组承重杆系联系成整体。可水平转向收折的转动立桁片安装于水平纵桁梁侧面并与支撑立桁片栓接，工作时将每组水平纵桁梁横向联系成整体平台共同参与工作；行走时将其转动到水平纵桁梁侧面，便于平台行走，每3m设置一道转动桁片，且沿横向连通布置。2.3.2支承体系 本桥墩柱设有横系梁，顶横系梁可作为支承体系的一部分，支承墩柱内侧的两组桁梁，另在墩柱外侧设置斜腿（牛腿），支承墩柱外侧的两组桁梁。牛腿插入桥墩柱的预埋键盒内，每个牛腿在其两个平梁内各穿4根32精轧螺纹钢筋并张拉预应力将其固定在墩柱上。2.3.3 平台转跨推进行走系统平台转跨推进行走系统由行走车与牵引装置两部分组成。行走车置于牛腿和墩柱系梁顶部，其纵向滚轮支承纵桁梁，使纵桁梁可纵向行走，行走车自身可横向行走，从而实现平台双向行走，满足平台曲线行走需要。牵引装置采用卷扬机牵引，平台行走前先将墩柱两侧桁梁间的横向联系桁片（亦称“转动桁片”）水平转动收折，此时平台分开，再将各组纵桁梁的承重杆系向上收折，平台即可行走。 2.4 移动平台预压排调河1号特大桥引桥现浇箱梁共14孔，左线小里程侧为4孔一联，大里程侧为2孔一联，右线小里程侧为3孔一联，共两联，大里程侧为2孔一联，箱梁截面为单箱双室，顶板宽13m，底板宽9m，梁高1.7m，每孔梁270m3砼，施工时采用折叠式移动平台做为底模支撑系统。2.4.1预压目的图8：支架预压（1）为确保成品梁外观线型符合设计要求和施工过程的安全，通过预压来检验移动平台的刚度、强度和稳定性。（2）通过模拟施工中加载过程，分析观测结果来计算移动平台的弹性变形和非弹性变形值，根据梁体设计的反拱度与弹性变形值组合计算出底模的预拱度，以此来确定施工时底模应设置的预拱度，为后续施工模板的拱度设置提供依据。（3）实测移动平台承受施工荷载引起的弹性变形，与理论计算进行比较，验证计算模式。2.4.2箱梁纵向分布荷载排调河大桥引桥为跨径30m的预应力混凝土连续箱梁桥，采用逐跨浇筑施工，其最大浇筑段长度为36m，即一跨30m再加悬臂6m。图8：箱梁荷载纵向分布图(单位:mm)2.4.3平台承担的箱梁荷载箱梁高度仅为1.7m，为便于施工及保证浇筑与振捣质量，箱梁需要分两次浇筑，第一次浇筑底板与腹板（顶板承托以下），第二次浇筑顶板。当第二次浇筑时，第一次浇筑的混凝土已具备一定的承载力，前期浇筑的混凝土会分担一部分后期浇筑的荷载，根据钢力计算书附录4，平台承担后期浇筑混凝土的88%，箱梁第一次浇筑的梁体承担第二次浇筑荷载的12%，箱梁第二次浇筑面积（顶板面积）为 A顶=3.83m2该部分混凝土自重产生的荷载集度为：第一次浇筑梁体承受货载为由图1的分布荷载减去q1即为平台承担的箱梁荷载（图9） 图9：平台承担的箱梁荷载纵向分布图（尺寸单位:mm）2.4.4预压荷载（1）试验荷载的纵向分布考虑振捣，施工人员与机具及内模板荷载后，取增大系数1.1，进行荷载试验，试验荷载的纵向分布如图10所示（2）根据纵向荷载分布图计算本次预压总重量为：30米标准梁重G1=（4951.52+2486.52+19414）/10=742.4T延长6米梁重G2=（4951.5+2484.5）/10=193.3T预压总重量G=G1+G2=742.4+193.3=935.7T图10：平台试验荷载纵向分布图（尺寸单位：mm）2.4.5试验荷载的横向分布（1）实心段（墩顶隐形横梁段，长度为1.5米）箱梁截面积由图11，实心段纵桥向每延米的荷载值为495KN图11：实心段试验荷载横向分布图(尺寸单位：mm)（2）过渡段（长度为6.5米）折算后横向分布荷载如图12所示图13：过渡段试验荷载横向分布图（尺寸单位：mm）（3）跨中段（长度为14米）跨中段箱梁截面与过渡段比较，除底板由前者的42cm减薄为22cm及腹板由前者的60cm减小为40cm外，其余尺寸完全相同，故翼缘部分的荷载完全相同，腹板部分的分布荷载仅与箱高相关，箱高不变，分布荷载亦不变，仅顶底板区域减小图14：观测点布置图图13：跨中段试验荷载横向分布图（尺寸单位：mm）图13：跨中段试验荷载横向分布图（尺寸单位：mm）2.4.6预压方法（1）预压方法：预压方法就是模拟该孔砼梁的现浇过程，进行实际加载，以验证并得出其承载能力。荷载按顺序逐加，进行连续观测，当完成上述荷载加载后，4小时观测一次，12小时观测一次,24小时再观测一次。（2）变形沉降观测点的设置：分别在梁跨中、四分之一跨及梁端处布置观测断面，每个断面设置5个观测点，详细观测点布置见图14、图15。图15：观测点布置图2.4.7预压前的检查（1）检查牛腿安装是否牢固，精轧螺纹钢筋张拉力是否满足要求。（2）检查移动平台各构件联接是否紧固，金属结构有无变形，连接系焊缝检测满足设计规范的要求。（3）照明充足，警示明确。（4）完全模拟浇注状态进行全面检查，只有全面检查合格后方能进行预压工作。 2.4.8荷载准备：预压荷载：预压第一孔长29.92m，悬臂长6m,共36m ,根据前述现场应模拟施加的总荷载为935.7吨。根据施工现场的实际情况，采用水泥+砂袋装砂进行预压。考虑水泥覆盖难度较大，则预压腹板荷载采用水泥，顶板、底板及翼缘采用砂袋进行预压，水泥按总重量的20%购入为：G水泥=935.70.2=187.2TG砂=935.7-187.2=748.5T砂袋采用编织袋，为封口和砂袋承受强度考虑，每个砂袋装容积的2/3左右，平均每个砂袋装砂0.0375m3，砂子密度按1.6t/m3计算，即每袋砂60kg，共需12475个砂袋。 2.4.9加载方案及加载程序（1）加载方案现浇箱梁现场安装好移动平台和铺设方木后及底模后，布置好沉降观测点，在砂场按照每袋60kg的方法装袋，用车辆运输至现浇箱梁处，即0号桥台处，然后采用人工运输堆码，摆放时沙袋与沙袋之间必须密贴。加载时按照图11、图12、图13中荷载分布形式进行分配，重点预压腹板位置和横隔梁位置。（2）加载程序加载过程共分四级:0 30 60 100%第一级加载：量测观测点初始读数，加载30，重280吨，进行测量记录，观察移动平台受力的情况。第二级加载：第二级加载至60，重560吨，进行测量记录，观察移动平台受力的情况。第三级加载：第三级加载至100，重936吨，此时为加载至箱梁施工荷载状态的100%，进行测量记录，观察移动平台受力的情况；此后4小时观测一次，12小时观测一次,24小时再观测一次，直至累计72h沉降量不超过6mm(不考虑观测误差)，即判定为沉降稳定。25 钢筋、模板、混凝土及预应力的施工（施工过程略）26 平台移动预应力工程施工完毕后，移动平台进行移动至第二孔继续进行箱梁施工，施工工序同第一孔。3 折叠式移动平台施工工效排调河1#特大桥辅墩上部结构原设计采用普通T梁，但由于受到地形限制，在桥梁附近无合适梁场选址，无法进行T梁预制，所以将预制T梁变更为现浇箱梁。由于桥墩高度太大，若搭设满堂支架或贝雷架制梁，每孔箱梁仅搭设支架或贝雷架支墩至少需要二个月，并且对于高度大于50m的高墩，搭设支架存在很大的安全风险。 若通过采用折叠式移动平台施工来计算工期，在平台拼装上面需要时间为45天（由于工人第一次接触，熟练程度不高），预压时间为15天，平台过孔时间为7天，箱梁铺设模板、绑扎钢筋及混凝土、预应力施工时间为18天 ，第一孔由于要进行拼装和预压，施工时间为45+15+25=85天，但从第二孔开始，施工时间为25天，我标段右线共有8孔预制箱梁，所有箱梁施工工期共需260天小于业主要求的10个月（300天）的施工工期，满足本标段的施工需要。4结束语目前我国正进入基础建设的高峰期，西南地区是基础建设的重点，而山区高墩桥梁在建设中占据了很大的比例。折叠式移动平台作为一种轻便型、安全型现浇箱梁的施工方法，不仅在经济和功效上显示出很强的优势，而且在施工安全方面也比普通高墩满堂支架更具竞争力，将在桥梁施工中得到广泛的使用，通过本次对厦蓉高速BT10标折叠式移动平台制梁施工技术的分析，得出了比较成熟的施工工艺和设计理念