跨海大桥Ⅰ标50米箱梁MSS移动模架安装方案[优秀工程方案]

1、杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 1 杭 州 湾 跨 海 大 桥 标 5050 米箱梁米箱梁 MSSMSS 移动模架安装方案移动模架安装方案 浙江交工集团杭州湾跨海大桥浙江交工集团杭州湾跨海大桥标项目经理部标项目经理部 二四年十二月 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 2 目目 录录 一、 移动模架简介 二、 拼装场地及临时塔架施工 三、 移动模架安装施工工艺流程 四、 移动模架主要安装方法 五、 组织体系 六、 进度计划 七、 机械设备及人力资源计划 八、 质量保证措施 九、 安全保证措施 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方

2、案 浙江交通工程建设集团 3 一、一、移动模架简介移动模架简介: : 本合同段 50m 箱梁采用 MSS 下行式移动模架现浇施工。MSS 系统主要由托 架、主梁、鼻梁、横梁、工作台车、挂梁、内外模系统、操作平台及吊架等几 部分组成。其主体结构见图 1.1。 后鼻梁主梁 前鼻梁 前支撑 中悬挂梁 悬挂梁推进吊架 立 面 图 平 面 图 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 4 平台 外模 主梁 推进工作车 托架 图 1.1 造桥机主体结构示意图 (1)主梁 系统两侧各设一根主梁,它是主要承力结构。本合同段现浇箱梁最长施工 跨径为 60m,因此两侧主梁拼装为 65m 长

3、。主梁截面为箱形钢结构,梁高 3.42m。主梁内设置斜撑及隔板等,以提高主梁局部承载能力及抗扭刚度。同时 在主梁内、系统顶升支点及横梁连接处作局部加强构造。主梁采取分段加工运 输,在现场以高强螺栓连接成整体。 在主梁两侧腹板下方设有系统纵向滑移所必需的轨道,两端设置与鼻梁连 接的铰支座。见图 1.2 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 5 主梁 平面图 图 1.2 主梁结构示意图 (2)鼻梁 鼻梁有前后梁,设置在主梁前后两端,在系统纵向滑移时,起导向及纵向平 衡作用。为减少结构自身荷载,前鼻梁采用了三角形钢桁架结构,每根长 43.495m,主要在系统过跨及转运托架

4、时起作用；后鼻梁也为三角形钢桁架结构,每 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 6 根长 21.105m,在 MSS 过跨时起平衡作用。鼻梁分段运输、拼装,其与主梁或鼻 梁之间均以铰接形式连接。鼻梁与主梁的连接铰为圆心作平面转动,以适应桥 梁的平面曲线变化。前端鼻梁可绕鼻梁间连接铰作上下转动且前端下弦杆头部 上弯,以适应桥梁坡度的变化和托架安装时的高程偏差。见图 1.3 后鼻梁 前支撑 图 1.3a 前鼻梁示意图 后鼻梁 图 1.3b 后鼻梁示意图 (3)横梁 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 7 横梁设置在两根主梁之间,根据墩顶间距

5、调节的需要,纵向分布间距分别设 置为 5.395m、5.5m、5.85m、5.65m、6.00m 和 3.595m 的间距。横梁构造为型 钢梁桁架形式,在单跨中轴线位置一分为二,两端分别与主梁采用高强螺栓连接。 每根横梁有上下两组螺栓,上部每个螺栓施拧力为 430KN,下部每个螺栓施拧力 为 300KN。主梁间的连接设计为可分合形式,采用高强螺栓联接。横梁中间分合 接头的连接板一边设置锥形导向销、一边开孔,依靠销孔间的导向作用,能在接 合过程中保证连接孔位对齐。每根横梁上设置 4 个调节螺栓杆,其与底模相连 接,便于底模标高及预拱度的调整。见图 1.4 图 1.4 横梁布置示意图 (4)托架

6、系统在浇筑混凝土及移动施工时产生的荷载由托架支撑,托架附着在桥墩 上,将托架所受垂直荷载通过墩身传递至桥墩承台、桩基受力。托架由一根水 平钢梁及两根钢斜撑构成三角形架。水平钢梁顶部设有供推进工作车横移的轨 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 8 道,托架下支点直接锚入墩身预留孔内(墩身施工时,在两侧预留 0.50m0.52m0.90m 孔洞),主要承受竖向作用力；一对托架在上下支点分别 采用 12 根和 2 根精扎螺纹钢筋连接,主要起连接和承受水平作用力,上部 1236 精扎螺纹钢筋每根预紧张拉力为 500KN,总计 12500KN6000KN,利用 千斤顶循环张

7、拉三次,确保每根精扎螺纹钢筋均匀受力。托架与墩身之间加垫 40厚氯钉橡胶,以保护墩身混凝土不受损坏。托架为一固定钢桁架结构,其具 有高强度和大刚度的特点,一对托架重约 28 吨。本项目 A16A21 墩采用型钢 加工临时塔架承受竖向作用力。A22A32 墩(包括移动模架过 5036050、508050 联)的托架下支点采用钢箱支撑,柱承受竖向力, A33A57 墩则采用托架下支点直接锚入墩身预留孔承受竖向作用力。见图 1.5 图 1.5 钢牛腿布置图 MSS 系统由专业加工厂分块制造,运至现场拼装成整体施工,系统在 A17A18 墩间进行散拼装。 MSS 移动模架系统主要性能参数表如下: 大样

8、图 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 9 系统最小平曲率半径7000 米 施工状态下梁体最大挠度首跨:127mm；典型跨:67mm；终跨:74mm 纵向顶推能力 722KN 系统纵移速度 0.75m/min 系统适应桥梁最大纵坡 2.5% 系统横移速度0.6 米/分钟 系统适应桥梁最大横坡 2.0% 系统落模顶升能力前支点:16000KN；后支点:12020KN 适合施工桥宽 15.8m 单孔施工跨径50+10 米(悬臂) 最大承重施工荷载 290KN/m 施工时适合的桥墩高度6.5 米50 米 外模分合可分合 外模调节外模支撑可调节 系统行走时抗倾覆稳定系数

9、1.5 移动系统自重 675t 二、二、拼装场地及临时支撑塔架施工拼装场地及临时支撑塔架施工 由于受场地条件限制,为方便移动模架的安装,拼装场地选择在 A17A18 墩之间。待移动模架安装完毕后再倒退至 A16A17 墩之间。A17、A18 墩由于 净高满足不了 MSS 系统正常安装高度,因此,在 A17、A18 墩采用型钢加工临时 塔架进行施工。在砼浇筑施工中,荷载主要由承台传递到桩基受力；在分模时, 荷载主要由基础外的钢管桩受力。临时塔架图如下: 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 10 -断面 -断面 墩身中心线 桩顶标高桩顶标高 A17 墩临时支架图 -断

10、面 墩身中心线 -断面 桩顶标高 垫块 垫块 A18 墩临时支架图 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 11 600 钢管桩入土深度计算: 根据 MSS 系统受力计算,系统在开模工况时,垂直作用力 Vy=330t,考虑由 4600 钢管桩受力,则单桩承载力为 PVy/4=82.5t 由 pfvH/n 其中:n安全系数,1.5 p单桩承载力 f表层桩周摩擦力 取 25KPa v桩周长 H桩有效入土深度 Hnp/fv =1.5825/(250.6)26.2m 故每根钢管桩入土深度为 26m 能够满足受力要求。 临时塔架 4H80 型钢在最不利工况计算: 利用 Visu

11、al Fortran 语言自编梁单元有限元计算程序 FK_42D(该程序已在卢 浦大桥实际应用中取得成功)进行计算: 结构受力简图为: 力学模型一: 330T 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 12 力学模型二: 保证上横梁强度刚度满足要求的前提下: 模型一计算可得位于跨中的集中力为 P1269T 模型二计算可得位于跨中的集中力为 P2218.6T P1 故只需验算模型一的受力情况即可。 单元划分如图: (单元划分图:上面数字表示节点号,下面数字表示单元号) 共划分 12 个单元,48 单元 H80 钢下缘根据计算要求加厚 2020 其截面形 式如图: 程序计算

12、求得最不利情况下 48 单元段单根 H80 钢最大弯矩为 MMax=1785KNm 加厚过的 H80 钢单根截面系数为: W=I/Yc=364564.8/34.310628.7 cm3 故,=M/W =1785KNm /10628.7 cm3167.9MPa =170Mpa 690T 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 13 满足强度要求。 其余单元截面形式为 4H80 钢: 程序计算求得最不利情况下其余单元段单根 H80 钢最大弯矩为 MMax=888.5KNm H80 钢单根截面系数为: W=I/Yc=292020/407300 cm3 故,=M/W =888

13、.5KNm /7300 cm3121.7MPa =170Mpa 满足强度要求。 利用程序计算得全跨最大竖向位移为 2.2cmL/4001045/4002.6cm 即满足刚度要求。 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 14 临时塔架 2H50 型钢(下缘跨中左右 50cm 内加厚 1.6cm)在最不利工况计算: 截面形式如下图: 加厚段验算: 程序计算得,截面惯性据 I130473.4cm4 截面系数 WI/Yc130473.4/216213cm3 最大弯矩 M1/4(PL)1/4(1650KN2m)825KN.M 最大应力 MaxM/W825 KN.M/6213c

14、m3132.8Mpa 170 Mpa 未加厚段验算: 最大弯矩 M165T0.5m/2412.5 KN.M 最大应力 MaxM/W412.5 KN.M/3820203108Mpa 170 Mpa 均满足强度要求。 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 15 临时塔架 2H50 型钢在最不利工况计算: 截面形式如下图: 采用两根 H50 钢。 查表得, 截面系数 W219103820203 最大弯矩 M1650 KN0.38m627KN.M 最大应力 MaxM/W627KN.M /3820203164MPa170 Mpa 即满足抗弯要求。 移动模架拼装钢管桩平面图见附

15、图。 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 16 三、三、移动模架安装施工流程移动模架安装施工流程: : 安装支撑托架及检查公差安装推进小车及液压设备安装主梁 拼装主梁 安装反作用力支撑板安装鼻梁安装横梁 拼装鼻梁 安装平衡块 安装底模及调整预拱度安装外模及侧模，调整预拱度 安装内模并调整检查所有安装的螺栓扭力 造桥机安装流程 四、四、主要拼装方法主要拼装方法: : 1 1、拼装场地平整拼装场地平整 在 A17A18 墩之间填筑整平一块场地,修筑两条支干道,作为造桥机拼装 场地和起重设备通道。场地场地需碾压整平,确保重型车辆(以 50T 履带吊为准) 不下沉。在 A

16、17A18 墩之间搭设钢管桩平台拼装主梁。详细见下图 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 17 移动模架拼装钢管桩平面布置图 说明: 1.本图尺寸以CM计 2.钢管桩砼基础要求单根承载力不小于 50吨 3.施工场地要求平整,压路机碾压3次保证 50吨吊车的施工需要, -剖面 半-剖面 工字钢 60钢管桩 沿圆周方向焊4块三角钢 12*80*80钢板 2片并排工字钢 钢管桩构造图 2 2、 主梁拼装主梁拼装 为保证起重设备操作方便,先拼装左幅墩台下游侧的主梁。因主梁最重的一 片有 22T 左右,为安全起见,配用两台 50T 履带吊进行抬吊拼装。每榀主梁由六 段分别长

17、 8.49m、11.50m3、10.99m2 米,宽 1.8 米,高 3.42 米的箱梁拼接 而成,箱梁编号如上图,由右至左分别为 1、2、3、4、5、6 号梁,左右两侧的拼装 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 18 顺序都为 6 4 3 2 1 5。 先安装外侧主梁,再安装内侧主梁。用两台 50T 履带吊直接将多节主梁吊装 到临时支架上。当两节主梁拼放到一起后,由千斤顶和手拉葫芦进行准确对位, 先上上下连接板,再上左右连接板,紧固螺栓,连接主梁。移动模架主梁的连接采 用 8.8 级 M24 高强螺栓连接。每一个拼接点的连接螺栓数量众多,为了减小先拧 与后拧预拉

18、力的区别,施拧高强螺栓必须分为初拧、复拧和终拧。初拧只是将两 块板完全加紧密贴；而终拧则是指达到螺栓的预拉力。 为了保证紧固螺栓达到设计预拉力,在紧固螺栓时采用扭矩杆配倍增器进行 设计扭矩控制。 为便于拼装,施工时先用冲钉和粗制螺栓进行定位。冲钉和粗制螺栓的总数 不得少于孔眼的 1/3,其中冲钉的数量能多于 2/3。孔眼较少的部位,冲钉和粗制 螺栓的总数不得少于 6 个或将全部孔眼插入冲钉或粗制螺栓。拼装用的冲钉直 径(中段圆柱部分)应较孔眼设计直径小 0.20.3mm,其长度应大于板厚度。冲钉 可用 35 号碳素结构钢制造。主梁拼装前先用仪器按照安装图的位置精确定位, 以保证整体提升时就位准

19、确。 主梁拼装检查: 移动模架安装,应符合钢桥安装的相关规定。 高强螺栓终拧完毕后,将部分抽检螺栓做好标记,用标过的扭矩扳手对抽 检螺栓进行紧固力检测。检测值不小于规定值的 10%,不大于规定值的 5%为合 格。对于主桁节点及纵横梁连接处,每栓群 5%抽检,但不得少于两套。不合格者 不得超过抽检总数的 2020 否则应继续抽检,直至达到累计总数 80%的合格率为 止。对于欠拧者补拧,超拧者更换后,重新补拧。 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 19 3 3、牛腿吊装牛腿吊装 A16、A17 墩由于墩高不够,牛腿不能安装到位,因此 A16 及 A17 墩设置临时 受

20、力支架,直接放置在承台顶面。在墩身的横向两侧对称安装临时托架,并固定； 穿设 36mm 的精轧螺纹粗钢筋,用千斤顶对拉固定。 托架安装公差托架安装公差 检测位置为托架上部 n方向公差以 MM 计角度 横向400,15 竖向200,15 纵向200,15 高强钢筋的使用高强钢筋的使用 依照高强钢筋技术性能,在强度值内高强钢筋可反复张拉 如果高强钢筋发生弯曲将不能再使用 不容许摔打高强钢筋 不容许焊接 如果高强钢筋发生损伤将不能再使用 4 4、横梁的安装横梁的安装 用履带吊(或汽吊)将横梁一片片吊起对齐与主梁连接起来,(在装横梁之前, 可用型钢横担在两主梁之间,搭简易操作平台)。先装靠近墩身的横梁

21、,保持平 衡,在装横梁的同时,装适当的配重块使体系平衡。横梁安装好后,再装各连接 撑杆。 横梁装完后,两行走小车向墩身靠近,使横梁对接起来,并用连接螺栓将横梁栓 接起来。从而使整个系统形成一个稳定的框架系统,然后再分别装底模、翼板 及配重块在拼装平台上分片拼装横梁桁架,将相邻间桁架用联系杆连接。顺桥 向两侧的横梁分别拼装。 5 5、模板及配重块的安装模板及配重块的安装 为了满足系统分开后的平衡,系统总共采用了 4 块预制砼配重块。外模安装前需 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 20 先安装主梁外侧的平衡重块。平衡重块由现场预制,并使用两台 50T 吊车依次安 装

22、就位。 外模的底模、侧模及翼板底模依次吊装在外模调节丝杆件上,并边安装外 模边调节其预拱度直至满足其精度要求。 (1)顶升千斤顶,使主梁脱离支架,拆除支架顶垫块,拧紧螺旋支撑、锁定。 (2)调整两侧主梁,使横梁对接,用螺栓固定,然后在横梁顶安放纵横次梁。 (3)分块安装底板面模板、腹板侧模及翼板模。 6 6、推进小车安装推进小车安装 由安放在各墩边的推进小车直接用 50T 吊车吊置在型钢塔架上,并安装就 位。之后安装其相关的液压部件。 7 7、鼻梁安装鼻梁安装 主梁前、后两端分别需安装前、后鼻梁。当鼻梁配件运至现场后,按前、 后鼻梁配件分别堆放在主梁前、后端指定位置。使用 50T 吊车依次将前

23、鼻梁后 端 1吊装在主梁前端并在空中安装就位,后将前鼻梁前端 2吊装在前鼻梁后端 并在空中安装就位。前鼻梁完成后利用 50T 吊车将鼻梁平联安装在前吊梁上。 8 8、吊架安装吊架安装 当第一跨(A16A17 跨)箱梁完成施工后,移动模架至前一跨箱梁位置时。 可使用 50T 吊车将门式吊架安装在已施工完成的箱梁前端,以后箱梁施工时移动 模架主梁的前端将支撑在牛腿托架上,其后端则由门式吊架吊起,使外模紧贴已 浇筑的箱梁外缘,这样可控制新老混凝土接触面出现的板差。 以上每个构件在拼装前及每道工序在安装后均需 NRS 公司验收合格后方 可进行下道工序施工。移动模架安装完成后,应检查所有的安装,确认安装

24、无误。 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 21 在浇筑混凝土前应抽查 5%的受力螺栓。 五、五、组织体系组织体系 50 米箱梁安装过程中设技术主管一人,技术员二人,工长一人,成立技术指导 组(由 NRS 公司担任)、起重班组、电焊班组、钢结构加工组和安全组五个班组,在 项目部的领导和各部室的配合下进行安装施工。 六、六、进度计划进度计划 1 月2 月3 月 序 号 时间 项目 510152025305101520253051015202530 1 安装临时支 架 2 安装外侧主 梁 3 安装内侧主 梁 4 安装外侧前 后鼻梁 5 安装内侧前 后鼻梁 6 安装衡量

25、和 平衡块 7 安装底模及 调预拱度 8安装外模 9检查整改 七、七、机械设备机械设备,施工用材及人力资源计划施工用材及人力资源计划 1、机械设备计划机械设备计划 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 22 序号设备名称规格型号单位数量备注 1履带吊50 吨台1 2汽车吊50 吨台1 3装载机台1 4电焊机台4 5气割设备套4 6挖掘机台1平整场地 7压路机辆1平整场地 8机械倍增器台1放大 15 倍以上 9可调扭矩杆2020.M根2 10电动扳手2020N.M台4配套的联结套筒 11 3050 吨 液压千斤顶 个4 1270 吨张拉千斤顶套2 13载重汽车辆4转运

26、材料 2、施工用材计划施工用材计划 序号材料名称规格型号单位数量备注 1枕木根200 2竹胶板块50 3碎石吨50平整道路 4卸扣(2020个4 5卸扣(5t)个4 6手拉葫芦5 吨个10 3、人力资源计划人力资源计划 序号类别与工种人 数备 注 杭州湾跨海大桥标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 23 1 项目副经理 1 2 技术员 4 3 工长 2 4 测量员 2 5 电焊工 4 6 起重工 6 7 铆工 3 8 普通工人 30 9 电工 2 10 安全员 2 11 NRS 技术指导 3 八、八、质量保证措施质量保证措施 1、对进入现场的 PEHD1000 型滑板,须放置在竹

27、胶板上避免直接与地面接 触。 2、牛脚托架上连接的预应力钢棒每根应施加 500KN 的张拉力。 3、主梁分 6 节运至现场后再拼装成一根主梁,其各节之间用螺栓连接,每一螺 栓需施加预压力。 4、主梁上设置了承重力为 40T 的吊耳,当起吊整片主梁时,位于主梁两端的吊 耳将被使用(一端一部吊车)。 5、所有吊耳均有编号,其起吊能力、容许的角度和卸扣要求均有注明,在安装 过程中无论何时都需安全操作。 6、主梁及鼻梁不容许直接存放在地面上,可采用混凝土垫块或方木垫放其四 角,使其悬空。以防止主梁下轨道及其它部件污损。 7、所有机加工件需防止雨水、灰尘等,包括齿合件、螺栓、螺母及垫片。 杭州湾跨海大桥

28、标 MSS 拼装施工技术方案 浙江交通工程建设集团 24 8、所有液压件需防止雨水、灰尘等,如果可能液压软管应存放在空调室内,长 时间的高温及潮湿环境会损毁软管。 9、托架配件在墩身两侧安装时需同时起吊对应部件,并用高强度钢筋对拉固 定。 10、 在主梁外侧配有平衡重块,平衡重块由穿过块件的钢筋与主梁上部外侧吊 耳相连,平衡重块必须在外模就位于横梁上之前安装。 11、 由于移动模架在作业时,受风荷载限制当风速12m/s(6 级)时设备可以在 正常推进；当风速在 12m/s22m/s(78 级)时设备要保持静止,但上面可 以施工箱梁；当风速在 22m/s30m/s(910 级)时设备要保持静止不施 工但不需要加固绑扎；当风速在30m/s(10 级)时设备要保持静止并要进 行绑扎固定。 九、九、安全保证措施安全保证措施 1、进入现场必须遵守安全生产纪律。 2、吊装前应检查机械、索夹吊环等是否符合要求并应进行试吊。 3、吊装时必须有统一的指挥、统一的信号。 4、高空作业人员必