移动模架设计、施工与养护技术指南

移动模架设计、施工与养护技术指南移动模架（MovableScaffoldingSystem，MSS）是大跨度连续梁桥施工的核心装备，其设计、施工与养护需贯穿全生命周期，涵盖结构优化、工艺控制及状态维护等关键环节。以下从设计原理、施工流程及养护技术三方面展开详细说明。一、移动模架设计技术要点（一）结构体系选型与参数确定移动模架按支撑方式分为上行式（主梁位于梁体上方）与下行式（主梁位于梁体下方），需根据桥型（简支梁/连续梁）、跨径（30-80m常用）、梁高（2-5m）及桥墩高度（10-40m）选择。以40m跨径连续梁为例，推荐采用上行式结构，主梁采用双箱单室钢箱梁，截面高度2.5m，顶宽1.8m，底宽1.2m，腹板厚度16mm，翼缘板厚度20mm，材质Q345D；导梁长度取主跨的1.3倍（52m），采用桁架结构，弦杆为Φ200×12圆管，腹杆为Φ150×10圆管，节点板厚度20mm。（二）关键部件设计1.承重系统：主梁为核心承力构件，需满足“强度-刚度-稳定性”三重要求。强度计算涵盖恒载（梁体自重约25kN/m³×梁高×梁宽）、活载（施工荷载2.5kN/m²+振捣荷载2kN/m²）、风载（按10年一遇基本风压0.35kN/m²计算）。采用MIDASCivil建立空间梁单元模型，验算跨中截面最大拉应力≤215MPa（Q345D许用应力），支点截面剪应力≤125MPa。刚度控制跨中挠度≤L/600（L=40m时≤66.7mm），通过设置预拱度（二次抛物线，最大值为计算挠度的1.2倍）抵消弹性变形。2.支撑系统：牛腿为上下结构转换节点，采用“预埋牛腿+支撑柱”形式。牛腿采用铸钢件（ZG270-500），截面尺寸800mm×600mm×150mm，与桥墩预埋钢板（20mm厚Q345B）通过4根M30高强螺栓（10.9级）连接，抗剪承载力≥800kN。支撑柱为Φ609×16钢管，高度根据桥墩高度调整，顶部设置液压千斤顶（行程200mm，额定荷载1500kN），用于标高调节。3.模板系统：底模采用8mm厚Q235B钢板，背楞为10槽钢，间距400mm；侧模为“钢框+木模”组合，钢框采用L75×6角钢，木模为18mm厚竹胶板，通过对拉螺栓（M20，间距600mm）固定；内模采用液压自行式结构，由2mm厚钢板+50×50×3方钢管背楞组成，通过油缸（行程300mm）控制开合。（三）力学验证与优化通过有限元分析验证典型工况：①混凝土浇筑（满布荷载）：主梁跨中应力185MPa，挠度55mm；②脱模工况（局部卸载）：牛腿与主梁连接节点应力190MPa，无应力集中；③移位工况（导梁悬臂）：导梁前端挠度35mm（≤L/1500=34.7mm，满足要求）。针对分析结果，对导梁与主梁连接节点加设三角形肋板（厚度20mm），减少应力集中；底模背楞加密至300mm间距，降低钢板局部挠度（由8mm降至5mm）。二、移动模架施工关键工艺（一）安装与调试1.基础处理：桥墩顶部预埋钢板（尺寸1500mm×1500mm×20mm），标高偏差≤±2mm，水平度≤1/1000。牛腿安装前需用角磨机打磨预埋钢板表面，清除浮锈，涂抹环氧胶（粘结强度≥5MPa）增强连接。2.主梁吊装：采用2台200t汽车吊对称吊装，吊点设置于主梁1/4跨位置（距支点10m），吊装过程中监测主梁水平度（偏差≤3mm/m），到位后通过千斤顶微调标高（误差≤±3mm），再安装高强螺栓（初拧扭矩800N·m，终拧扭矩1200N·m，用扭矩扳手抽检10%）。3.模板调试：底模预拱度按f(x)=4f0x(L-x)/L²设置（f0=66mm），通过调节底模支撑螺杆（Φ32，螺距6mm）实现；侧模安装时，底部与底模间隙用海绵条密封（压缩量≥3mm），顶部通过对拉螺栓收紧（扭矩400N·m），检查侧模垂直度（偏差≤2mm/m）。（二）预压试验采用沙袋分级加载（60%、100%、120%设计荷载），总荷载=1.2×(梁体自重+施工荷载)=1.2×(25×1.8×1.2×40+2.5×1.8×40+2×1.8×40)=1.2×(3240+180+144)=1.2×3564=4276.8kN。在主梁跨中、1/4跨及支点设置沉降观测点（共7个），每级加载后静置24小时，测量沉降值。当120%荷载级24小时沉降量≤2mm且连续两次测量差值≤0.5mm时，判定结构稳定。记录弹性变形（约45mm）与非弹性变形（约8mm），用于调整正式施工时的模板标高（=设计标高+预拱度-弹性变形）。（三）混凝土浇筑与养护1.浇筑顺序：采用“对称分层、从跨中向两端”浇筑，第一层浇筑底板（厚度30cm），第二层浇筑腹板（分层厚度40cm），第三层浇筑顶板（厚度25cm）。混凝土坍落度控制在180-220mm（泵送），入模温度15-25℃（夏季覆盖降温，冬季加热至10℃以上）。2.振捣控制：使用Φ50插入式振捣棒，插入深度超过下层混凝土50mm，振捣时间20-30秒（以表面泛浆、无气泡为准），避免触碰模板和预应力管道（偏差≤3mm）。3.养护管理：浇筑完成后12小时内覆盖土工布，洒水养护（夏季每2小时一次，冬季每4小时一次），保持表面湿润。同条件养护试块强度达到80%（约7天，标准养护试块强度≥32MPa）后，方可进行脱模。（四）脱模与移位1.脱模流程：先拆除内模（油缸收缩速度≤5mm/s），再松侧模对拉螺栓（分3次卸载，每次松开1/3），最后通过底模支撑螺杆同步下降底模（速度≤2mm/s），总脱模时间控制在4小时内。2.移位操作：主梁通过轨道（43kg/m钢轨，接头错缝≥1m）滑移，采用4台50t液压千斤顶（同步误差≤2mm）顶推。导梁前端设置临时支墩（Φ426×10钢管，高度可调），控制导梁挠度≤20mm。移位过程中监测主梁轴线（偏差≤5mm）、标高（偏差≤3mm），到位后立即锁定牛腿螺栓（扭矩1200N·m），复测模板标高（误差≤±5mm）。三、移动模架养护技术规范（一）日常养护（每日）1.结构检查：查看主梁、导梁焊缝是否有裂纹（重点检查节点板与弦杆焊缝），螺栓是否松动（用扭矩扳手抽检10%，扭矩损失≥15%时重新拧紧），牛腿与桥墩连接是否渗漏（环氧胶无开裂）。2.液压系统：检查油缸活塞杆是否划伤（划痕深度≤0.5mm可抛光，≥1mm需更换），油管接头是否漏油（滴漏频率≤1滴/分钟），油位是否在视窗2/3位置（不足时补充46抗磨液压油，牌号需与原油一致）。3.电气系统：测试控制箱漏电保护功能（动作时间≤0.1s，动作电流≤30mA），检查电缆外皮是否破损（破损处用绝缘胶带缠绕3层，长度超过50mm需更换电缆）。（二）定期养护（每月/季度）1.结构维护：每月清理模板表面混凝土残渣（用铲刀+钢丝刷，避免损伤钢板），涂刷水性脱模剂（厚度0.2-0.3mm）；每季度对主梁腹板进行超声波探伤（检测比例20%），发现长度≥5mm的裂纹时，采用碳弧气刨清除（深度超过板厚1/3时更换钢板），补焊后打磨至与母材平齐（余高≤2mm）。2.液压系统：每月清洗回油过滤器（精度10μm），每季度更换液压油（过滤精度≤5μm），并检测油液清洁度（ISO4406标准≤18/16/13级）；检查油缸密封件（O型圈压缩量15-20%，唇形密封接触宽度≥2mm），磨损严重时更换。3.电气系统：每月校准传感器（位移传感器误差≤±0.5mm，压力传感器误差≤±1%FS），每季度检查控制程序（备份数据，清除冗余代码），测试应急断电功能（断电后30秒内启动备用电源）。（三）特殊工况养护1.雨季：检查排水系统（主梁两侧设置Φ50排水孔，间距2m），清理积水；对裸露钢构件涂刷防锈漆（环氧富锌底漆+丙烯酸面漆，厚度≥120μm）。2.冬季：液压油更换为-30℃低凝液压油（如46HV），启动前预热油缸（空载伸缩5次，每次间隔2分钟）；电气设备设置电加热带（温度控制在5-15℃），防止线路冻裂。3.高温：模板表面覆盖遮阳网（遮光率≥70%），避免钢板温度超过50℃；混凝土浇筑避开10:00-16:00时段，入模前对模板洒水降温（水温≤25℃）。四、质量与安全控制重点（一）质量控制1.原材料：钢材进场需提供质量证明文件，复验屈服强度（Q345D≥345MPa）、伸长率（≥22%）；焊缝探伤按GB50205-2020一级标准（UT检测比例100%，Ⅱ级合格）。2.安装精度：牛腿标高偏差≤±2mm，主梁轴线偏差≤±3mm，模板错台≤2mm，预拱度设置误差≤±5mm。3.混凝土：每梁段制作6组试块（3组标准养护，3组同条件养护），28天强度≥设计值（C50时≥50MPa），弹性模量≥3.45×10⁴MPa。（二）安全控制1.操作规范：吊装作业设警戒区（半径20m），指挥人员使用旗语+对讲机（频率450MHz）；液压系统升压时，人员距油缸≥2m；高空作业人员佩戴双钩安全带（悬挂点≥2个），