超跨徑小曲線(xiàn)富水區(qū)段移動(dòng)模架行走過(guò)跨施工技術(shù)研究

劉獎(jiǎng)

(中交第二航務(wù)工程局有限公司第五工程分公司，武漢 430012)

1 工程概況

G15沈海高速?？诙涡潞；ネㄖ骶€(xiàn)橋第3聯(lián)至第10聯(lián)位于富水區(qū)沼澤地，綜合實(shí)地作業(yè)條件，設(shè)計(jì)第3聯(lián)至第5聯(lián)、第7至第10聯(lián)為移動(dòng)模架現(xiàn)澆箱梁施工，其中第6至第10聯(lián)段處于最小平曲線(xiàn)半徑R=410 m，第6聯(lián)上跨規(guī)劃路上部結(jié)構(gòu)采用42 m+50 m+41 m跨徑變高現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，不采用移動(dòng)模架施工跨徑，移動(dòng)模架需縱移通過(guò)此連續(xù)梁。移動(dòng)模架施工段落采用下行式移動(dòng)模架進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁作業(yè)[1]。

2 施工技術(shù)難點(diǎn)

針對(duì)移動(dòng)模架施工完第5聯(lián)后需跨越超模架極限跨徑第6聯(lián)后施作第7至第10聯(lián)，較傳統(tǒng)模架施工存在以下技術(shù)難點(diǎn)：（1）模架過(guò)跨跨徑超限；（2）小曲線(xiàn)段過(guò)跨縱向?qū)Я浩屏砍蓿唬?）富水區(qū)沼澤地模架拆裝轉(zhuǎn)場(chǎng)場(chǎng)地受限。

3 移動(dòng)模架介紹

移動(dòng)模架采用MSS32(30 m)下行非自行式移動(dòng)模架，模架系統(tǒng)主要由牛腿、滑移小車(chē)、主梁、鼻梁、橫梁、外模及內(nèi)模組成。每一部分都配有相應(yīng)的液壓機(jī)電或機(jī)械系統(tǒng)。移動(dòng)模架全長(zhǎng)70.5 m，前后鼻梁為桁架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)17.2 m。主梁為鋼箱梁，長(zhǎng)38.4 m，高2.53 m，寬1.48 m。施工最大跨徑32 m，適合橋墩（臺(tái)）凈高（梁底至承臺(tái)頂）＞8.63 m，整機(jī)重480 t，主材最大（應(yīng)力)安全系數(shù)及整機(jī)（行走時(shí)）穩(wěn)定系數(shù)（抗傾覆）≥1.5[2]。

4 施工方案

4.1 總體部署

在施工到第5聯(lián)后，在第6聯(lián)連續(xù)梁跨中位置安裝臨時(shí)支墩，臨時(shí)支墩采用C50混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)+φ711 mm鋼管支腿+56#工字鋼橫梁組成，并且安裝牛腿與行走裝置，使移動(dòng)模架順利平穩(wěn)過(guò)跨到第7聯(lián)第一施工段制梁。第6～10聯(lián)R=410 m曲線(xiàn)段，考慮到移動(dòng)模架前移時(shí)前導(dǎo)梁偏移量達(dá)2.19 m，即在鼻梁與主梁連接位置設(shè)計(jì)鼻梁旋轉(zhuǎn)裝置，在過(guò)跨過(guò)程中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)鼻梁一定的角度來(lái)順利過(guò)渡到前墩的臺(tái)車(chē)上，實(shí)現(xiàn)順利行走過(guò)跨。

4.2 施工工藝流程

總體施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 總體施工工藝流程圖

4.3 施工要點(diǎn)

4.3.1 下部構(gòu)造驗(yàn)收合格

移動(dòng)模架過(guò)跨前須對(duì)行走段下部構(gòu)造進(jìn)行驗(yàn)收，經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)行相應(yīng)的過(guò)跨作業(yè)。

4.3.2 臨時(shí)支墩基礎(chǔ)放樣

第6聯(lián)共計(jì)3跨，下構(gòu)墩柱間距分部為18#與19#墩間距42 m、19#與20#墩間距50 m、20#與21#墩間距41 m。綜合移動(dòng)模架施工安全跨徑分析，模架過(guò)跨前行相鄰牛腿間間距小于1/2模架總長(zhǎng)（約37 m），即臨時(shí)支墩分別于18#～19#墩、19#～20#墩、20#～21#墩跨中兩側(cè)模架開(kāi)模行走線(xiàn)路上設(shè)置，單幅共6個(gè)。臨時(shí)支墩基礎(chǔ)測(cè)量放樣采用萊卡1201高精度全站儀進(jìn)行[3]。

4.3.3 基礎(chǔ)換填

因第6聯(lián)地處富水區(qū)沼澤地，即臨時(shí)支墩基礎(chǔ)施工前須進(jìn)行基礎(chǔ)拋石換填，換填深度2 m，范圍較基礎(chǔ)邊線(xiàn)超換寬不小于1 m，換填后承載力不小于120 kPa。

4.3.4 基礎(chǔ)施工

臨時(shí)墩基礎(chǔ)采用5 m×5 m×1 m（長(zhǎng)×寬×高）C25擴(kuò)大混凝土基礎(chǔ)，頂板設(shè)φ14 mm間距10 cm×10 cm網(wǎng)片。混凝土基礎(chǔ)頂面鋼管位置預(yù)埋830 mm×20 mm鋼板。

4.3.5 臨時(shí)支腿安裝

臨時(shí)支腿系統(tǒng)主要由以下4部分組成。（1）鋼管樁：采用φ711 mm×10 mm螺旋焊鋼管，與混凝土基礎(chǔ)頂面預(yù)埋鋼板連接。（2）鋼管樁連接：鋼平聯(lián)、鋼縱聯(lián)各設(shè)置3層，分別采用工16a型鋼，縱向加設(shè)剪刀撐。（3）主縱梁：采用2片工56a型鋼，焊接在鋼管樁樁帽上，作為縱梁支撐。（4）橫向分配梁：采用2片工56a型鋼鋪設(shè)在主縱梁上，作為架橋機(jī)吊機(jī)后軌的支撐。支架縱斷面設(shè)計(jì)詳見(jiàn)圖2。

圖2 支架縱斷面結(jié)構(gòu)圖

臨時(shí)墩（4根立柱）滿(mǎn)足160 t承載力要求，頂面滿(mǎn)足16 t水平推力要求。支架搭設(shè)施工中注意以下事項(xiàng)：（1）單個(gè)臨時(shí)支墩鋼管樁共設(shè)2排，每排2根，管樁間距3 m，排距3 m；管樁長(zhǎng)度根據(jù)混凝土基礎(chǔ)頂面實(shí)測(cè)高程、移動(dòng)模架主梁底或行走小車(chē)頂高程確定，縱向橫梁之間采用8#槽鋼結(jié)合22#螺紋鋼制作作業(yè)平臺(tái)及臨邊防護(hù)，確保人員高空作業(yè)安全。（2）鋼管樁施焊過(guò)程中，測(cè)量應(yīng)嚴(yán)格控制其垂直度。（3）鋼管樁與混凝土基礎(chǔ)頂面預(yù)埋鋼板焊接牢固，焊縫10 mm鉸縫焊，所有焊縫均采用E4303焊條焊接，各主要構(gòu)件的拼接焊縫質(zhì)量達(dá)到GB 50205—2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)。

4.3.6 牛腿安裝

牛腿是全機(jī)的承載主力，坐落于承臺(tái)之上，四周與墩柱支撐固定。安裝前復(fù)核牛腿橫梁的標(biāo)高、中距和水平。牛腿吊裝至設(shè)計(jì)高度及位置后，將牛腿橫梁和牛腿支腿與墩柱固定。

4.3.7 行走裝置安裝

行走裝置分別為牛腿上的行走小車(chē)和臨時(shí)支墩上的液壓頂，是全機(jī)運(yùn)行主力。吊裝小車(chē)就位，并試推移動(dòng)。

4.3.8 初步行走過(guò)跨

1）豎向落模

移動(dòng)模架落模前，檢查液壓機(jī)電系統(tǒng)是否工作正常，還應(yīng)檢查墩頂模板是否已拆除完畢。在確認(rèn)各項(xiàng)工作已全部就位后，打開(kāi)電源，在指揮人員統(tǒng)一指揮下，啟動(dòng)主頂升液壓缸，緩慢加壓利用頂升油缸落模，使主梁下移帶動(dòng)模板脫離橋身，頂升油缸帶動(dòng)主梁繼續(xù)下落至小車(chē)滾輪上。

2）橫移開(kāi)模

拆除橫梁中間的螺栓，使橫梁從中間分開(kāi)，檢查確保所有橫梁無(wú)連接，起頂牛腿上橫移油缸，左右兩邊同步將主梁以及橫梁和模板系統(tǒng)向外平移，橫移開(kāi)模距離以橫梁能讓開(kāi)墩身為準(zhǔn)，此時(shí)鎖定橫移液壓缸，左、右橫移步幅偏差嚴(yán)禁超過(guò)0.5 m，以防止左右受力不均。

3 ）縱向移動(dòng)

在指揮人員統(tǒng)一指揮下，啟動(dòng)縱移液壓缸，緩慢加壓，頂推造橋機(jī)縱移，當(dāng)造橋機(jī)縱移到位后，鎖定縱移液壓缸。左右幅主梁及模板系統(tǒng)前后步幅差嚴(yán)禁大于1 m，以防止因前后抗傾覆橫梁受力不均，發(fā)生損壞。

4.3.9 鼻梁旋轉(zhuǎn)裝置調(diào)整

為滿(mǎn)足最小平曲線(xiàn)R=410 m，主鼻接頭位置通過(guò)增加旋轉(zhuǎn)裝置，即主鼻梁處鉸接并增加液壓千斤頂，實(shí)現(xiàn)鼻梁水平旋轉(zhuǎn)，過(guò)孔時(shí)，根據(jù)平曲線(xiàn)的設(shè)置要求來(lái)多次調(diào)整主鼻梁角度實(shí)現(xiàn)縱移，詳見(jiàn)圖3和圖4。

圖3 鼻梁旋轉(zhuǎn)裝置調(diào)前

圖4 鼻梁旋轉(zhuǎn)裝置調(diào)后

4.3.10 二次行走過(guò)跨及鼻梁旋轉(zhuǎn)裝置調(diào)整

鼻梁旋轉(zhuǎn)裝置角度調(diào)整后縱移時(shí)在跨中位置臨時(shí)支墩作為支撐，在臨時(shí)支墩上通過(guò)縱向液壓系統(tǒng)完成縱向輔助移動(dòng)，多次調(diào)整鼻梁旋轉(zhuǎn)角度多次縱移，達(dá)到順利縱移過(guò)孔。期間測(cè)量通過(guò)預(yù)設(shè)控制點(diǎn)進(jìn)行安全監(jiān)控全程跟蹤，及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支墩沉降、位移及模架縱橫位移變化監(jiān)測(cè)。

4.3.11 合模順利過(guò)跨

模架縱移至指定位置，打開(kāi)橫移液壓缸，開(kāi)始向內(nèi)橫移帶動(dòng)外模合攏，就位后再連接橫梁連接銷(xiāo)，完成縱向順利過(guò)跨。

5 施工工藝創(chuàng)新及施工優(yōu)勢(shì)

通過(guò)對(duì)超跨徑小曲線(xiàn)富水區(qū)段移動(dòng)模架行走過(guò)跨施工技術(shù)研究及應(yīng)用，較好地解決了模架過(guò)跨跨徑超限、小曲線(xiàn)段過(guò)跨縱向?qū)Я浩屏砍?、富水區(qū)沼澤地模架拆裝轉(zhuǎn)場(chǎng)場(chǎng)地受限的難題，較傳統(tǒng)主鼻梁栓接曲線(xiàn)段無(wú)法過(guò)跨、重復(fù)拆裝轉(zhuǎn)場(chǎng)倒退過(guò)跨或搭設(shè)滿(mǎn)堂架行走通道，降低了設(shè)備拆裝轉(zhuǎn)場(chǎng)成本，減少了施工干擾，降低了安拆風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)有效縮短了施工工期。

6 結(jié)語(yǔ)

G15沈海高速公路?？诙涡潞；ネㄖ骶€(xiàn)橋富水區(qū)沼澤地第3聯(lián)至第10聯(lián)的成功應(yīng)用，解決了工程實(shí)際技術(shù)、安全難題，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了施工成本，達(dá)到了“安全、優(yōu)質(zhì)、高效、創(chuàng)新”的工程目標(biāo)。為移動(dòng)模架超跨徑、小曲線(xiàn)、富水區(qū)域施工提供了理論依據(jù)、技術(shù)支持以及實(shí)用技術(shù)，促進(jìn)和推動(dòng)了橋梁技術(shù)安全的發(fā)展和全面進(jìn)步，具有較大的推廣價(jià)值。