橋梁箱梁現(xiàn)澆大型模板支撐體系平移施工技術(shù)分析

周勇

（湖南省交通科學(xué)研究院有限公司，湖南長沙 410000）

0 引言

目前，在大型箱梁現(xiàn)澆工程中，大多采用模板支撐技術(shù)進(jìn)行施工。然而，該技術(shù)的施工過程繁瑣，包括模板支撐體系的安裝與拆除等多個環(huán)節(jié)，在下一段箱梁的現(xiàn)澆施工環(huán)節(jié)仍需進(jìn)行模板支撐體系的安裝，不僅會增加時間成本，還存在一定的安全風(fēng)險。因此，如何優(yōu)化施工工藝，加快施工速度，減少施工風(fēng)險，是施工技術(shù)人員迫切需要解決的問題。

1 大型模板支撐體系施工流程

大型模板支撐體系施工流程設(shè)計主要如下：地基基礎(chǔ)處理—支撐體系清理—支撐體系平移前加固作業(yè)—安裝支撐體系平移系統(tǒng)—試運(yùn)行支撐體系平移—正式支撐體系平移—平移過程監(jiān)測和觀察—平移完成后模板支撐體系加固施工[1]。

2 大型模板支撐體系平移前的準(zhǔn)備

2.1 地基基礎(chǔ)處理設(shè)計與平移方案設(shè)計

第一，地基基礎(chǔ)的承載力應(yīng)滿足基本施工條件，即應(yīng)保證混凝土澆筑施工和移運(yùn)過程中基礎(chǔ)不會產(chǎn)生沉降[2]。

第二，地基基礎(chǔ)長度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)澆箱梁設(shè)計寬度進(jìn)行控制?；A(chǔ)厚度和寬度應(yīng)按照地基承載力的要求進(jìn)行設(shè)定。雙拼工字鋼軌道梁應(yīng)埋設(shè)于地基上方，軌道梁間設(shè)有橫向連接，構(gòu)成一體。在架設(shè)雙拼工字鋼軌道梁之前，需要對其進(jìn)行調(diào)整，確保其平直。上翼緣板上焊接20mm 厚的鋼板，并在鋼板表面涂刷黃油，以便于模板支撐體系順暢平移。軌道梁對接處下設(shè)支點(diǎn)，軌道梁對接處應(yīng)平直，無高低、錯位現(xiàn)象，以確保模板支撐體系平移時能夠平穩(wěn)通過[3]。

第三，在模板支撐體系設(shè)計階段，應(yīng)保證支撐體系的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性達(dá)到模板支撐體系平移施工的要求。為此，支撐體系的頂端和底端均應(yīng)設(shè)有水平加強(qiáng)桁架，在支撐體系高度超過50m 時，支撐體系每30m 應(yīng)布置一層水平加強(qiáng)桁架，以確保支撐體系的穩(wěn)定性和安全性[4]。

第四，根據(jù)頂推方向布置斜撐和剪刀撐，使模板支撐體系和下滑梁桁架連接為一體，以保證頂推力在模板支撐體系上的整體分布均勻[5]。

2.2 模板支撐體系清理

單幅梁段完工后，將在原有支撐體系上布置的操作平臺、模板等雜物拆下，轉(zhuǎn)運(yùn)到地面。要求在模板支撐體系上無任何雜物，避免模板支撐體系平移時發(fā)生高空墜物事故[6]。

2.3 大型模板支撐體系加固處理方法

2.3.1 大型模板支撐體系連接的拆卸

除了將模板支撐體系和地基基礎(chǔ)相連，其余連接全部拆卸，保證模板支撐體系平移時運(yùn)行線路沒有阻擋，同時，使模板支撐體系結(jié)構(gòu)的重心處于中間平衡位置[7]。

2.3.2 鋼管樁開槽

檢查并加固大型模板支撐體系的連接位置后，需要在鋼管樁的支撐底端設(shè)置割槽，以便安裝下滑梁。如果需要對鋼管樁進(jìn)行局部加固，可以采用外接槽鋼加焊的方法，且槽鋼的長度應(yīng)比切割部分長50cm。

2.3.3 安裝上滑梁

上滑梁通常由工字鋼構(gòu)成，與軌道梁的構(gòu)造形式相似，連接到鋼板的上下部位。在下連接鋼板的下方安裝四氟板，并使用φ6 圓鋼焊制限位，其余位置采用連接板焊接成整體。為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性，軌道梁、上滑梁和對應(yīng)梁之間還需要加設(shè)橫向連接。上滑梁結(jié)構(gòu)形式如圖1、圖2 所示。

圖1 上滑梁剖面圖

圖2 上滑梁平面布置圖（單位：cm）

大型模板支撐體系改造加固結(jié)束后，需要進(jìn)行重新檢查，復(fù)檢的重點(diǎn)包括以下幾個方面：地基基礎(chǔ)和模板支撐體系結(jié)構(gòu)的初始條件，判斷是不是要進(jìn)行加固；對原有設(shè)備和構(gòu)件進(jìn)行檢查，如有損壞或變形等應(yīng)及時更換；是否有障礙物會對模板支撐體系平移產(chǎn)生影響；滑梁鋼板鋪得是否平整光滑[8-9]。

2.4 大型模板支撐體系平移系統(tǒng)

2.4.1 大型模板支撐體系平移系統(tǒng)的構(gòu)成

大型模板支撐體系平移系統(tǒng)包括操作平臺、PLC操作系統(tǒng)、100t 液壓千斤頂（50t 兩臺）、頂鐵和反力架等（見圖3）[10-11]。

圖3 模板支撐體系平移系統(tǒng)布置圖（單位：cm）

液壓自動化控制系統(tǒng)為PLC 液壓自動化操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)、檢測傳感器等子系統(tǒng)構(gòu)成（見圖4）。

圖4 PLC 液壓自動化平移系統(tǒng)圖示

2.4.2 PLC 液壓自動化安裝

（1）平移控制泵站設(shè)備安裝

平移控制泵站設(shè)備兩座，控制泵站流量功率為24L·min。

（2）頂推系統(tǒng)設(shè)備安裝

在反力架前安裝50t 千斤頂，在千斤頂與上滑梁中間安裝頂鐵。

（3）安裝位移檢測傳感器

位移檢測傳感器母機(jī)固定在地基基礎(chǔ)上，位移檢測傳感器讀數(shù)頭固定設(shè)置在上滑梁上，用于測量水平方向的位移量，以保證位移整體同步，每次位移完成后將傳感器拆下安裝至下一位移處[12]。

（4）安裝總控制臺

打開計算機(jī)，連通總控臺、PLC 液壓自動化系統(tǒng)與控制泵站的通訊線，把所用系統(tǒng)都調(diào)試到初始狀態(tài)。

（5）頂推系統(tǒng)調(diào)試

為了保證大型模板支撐體系平移施工的順利進(jìn)行，必須在安裝完成后對各系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試完成后，需要進(jìn)行試平移作業(yè)，試平移長度通常為20mm。在試平移過程中，需要檢查各連接處的連接狀況和基礎(chǔ)的沉降情況，并重點(diǎn)觀測平移系統(tǒng)的總體工作狀態(tài)，以評估系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，為下一步正式平移打下基礎(chǔ)。

2.5 大型模板支撐體系平移抗傾覆分析

大型模板支撐體系平移時應(yīng)進(jìn)行抗傾覆計算分析，在平移過程中，對抗傾覆的外力為模板支架自重+頂推力，傾覆力的外力為風(fēng)力+慣性力。抗傾覆最為不利的工況主要是風(fēng)荷載方向與千斤頂方向不一致，如圖5 所示。

由圖5 可知：當(dāng)風(fēng)荷載+慣性力≤自重+頂推力時，在不利的工況下模板支架體系不發(fā)生翻倒，處于穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)計算，模板支架處于正常平移狀態(tài)時，模板支架抵抗傾覆的能力很高，安全系數(shù)很大。

2.6 大型模板支撐體系平移

大型模板支撐體系試平移檢查沒有問題后，可對模板支撐體系進(jìn)行正式平移。根據(jù)計算的千推力結(jié)合模板支撐體系試平移參數(shù)進(jìn)行加壓，模板支撐體系平移啟動速度不大于1/5V，平移過程主要觀察原有結(jié)構(gòu)和上滑梁焊口是否開裂，軌道梁是否開裂，模板支撐體系平移是否偏離軌道，前進(jìn)是否有障礙物阻擋等。

第一，測量。認(rèn)真測量每個測量點(diǎn)，具體包括地基基礎(chǔ)沉降量大小、平移行走方向、軌道面的變形、模板支撐體系的動態(tài)與受力狀況等，并將記錄數(shù)據(jù)匯總上報現(xiàn)場領(lǐng)導(dǎo)組，對實(shí)測數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，對今后安全生產(chǎn)提出建議和意見。如果存在數(shù)據(jù)偏差，相關(guān)人員應(yīng)仔細(xì)分析，并提出合理化建議，為接下來的運(yùn)行決策提供保障。

第二，監(jiān)測。模板支撐體系監(jiān)測點(diǎn)布置在支撐體系外立面四角上，一共設(shè)8 個點(diǎn)。模板支撐體系變形監(jiān)測情況如表1 所示。

表1 模板支撐體系變形監(jiān)測表

在整個模板支撐體系的平移過程中，為了保證每條滑道的同步位移，需要通過PLC 系統(tǒng)結(jié)合測量專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行測量作業(yè)。在距離移位設(shè)計終點(diǎn)2cm時，需要暫停移位，并測量支撐體系的移位實(shí)際距離。如果移位實(shí)際距離誤差在設(shè)計移位距離的允許范圍內(nèi)，可以終止移位；如果實(shí)際移位距離誤差未達(dá)到設(shè)計要求，則需要繼續(xù)進(jìn)行模板支撐體系的平移，直至移位達(dá)到設(shè)計要求。

2.7 平移結(jié)束后模板支撐體系加固

大型模板支撐體系平移施工完成后，需要按照原設(shè)計要求搭設(shè)支撐體系的上部結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行加固。對原先加設(shè)的支撐腳鋼管進(jìn)行樁割槽處理，在支撐體系的上滑梁上加設(shè)兩道加肋板，并與支撐樁內(nèi)壁進(jìn)行焊接加固。

3 大型模板支撐體系整體平移應(yīng)用效果

3.1 性能指標(biāo)方面

該支撐體系平移設(shè)計要求平移后平面偏差為30mm 內(nèi)，高程偏差為15mm 內(nèi)，施工后實(shí)際平面及高程測量偏差均小于10mm，滿足設(shè)計要求。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益方面

采用該技術(shù)進(jìn)行施工減少了人工成本與材料開支，減少工程造價成本約為115.02 萬元，工期縮短約為12 天。

4 結(jié)語

采用大型模板支撐體系整體平移施工方法，可以有效提高模板支撐工程的施工效率，同時保障施工質(zhì)量和施工安全，降低工程造價成本。模板支撐體系整體平移在某大橋現(xiàn)澆段支模工程的成功實(shí)施，可為支撐體系平移積累施工經(jīng)驗，為同類型施工提供借鑒。