托架转运原理(共15页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上杭州湾跨海大桥建设项目MSS自行式移动模架在杭州湾跨海大桥中的应用浙江省交通工程建设集团二二二年六月六日MSS自行式移动模架在杭州湾跨海大桥中的应用 1 工程概况杭州湾跨海大桥是目前世界上最长的跨海大桥，全长36公里，行车道数为双向六车道，全桥宽33m。本集团承建的是北引桥工程，其下部结构采用钻孔灌注桩，上部结构为预应力斜腹板连续箱梁，横桥向两个单箱单室箱梁，对称并列布置，其桥跨布置及相应的施工方法有：1）两联730m连续梁，采用满堂支架法；2）一联30+950m连续梁，采用移动模架法； 3）一联50+360+50m连续梁，采用挂篮悬臂浇注法；4）一联50+80+50

2、m连续梁，采用挂篮悬臂浇注法；5）三联950m连续梁，采用移动模架法。北引桥位于滩涂区，水位较浅且不稳定，滩涂宽阔，大型施工船舶难以进入施工区域，施工条件和施工环境较为恶劣，受潮水影响，再加上滩涂区为沉积地层，承载力很低，按常规满堂支架法施工极为困难,另外，满堂支架法施工工期也较长。再有，挂篮悬臂浇注法是较大跨度连续箱梁的施工方法，所需施工周期也长。因此，北引桥50m预应力混凝土连续箱梁均采用移动模架法施工。2 方案比选为适应桥长跨多这类桥梁的快速施工，节省劳力，减轻劳动强度和少占施工场地，利用机械化的支架和模板逐跨移动，现浇混凝土施工，这就是移动模架法。移动模架法自从1950年联邦德国在考勃

3、林茨近郊克钦卡汉桥（该桥总长511 .5m，为13跨）施工以来，得到广泛应用，它象一座严密而坚固的，沿着桥梁跨径全封闭的“桥梁制造工厂”，随着施工进程不断移动连续灌注施工。近年来，在我国已有数项工程的施工中使用了此项设备和技术，如厦门跨海大桥，南京长江二桥等，本集团第一次采用移动模加法施工连续箱梁，集团领导十分重视，多次组织技术员去正在采用移动模架施工的工程（比如上海东海大桥、蚌埠淮河大桥、安庆长江大桥等）参观、学习，学习兄弟单位的经验，并认真进行总结，但这些工程所用移动模架托架的转运均需大型起吊设备进行安装，而且机动能力不是很好，且不能自行。本工程采用移动模架法施工的箱梁大部分位于滩涂区，大

4、型起吊设备很难进入滩涂区域：1）考虑海上浮吊，受水位较浅且其不稳定限制；2） 考虑陆上起吊设备，受栈桥空间以及栈桥离右幅墩身距离较远所限制。这样，如果采用不能自行的移动模架来进行本工程的施工，托架周转所需的起吊设备将给施工生产带来很大的困难。经调查了解，国内尚无合适的移动模架能满足杭州湾跨海大桥北引桥这种施工要求。另外，从施工进度、质量、施工整体成本上进行比较分析结果来考虑，采用自行式移动模架更为合适。因此，引进大型自行式移动模架势在必行。 综上所述，我集团决定引进2套50m自行式移动模架（MSS），用于杭州湾跨海大桥北引桥上部结构50m箱梁施工。所引进的移动模架要具有以下特点：1）工效高、施

5、工简便等；2）有一定的抗风能力；3）托架自行移动定位，机动性能较好。该项设备和技术在国内属于先进技术，在我省属首次应用。我集团邀请挪威NRS、日本JSD株式会社、山东博瑞跨桥技术有限公司等几家移动模架设计、制造公司，采用招投标的方法，最后选择了挪威NRS进行自行式移动模架的设计生产制造。3 MSS自行式移动模架的结构推进状态工作状态图1 MSS自行式移动模架的横截面图MSS自行式移动模架系统主要由主梁、横梁、鼻梁、托架、工作台车、挂梁、内外模系统、操作平台及吊架等几部分组成。图1为MSS自行式移动模架的横截面图。下面概括介绍一下它的各个主要构件：3.1主梁系统两侧各设一根主梁，它是主要承力结构

6、。本合同段移动模架施工现浇箱梁最长跨径为60m，因此两侧主梁拼装为65m长。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。主梁分六段进行加工运输，在现场用高强螺栓把六段主梁连接成整体。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。图2为MSS自行式移动模架主梁立面图，图3为MSS自行式移动模架主梁横截面图。图2 MSS自行式移动模架主梁立面图图3 MSS自行式移动模架主梁横截面图3.2 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

7、。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时起作用；后鼻梁为三角形钢桁架结构，每根长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。鼻梁与主梁以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的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。图4为前鼻梁节段示意图，图5为后鼻梁节段示意图。图4 前鼻梁节段示意图图5 后鼻梁节段示意图3.3横梁图6 MSS自行式移动模架横梁构造图横梁设置在两根主梁之间，根据墩顶间距调节的需要，纵向分布间距分别

8、设置为5.395m、5.5m、5.85m、5.65m、6.00m和3.595m的间距。横梁构造（它的构造见图6）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。3.4托架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

9、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，图7为托架结构总图。水平钢梁顶部设有供推进工作车横移的轨道，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根精轧螺纹钢筋连接，主要起连接和承受水平作用力，上部1236精轧螺纹钢筋每根预紧张拉力为500KN，总计12500KN6000KN，利用千斤顶循环张拉三次，确保每根精轧螺纹钢筋均匀受力。托架与墩身之间加垫40厚氯丁橡胶，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2

10、8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。图7 MSS自行式移动模架托架结构总图3.5 内、外模系统外模包括底板、侧模板及顶板。通过可调支撑杠来调节预拱及横坡，见图8。为了提高箱梁外观质量和方便施工、加快进度，在外模模板表面加贴一层厚0.8mm的不锈钢板，图9为外模贴不锈钢板照片图。图8 MSS自行式移动模架的外模图9 外模贴不锈钢板照片内侧模采用自制钢模板，纵向劲板采用角钢（5*5CM），间距为50CM，纵横

11、向采用钢管支撑，并用钢管竖向支撑,钢管横排间距约为70CM，纵向间距为100CM。钢管底部用20钢筋直接支在垫块上,并与底板钢筋焊接。内模拼成整体后用宽胶带粘贴各个接缝处以防止漏浆。3.6 门型吊架在混凝土浇筑时，主梁的后点通过两边各10根精轧螺纹钢悬挂在门型吊架上。门型吊架则通过后主千斤顶支撑在已完成的桥面上。这样的系统要求在已完工的桥梁翼缘板上设置预留孔。吊架上配有吊耳，支腿在吊装前应先安装到托架上，图10为门型吊架结构示意图。图 10 门型吊架3.7 中央吊架中央吊架位于主梁的上部，当托架转运时位于墩柱的中间。中央吊架连接在主梁两侧，当托架向前转运时荷载由中央吊架承担，图11为中央吊架结

12、构示意图。图 11中央吊架3.8 后推进吊架当托架转运到下一跨之后，MSS移动模架向前推进由推进吊架来完成。滑动横梁通过4根精轧螺纹钢支撑在桥面上，图12为后推进吊架结构示意图。图 12 后推进吊架 3.9 推进小车推进小车是主梁的导向构件，为设备的关键部分，仅在设备推进时受力。图13为推进小车结构示意图。图13 推进小车结构示意图。4 自行式移动模架的安装MSS自行式移动模架由专业加工厂分块制造，加工完成后，先在工厂里进行试拼，合格后运至现场拼装成整体施工。由于受场地条件限制，为方便移动模架的安装，拼装场地选择在本工程的A17A18墩之间。待移动模架安装完毕后再倒退至A16A17墩之间。A1

13、7、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支架进行施工。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。在A17A18墩之间我们填筑整平一块场地，修筑了两条支干道，作为移动模架拼装场地和起重设备通道。场地需碾压整平，确保重型车辆（以50T履带吊为准）不下沉。准备工作完毕后，开始进行移动模架的拼装施工。移动模架按如下工序进行拼装施工：临时支架主梁拼装横梁安装模块及配重块的安装推进小车安装鼻梁安装吊架安装。图14为移动模架现场拼装照片。图14 移动模架现场拼装照片图MSS自行式移动模架现场组装质量的好坏，直接影

14、响到箱梁施工的工程质量、进度及施工安全。为了保证移动模架的组装质量，特别需要注意以下问题： 先安装好外侧主梁，再安装内侧主梁，最后合拢。组装主梁时，首先要准备好对应位置的节点板和螺栓、螺母、垫片等，对于高强螺栓连接面，用砂纸进行表面处理，使其达到应有的摩擦系数； 节点板上螺栓由中间往两边对称拧紧，为了减小先拧与后拧预拉力的区别，施拧高强螺栓必须分四次：人工初拧 电动拧（50%预拉力） 复拧 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，在紧固螺栓时采用扭矩杆配倍增器进行设计扭矩控制； 螺母、垫片的安装方向要注意，不能装反，要求一母一垫； 主梁的螺栓紧固顺序为：从中间向两侧依

15、次紧固； 安装托架时标高、轴线要一致，注意控制坡度偏差； 平台小车按图纸标示，相应编号做到一致，不可相互替代； 连接处的螺栓一定只能插入，不能强制敲打； 横向平台在地面预先组装，定位销方向不能装反； 底模安装顺序为从前往后逐步安装，不能反方向安装；所有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20%，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。5 移动模架推进与托架

16、转运原理MSS自行式移动模架与一般移动模架的推进原理相似，图15为MSS自行式移动模架的推进流程图，图16为MSS自行式移动模架施工步骤图，但也有区别，主要区别在于自行式移动模架托架转运上，下面我们主要介绍一下自行式移动模架托架转运程序及原理：1）、连接推进小车与主梁间的就位调整油缸。（每个推进小车有3个油缸）放开推进系统与主梁间的连接，见图17；2）、放松托架的精轧螺纹筋；3）、提升就位调整油缸，直到托架牛腿不再受力；4）、用托架上的横向推进油缸将托架下部支撑牛腿从墩柱预留孔中拔出，见图18；5）、通过连接的油缸将托架放低，直到推进滑轮完全挂在主梁内外侧的轨道上；6）、合上内侧轨道上的反作用

17、力滑轮；7）、放松主梁与推进小车间的油缸；8）、连接托架与电动较车间的连接钢缆；9、通过电动绞车将托架向前滑动，见图19；10）、当托架到达下一安装位置，连接推进小车与主梁间的就位调整油缸；11）、 调节就位油缸直到托架到达正确位置；12）、向墩柱方向横移托架；13）、将托架重新调整就位；14）、安装托架精轧螺纹筋；15）、放松就位调整油缸；16）、安装推进油缸及防滑动系统。STEP 1：起始跨混凝土浇注完毕STEP2：荷载传递1（荷载由托架转移到门型吊架上）STEP 3：托架转运STEP 4：荷载传递2（荷载传递到托架上）STEP 5：纵向推进STEP 6：第二跨STEP 7：托架转运STE

18、P 8：荷栽传递3STEP 9：第二跨混凝土混凝土施工完毕图15 MSS自行式移动模架的推进流程图图16 MSS自行式移动模架施工步骤图图17 连接推进小车与主梁间的就位调整油缸 图18 托架推进滑轮挂在轨道上图19 托架前移6、模板调整与标高控制图20 沙袋堆载预压现场照片为保证箱梁纵向线型平顺美观，混凝土浇筑前必须准确调整模板和严格控制模板标高。为此，我们对移动模架进行了精心的预压，预压采用沙袋堆载（图20为沙袋堆载预压现场照片），堆载分布模拟箱梁自重的实际分布情况进行，堆载重量为箱梁重的1.1倍，总重为1670吨。根据预压试验取得了移动模架工作的各项参数，绘出移动模架加卸载变形曲线图，计

19、算出了移动模架的综合刚度系数，并监测钢箱主梁挠度及加载预压后的挠度变化情况。当移动模架安装完成后，即可进行标高及中线调整。模板控制标高=设计标高+施工预留拱度。设计标高由设计院提供。施工预留拱度由设计院提供的理论预留拱度结合现场移动模架施压测试数值（如弹性变形值）及已完箱梁的实测标高等因素计算而得。每节段施工的标高控制包括三个关键工况：移动模架浇筑前定位标高；混凝土浇筑后标高；预应力张拉后标高。综合分析后，设置合理的预拱度，为使完成后的箱梁在纵向线型保持平顺美观，符合设计要求。对前几段施工的箱梁进行监测，并做好记录。根据以上计算结果对模板控制点标高进行调整，调整是通过主梁各个支点处的主千斤顶和

20、每个横梁上的各个千斤顶完成的。为更好的设置预拱度，模板节段间设计留有10CM的模板缝。待预拱度调整完毕后采用25CM的肋板补贴。7、箱梁施工工艺本工程北引桥A15-A25墩上部结构为1联（30+9X50）M预应力斜腹板连续箱梁和A33-A56墩上部结构为3联（8X50）M预应力斜腹板连续箱梁，连续箱梁横桥向为两个单箱单室箱梁，对称并列布置，其标准断面见图21，该部分箱梁均采用移动模架法进行施工，移动模架施工工艺流程见图22。移动模架施工先从左幅16墩的标准跨开始，左幅施工两跨后，再安排右幅16墩的标准跨施工。（30+950）m连续梁每联箱梁浇筑划分九个施工节段施工，从北（A15）至南 (A25

21、)左右幅交替施工，左幅预先安排施工。（850）m连续梁每联箱梁浇筑划分八个施工节段施工，从北（A33）至南 (A56)左右幅交替施工，左幅预先安排施工。施工缝均设在下一跨的10m处（L/5）连续施工。50m。图21 50m箱梁标准断面图施工时，30950m连续梁第一阶段40m箱梁采取支架现浇完成，在浇筑其余梁段时前支点设在前方桥墩上，后支点设在已浇筑完毕的悬臂端。850m连续梁首跨浇筑时，前后支点均设置在前后桥墩上；其余梁段浇筑时，前支点设在前方桥墩上，后支点设在已浇筑完成的悬臂端。箱梁砼标号为C50，坍落度控制在1620CM。砼浇筑采用两台汽车泵输送砼，浇筑顺序为：纵向砼先从前端墩柱横隔梁开

22、始，两边对称浇筑，完成对称浇筑后，向已完成跨浇筑直至完成；底板砼先浇注靠近腹板两侧砼，砼从腹板进入；中间部分砼从顶模预留孔中进入。为了控制底板砼厚度，在脚手架竖向钢管上用红漆标出砼面位置。腹板砼浇筑采用斜向分段、水平分层连续浇筑，水平分层厚度不得大于30cm，先后两层混凝土的间隔时间不得超过初凝时间。一般区域使用50型振动棒振捣，钢筋密集区采用35型振动棒。在浇筑顶板砼时，由于箱梁顶面为2%横坡，故施工时应设置标高控制标志，采用纵向布设4道6.3槽钢控制顶面高程，同时作为提浆滚筒的轨道；在振捣过程中，随时测量，以保证横向线形。箱梁顶面砼初凝后用扫把拉毛，要求线条粗细均匀、顺直。在一跨施工结束需

23、要移动移动模架时，首先解除横梁连接，然后落架、脱模、横向外滑移，进而避开墩身，纵向推进至下一施工位置再次拼合完成准备下一梁段施工。STEP 1 ：起始跨浇注混凝土STEP 2 ：混凝土养护STEP 3 ：拆脱内模板STEP 4 ：施加预应力STEP 5 ：管道压浆STEP 6 ：前后托架转运STEP 7 ：移动模架推进STEP 8 ：托架再次转运STEP 9 ：标准跨移动模架就位，调整浇注砼的准确位置STEP 10 ：绑扎底板、腹板钢筋STEP 11 ：安装预应力管道STEP 12 ：穿钢绞线STEP 13 ：安装连接器STEP 14 ：内模就位STEP 15 ：绑扎顶板钢筋STEP 16 ：

24、质量检验STEP 17 ：浇注混凝土STEP 5-1：安装门型吊架STEP 5-2：安装后推进吊架STEP 7-1张拉横隔梁横向预应力并灌浆图22 移动模架施工工艺流程框图8 结语 本工程50m箱梁采用MSS自行式移动模架进行施工，机械化程度高，其模板、钢筋、混凝土和张拉工艺等整套工艺均在模架内完成。同时由于施工作业周期循环进行，且不受外界因素干扰，不仅便于工程管理，又能提高工程质量，加快施工进度，缩短工期。MSS自行式移动模架在施工本工程50m箱梁中除具有这些优点外，还具有以下特点：1） 本工程所采用的MSS自行式移动模架可克服托架在滩涂工区转运难的问题，托架和模架其它结构整体移动，将提高工

25、效，缩短施工周期，预计单孔施工周期为1517天；2） 通过预压现场试验和理论计算，可得到移动模架弹性变形规律，从而较容易进行箱梁施工过程中的预拱度设置和模板调整；3） MSS自行式移动模架外模加贴不锈钢板，不仅提高了箱梁的外观质量，还将减少外模的清理时间，从而也缩短施工周期；4） MSS自行式移动模架工厂化施工，标准化作业，梁体整体性好，质量易于控制；5） MSS自行式移动模架除适用于海上滩涂工区的现浇连续梁桥外，还适用于软基、河道、高墩区的连续梁桥的施工，具有广阔的应用前景。 本集团采用MSS自行式移动模架进行连续梁桥施工还是第一次，在实际施工过程中我们将多向兄弟单位学习、多总结实战经验。进一步提高本集团移动模架法施工的技艺水平。图23 一套已拼装完成的MSS自行式移动模架现场照片专心-专注-专业