MZ900S型上行自行式移动模架
预压方案
MZ900S型(32m/900t)上行自行式移动模架预压方案
一、编制依据
1、《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）；
2、《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）；
3、MZ900S型移动模架设计图。
二、工程概况
我单位承建的.......................................49孔简支箱梁采用移动模架法施工。其中3孔24米、46孔32米箱梁，制梁施工开始前要对移动模架进行预压试验。
结合我单位工程特点，经过对上行式和下行式移动模架的特点和适应性比较，最后采用适用于.....32m跨简支箱梁施工的MZS900型上行自行式移动模架，作为我单位现浇简支箱梁的生产设备。
我单位采用该套移动模架进行施工，其施工顺序为：...特大桥
33#～34#墩支架上桥→49#梁。
本移动模架主要由承重主梁及导梁、前支腿、后支腿、辅助支腿、挑梁、吊臂及轨道、外模、底模架及吊杆、端模系统、拆装式内模系统、电气液压系统、模架防雨棚和爬梯及走道等部分组成。
三、组织结构
为加强建设项目管理、全面履行合同、控制建设投资，确保全面实现工期、质量、安全、环境保护、水土保持等建设目标，按照项目法施工原则，建立完善、精干、高效的扁平化项目管理实施组织机构。
项目经理部领导层由项目经理、项目副经理、安全总监和项目总工程师组成，移动模架现浇梁施工由3个架子队完成。
组织机构框图见下图
四、总体施工方案
移动模架预压的目的是消除移动模架拼装的非弹性变形，测算出模架在施工荷载下的弹性变形实际值，作为后续施工模板设置预拱度的依据；同时检查各部位结构的强度、刚度和受力稳定情况，验证支架承载力能否满足设计要求，确保施工安全。
移动模架预压，以模拟箱梁荷载分布情况进行加载，本移动模架采用砼块作为预压荷载，每块2.6T，按施工总荷载的1.2倍加载，共用411块。共1069.44吨砼预制块。
4.1.试验目的
1)为了验证MZ900S移动模架造桥机的设计和制造质量，需要在现场做空载试验和堆载试验，以确保设备在以后的使用过程中正常工作和使用完全。
2)为了初步掌握现浇箱梁施工过程中以及施工完成后造桥机的挠度和刚度，在现浇箱梁施工前的起始跨、不等跨进行堆载模拟试验，堆载过程中使用砼预制块代替施工荷载进行。
3)通过模拟移动模架在箱梁施工时的加载过程来分析、验证移动模架主梁框架及其附属结构的弹性变形，消除其非弹性变形。
4)通过其规律来指导移动模架施工中模板的预拱度值及其混凝土分层浇注的顺序。
4.2.试验地点及试验方法概述
试验地点：..........................特大桥33#墩与34#墩之间。
5)试验方法：模拟该孔箱梁的现浇过程，进行实际加载，以验证并得出其承载能力。该试验方法不同于起重机械：因为其荷载是顺序逐加的、且每次加载的观测时间不同。当完成120％荷载加载，进行测量记录，观察移动模架受力的情况。1小时观测一次，总共观察9h。
1)设计荷载：32.6 m简支箱梁设计砼：316.1 m3，涨模系数取1.02倍；钢筋61.056t，钢绞线9.158t；C50混凝土的配合比设计容重为2.39 t/m3；内模自重40 t；
2)施加荷载的大小及顺序考虑了箱梁内模板拼装，混凝土浇筑的施工流程等因素（如施工人员的重量，大小型施工器具的放置等）的影响，其它重量按10t计算。
3)基准点的设置：模拟实际空模床的准确位置，并以此姿态作为沉降的初始态。
4)移动模架承受总重量：G总＝G砼×1.02＋G钢筋＋G钢绞线＋G内模+附属重量＝ 316.1m3×2.39t/ m3×1.02＋61.056 t＋9.516 t ＋40 t+10t≈891.2t。
综合考虑了以上各种因素，我单位确定的预压荷载系数为120%，其基准载荷为891.2吨。用压砼预制块模拟混凝土箱梁的重量分布，分别按534.7吨（60%）、891.2吨（100%）、1069.44吨（120%），对模架分级加载试验，测量各测点的标高值。用预压前、预压期、稳定期、卸载后的标高观测值，算出模架总下沉值（预压前-稳定期），计算弹性变形量（卸载后-稳定期）和非弹性变形量（预压前-卸载后）。
五、移动模架预压人员、机械设备组织计划
5.1.人员组织安排
压重施工成立试验指导小组。根据压重方案，二分部共设3个小组，分设技术组、测量组和压重施工组，三个小组统一由队长领导和协调管理。具体人员数量和分工如下表：
移动模架压重施工人员分工表
5.2.机械设备组织
根据施工方案，移动模架压重所需机械、设备及材料等如下表：
主要施工机械、设备及材料明细表
六、空载试验
6.1.试验前的检查
检查移动模架各构件联接是否紧固，机构装配是否精确和灵活，金属结构有无变形，各焊缝检测满足设计规范的要求。
检查移动模架的电气系统连接是否正确、安全；照明充足，警示明确；即完全模拟浇注状态进行全面检查，全面检查合格后方能进行试验工作。
6.2.底板、侧模调整功能试验
1)底模、侧模各段各块微调动作是否可实现。
2)底模、侧模预拱度设置是否可靠。
3)模架整体顶升，降落动作是否可靠，检查顶升油缸的锁定功能。
4)底模架相对侧模的下弦杆向外滑移，底模架向左右开启，每组底模架的滑移距离为4.5m。1个底模架工作单元相对于侧模架有两个滑道（滑道中心距离为4.5m）。由于安装偏差、吊挂滚轮摩擦阻力存在差异等因数，滑移过程中要有专人观察。若出现偏位情况，应马上停止液压油缸操作，使用辅助工具配合液压油缸对底模架进行纠偏。以免因吊罐滚轮别卡而继续操作导致模架杆件变形及吊挂滚轮损坏。现场拼装时应注意先将底模架吊挂滚轮套在侧模架下弦滑道内，然后再安装侧模
架端部油缸支座结构。检查模架的平稳性、侧向稳定性，检查底模横联及侧模的开合对接可靠，模板结合处间隙是否符合要求。
5)模架纵移；纵移距离为3～5m，检查纵移是否可靠，完成一跨纵移。（该项次试验可根据现场安装条件提前进行）。
上述试验完成后，对设备进行检查，要求机构或构件没有损坏，连接处没有出现松动或损坏。
七、模拟堆载试验
7.1.测点布置
在堆载试验开始前，造桥机就位后，分别在造桥机的主梁、底模、侧模架等部位布置观测点。
1)在移动模架前后支腿上设有观测点，观测支腿的变化。
2)在主梁上分别设5个测点。
3)在左右挑梁上分别设10个测点，共20个测点。
4)在底模板的左右分别设5个测点，共10个测点。
5)在翼模板的左右分别设5个测点，共10个测点，观测其变化。
以上共设测点45个，观测时由同一仪器测量、同一测量人读数。每次观测都要对上述测定的标高进行测量记录，保存好原始数据，以备复查，测量精确度和读数误差为±1mm，观测点的布置见附图1和附图2。
7.2.加载及加载程序
1)预压前底模标高的确定
预压前底模标高＝设计梁底标高＋底模施工预拱度（按抛物线型式布设）。其中底模施工预拱度由三部分组成：
f1：为主框架、吊挂外肋和外模板载荷作用下主梁的挠度值。两端控制点是后支承和中主支腿的位置，中间各控制点是相应底模撑杆的位置，下挠向下为正。
f2：为主框架、吊挂外肋、外模板、钢筋、混凝土和内模载荷作用下主梁的挠度值。两端控制点是后支承和中主支腿的位置，中间各控制点是相应底模撑杆的位置，下挠向下为正；
f3：是根据《...施桥参》中线形控制：第3条之规定的混凝土箱梁反拱的设置。两端控制点是混凝土箱梁的纵向支座位置，中间各控制点是相应底模撑杆的位置，其跨中最大反拱值为6mm，纵向按二次抛物线型式设置，反拱向下为正；
底模施工预拱度f4由f1、 f2 、f3三条曲线叠加而得，
即f4=-(f2-f1-f3)；跨中最大预拱度暂定为18 mm。具体预压预拱度设置曲线见附图3所示。
2)调整模板立模标高
通过调整四个支腿液压缸的行程，使主框架的四角处于同一标高位置，再调整底模撑杆的高低，使底模处于预压前底模标高位置。
7.3.布设荷载
按梁体截面形式计算梁体翼缘板、腹板及箱体部分（顶板和底板部分）的梁体自重荷载分布值（详见《32.6m箱梁断面图》、《梁体不同截面砼体积汇总表》），并按计算结果分部位布设预压物（砼预制块）。
梁体不同截面砼体积汇总表
7.4.预压荷载计算
箱梁设计砼：316.1m3，钢筋：61.056t，钢绞线：9.158t；其中砼的配合比设计容重为：2.39t/m3；内模自重40t；附属重量10t；模架承受箱梁总重量为：G总=316.1m3×2.39t/ m3×1.02+61.056t +9.158t+ 40t+10t =891.2t；
箱梁平均每延米钢料重：(61.056t +9.158t)/32.6m=2.154t/m；
内模及附属平均每延米重：40t/32.6 m =1.227t/m。
通桥（2013）2322A-VI-1梁体平面图为;
箱梁不同截面重量的计算：
（1）第一段箱梁（等截面）长度：23.6 m（见Ⅰ-Ⅰ截面图）
翼缘板重量：
G翼=51.53m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×23.6m×0.3=140.87t 腹板重量：
G腹=71.85m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×23.6m× 0.3=190.406t 箱体部分（含内模）重量：
G箱=82.97 m3×2.39 t/ m3×1.02+2.154 t/ m×23.6
m×0.4+1.227t/m ×23.6m =251.6t
（2）第二段箱梁（变截面）长度：2.102 m （见Ⅱ-Ⅱ截面图）
翼缘板重量：
G翼=4.65m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×2.102m×0.2=12.241t 腹板重量：
G腹=6.3m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×2.102m×0.4=17.169t
箱体部分（含内模）重量：
G箱=7.37 m3×2.39 t/ m3×1.02+2.154t/ m×2.102
m×0.4+1.227t/m ×2.102m =22.357t
（3）第三段箱梁（变截面）长度：2.096 m （见Ⅲ-Ⅲ截面图）翼缘板重量：
G翼=5.49m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×2.096m×0.2=14.286t 腹板重量：
G腹=10.87m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×2.096m×0.4=28.305t 箱体部分（含内模）重量：
G箱=8.18m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×2.096m×0.4+1.227t/m ×2.096m =24.32t
（4）第四段箱梁（变截面）长度：1.802 m（见Ⅳ-Ⅳ截面图）
翼缘板重量：
G翼=5.57m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×1.802m×0.2=14.355t 腹板重量：
G腹=11.26m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×1.802m× 0.4=29.002t 箱体部分（含内模）重量：
G箱=8.16m3×2.39 t/ m3×1.02+2.154 t/ m×1.802m×0.4+1.227
t/m×1.802m =23.656t
（5）第五段箱梁（等截面）长度：3.0 m（见Ⅳ-Ⅳ截面图）
翼缘板重量：
G翼=7.32m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×3m×0.2=19.137t
腹板重量：
G腹=20.92m3×2.39t/m3×1.02+2.154t/m×3m×0.5=54.23t
箱体部分（含内模）重量：
G箱=13.66 m3×2.39 t/ m3×1.02+2.154 t/ m×3 m×0.4+1.227 t/ m×3m =39.566t
加载程序：
在加载过程中，荷载分别从梁两端逐步均匀向跨中加载，并且左右对称。
7.5.加载步骤
加载过程共分三级：0～60%～100%～120%。加载平面示意图详见附图4。加载数据见下表：
各级加载数据表
各级加载数据表
1）第一级加载：0～60%；
第一级加载为60%。自梁两端开始按照荷载分部示意图，在底模上均匀放置砼预制块，两腹板侧加高，如图所示，共534.7吨（206块砼预压块）。
此时为加载至箱梁施工荷载状态的60%，进行测量记录，观察移动模架受力的情况。1h观测一次，总共观测3h，然后方可以进行第二级加载。
2）第二级加载：60～100%；
第二级加载为100%。即加载砼预制块356.5t（137块砼预压块），总重为891.2t，。
此时为加载至箱梁施工荷载状态的100%，进行测量记录，观察移动模架受力的情况。1h观测一次，总共观测3h，然后方可以加载。
3) 第三级加载：100～120%；
第三级加载为120%。在两梁端范围内按荷载分布示意图堆码砼预制
块89.12t（34块砼预压块）；总重为1069.44t。
此时为加载至箱梁施工荷载状态的120%，1h观测一次，总共观测9h，然后方可以卸载。
加载过程中应注意的问题
①对各个压重载荷必须认真称量、计算和记录，由专人负责。
②所有压重载荷应提前准备至方便起吊运输的地方。
③在加载过程中，要求详细记录加载时间、吨位及位置，要及时通知测量组作现场跟踪观测。未经观测不能进行下一级荷载。进行观测，并对移动模架进行检查，发现异常情况应及时停止加载，及时分析，采取相应措施。如果实测值与理论值相差太大应分析原因后再确定下一步方案。
④加载全过程中，要统一组织，统一指挥，要有专业技术人员及负责人在现场协调。
⑤每加载一级都要测试所有标记点的数据。如发现局部变形过大时停止加载，对体系进行补强后方可继续加载。卸载时每级卸载均待观察完成并做好记录后再卸至下一级荷载，测量记录移动模架的弹性恢复情况。所有测量记录资料要求当天上报试验指导小组，现场发现异常问题要及时汇报。
4）预压过程中观测：
①第一级按0--534.7吨（0～60%）加载，按要求测量各测点的标高值且做好记录；
②第二级按534.7吨—891.2吨（60%～100%）加载，按要求测量各
测点的标高值且做好记录；
③第三级按891.2吨—1069.44吨（100%～120%）加载，按要求测量各测点的标高值且做好记录；
7.6.卸载程序
模架主梁变形稳定后，即可卸除预压荷载，卸载过程是加载程序的逆过程，卸载过程同样分四个步骤：
1)第一级按1069.44吨—891.2吨(120%～100%)卸载
卸掉89.12吨即可，此时为卸载至箱梁施工荷载状态的100%时，进行测量记录，观察移动模架受力情况。1h观测一次，总共观测9h。
2)第二级按吨891.2--534.7吨(100%～60%)卸载
卸掉356.5吨，此时为卸载至箱梁施工荷载状态的60%时，进行测量记录，观察移动模架受力情况。1h观测一次，总共观测3h。
3)第三级按吨534.7--0吨(60%～00%)卸载
卸掉534.7t，此时为卸载至箱梁施工荷载状态的50%时，进行测量记录，观察移动模架受力情况。1h观测一次，总共观测3h。
卸载过程要求左右对称卸载，左右对称吊装，预压块的卸载从一端向另外一端分层卸载。总之要均匀依次卸载，防止突然释荷的冲击，并妥善放置重物以免影响正常施工。
八、模架预压的原理
从预压加载开始直至预压完成分阶段进行，具体可分以下四阶段：
8.1.弹性、非弹性变形阶段观测
从预压加载开始直至加载完成的过程中，模架主梁非弹性变形及弹
性变形（杆件本身的弹性变形）就基本完成。
各测点的弹性、非弹性变形之和=各测点的原始标高-这个阶段各观测点实测加载后标高。
8.2.卸载阶段的观测
模架主梁变形稳定后，即可卸除预压荷载，卸载过程是加载程序的逆过程，卸载过程同样分四个步骤：
各测点的弹性变形量= 卸载完成后实测各观测点标高-卸载前各观测点实测标高。
8.3.预压结果分析
采用统计法分析各阶段观测值，剔除个别值，找出观测值的规律性。计算模架的弹性、非弹性变形量：
模架的非弹性变形ΔL塑＝预压前标高－卸载后标高
模架的弹性变形ΔL弹＝卸载后标高－卸载前标高
模架的总沉降值ΔL总＝预压前标高－卸载前标高
九、测试方案
根据对移动模架移动模架承载能力进行的分析计算，现对该移动模架进行现场加载实验。测试工作包括主梁、主支腿及底模板变形（沉降）。测试目的：
（1）在实际荷载工况下，观测主梁主支腿及底模板指定截面的变形，消除非弹性变形，测定弹性变形。
（2）为施工时设置预拱度提供依据。
进行观测点编号和预压前测量。在堆载完成后，每天用水平仪观测
四次，待各点沉降数据稳定后，即可卸载。卸载后观测各点数据：卸载后测量数据-加载稳定后测量数据=弹性变形数据
加载前测量数据-弹性变形数据=非弹性变形数据
非弹性变形无法一次消除。根据施工经验，第一次只能消除非弹性变形的1／2左右，需要3～4次才能基本消除，非弹性变形累计递减。在第一次制梁时，预留预压时消除的非弹性变形的1／2，以后的三次制梁中对预留的非弹性变形逐次减半。
（3）预压成果报告：
预压工作完毕后，将出具“预压成果报告”。测量得出的弹性变形数据理论上讲是从两端向跨中的抛物线或圆曲线形状。
十、移动模架检查表、试验记录表
移动模架检查表（预压前）
工程名称：日期：年月日
施工单位：值班领导：
说明：1、实际情况一栏可填：A—完全符合，B—基本符合，C—不符合需整改；2、黑体字项目必须作为重点进行控制。3、要开始浇注，各项目必须整改到位，达到A 或B。
移动模架预压试验标高记录表(表Ⅰ)
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移动模架预压试验标高记录表(表Ⅱ)
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20