移动模架造桥机成套技术研究与应用公示信息
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移动模架、移动支架造桥机资料摘抄移动模架象一座严密而坚固的、沿着桥梁跨径全封闭的“桥梁工厂”,随着施工进程不断移动连续浇注施工,能一次性现浇完成一孔桥跨从立模、浇注混凝土到预应力张拉全套工艺,并能逐孔向前移动,效率高、速度快,能适用于多孔跨径30~55 m 的梁桥施工。
移动模架逐孔现浇法1959 年始用于前西德的克钦卡汉大桥(该桥为13 ×39. 2 m 的预应力混凝土连续箱梁),因其设备制造费用昂贵,用钢量很大,一度在当时推广应用受到很大的局限性。
一、MSS32/900型移动模架造桥机为甬台温铁路客运专线设计,客货共线梁现浇箱梁最小平曲线半径:2000m允许现浇箱梁纵向最大坡度:≤40‰整机纵向移位速度:1m/min整机横向移位速度:0.5m/min设计施工周期:移动模架造桥机移位、就位以及模板的调整到位等共需时间需控制在8小时以内完成。
施工时适合的净高(梁底到承台顶面):>3m系统纵移速度:0~1.5m/min设备总重量:500吨开模行走时允许最大风速:6级合模浇筑时允许最大风速:12级设计施工周期:10天模架堆放面积:约1000m2安装过程详见《基于MSS32_900型下行式移动模架造桥机基础上的客运专线箱梁施工控制关键技术》(中铁十一局二公司李锋锋)二、秦沈客运专线ZQJ 800 型移动支架造桥机该机的基本原理是工厂化预制梁段,分别吊运至造桥机体内,调整梁段高程后,浇筑混凝土湿接缝,原位张拉后落架,即可完成一孔梁的制造。
造桥速度快(32 m双线箱梁平均10 d 1 孔)。
移动支架包括主桁架、下托梁、上平联和下平联,总质量253 t 。
箱梁高度2.687 m,翼缘宽度12.6 m。
技术性能和特点该造桥机造桥方法为节段拼装。
造桥跨度≤32m梁体宽度≤12.8 m梁体高度≤2.8 m梁体质量≤800 t梁段长度≤8 m梁段质量≤150 t线路纵坡≤12 ‰曲线半径≥3 000 m造桥速度为3~4 孔/ 月。
京津城际移动模架造桥机的应用摘要:移动模架造桥机在京津城际客运专线中得到了广泛的应用,本文就移动模架造桥机的主要构造及性能进行了探讨,对其梁体施工中葙粱预拱度设置和线形控制要点进行了分析。
关键词:京津城际;移动模架造桥机;应用;探讨中图分类号:u445.463 文献标识码:a 文章编号:移动模架是一种自带模板可在桥位间自行移位,逐孔完成箱梁现浇施工的大型制梁设备。
移动模架造桥机主要用于公路或铁路工程中的桥梁工程施工的大型滑模设备,它的特点是现场整孔一次立模,全断面一次性浇筑,逐孔推进完成连续箱梁施工。
1.移动模架特性及类型移动模架相当于提供了一个移动的空中制梁平台,箱梁的钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护、预应力张拉等作业均在移动模架上进行。
箱梁在原位现浇完成后,无须进行体系转换,依靠自身带有的动力设备,滑移至下一桥跨连续作业。
具体过程是移动模架下落脱模,吊挂外肋携带的外模横向开启使其能够通过桥墩,模架结构纵向前移过孔到达下一施工位,吊挂外肋携带的外模横向合拢再次形成施工平台,开始下一孔施工。
1.1移动模架施工方法与整孔预制架设法相比,移动模架法具有以下优点:(1)原位制梁集制梁、架梁为一体,不需要占用大量场地预制箱梁和存梁,节省了建梁场费用;(2)不需要大型提梁、运梁和架梁设备,设备投资费用少;(3)与支架法原位制梁相比,不需要进行地基处理,机械化程度及作业效率高,劳动力投入少;(4)不影响桥面上净空高度和作业面,方便布设钢筋和施工作业;(5)具有支腿自移、模架自行过孔等功能。
模架在高处向前移位方便迅速,不妨碍桥下交通;(6)适用范围广泛,可用于现浇24,32和40m简支梁或连续梁,尤其适用于特殊地理环境,如高墩、软土地基、深山峡谷、江河或湖泊滩地、跨越既有线路等;(7)对长桥和特长桥,可同时展开多个作业面施工,有利于争取工期;(8)对桥隧相连地段的桥梁,不受隧道运梁限制。
1.2 移动模架施工方法与整孔预制架设法相比,移动模架法具有以下缺点:(1)由于箱梁的钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护、预应力张拉等作业均在移动模架上进行,一孔的作业周期较长,一般为10~15d;(2)混凝土养护条件较预制梁差,预应力张拉产生的混凝土徐变较大;(3)对于下行式移动模架,需在桥墩预留安装托架的孔道,影响桥墩的美观。
ZQM1590下行式移动模架造桥机在大跨度桥梁中的施工技术应用摘要:介绍下行式移动模架结构特点,阐述移动模架造桥机在公路桥连续箱梁中的施工工艺,并指出施工控制的关键。
关键词:移动模架;公路连续箱梁;施工工艺1 工程概况福州市湾边特大桥是福州市的南通道,按六车道高速公路的标准设计。
主桥为45+90+106+90+45米单肋拱加劲V型撑刚构一连续梁桥,引桥为5×40米预应力混凝土连续箱梁,全桥长1874米。
引桥连续箱梁为高度单箱单室斜腹板结构,梁高2.4米,顶宽16米,底宽7米,箱梁悬臂长度为4米,顶板、底板厚26厘米。
根据相关工艺要求和现场施工条件的实际状况,决定采用ZQM1590下行式移动模架造桥机对引桥连续箱梁进行施工作业。
2 造桥机简介2.1造桥机基本原理和适用范围ZQM1590下行式移动模架造桥机是一种自带模板,利用两组钢箱梁支承模板,通过自立行走、模板开合,对混凝土梁进行逐孔原位现场浇筑的施工设备。
主要适用于高速公路、铁路和城市高架桥施工困难地段下(桥墩较高、桥跨较长或桥下净空受到限制情况下如:水中,滩涂,深沟,峡谷等),对大跨度、多梁片桥梁施工优点更为突出。
2.2ZQM1590移动模架造桥机主要结构ZQM1590移动模架造桥机自下而上可分为墩旁托架、支承台车、主梁、底模及横联、侧模及支撑、中扁担梁、防台风装置、液压系统及梯子平台等组成,见图1。
移动模架造桥机现场拼装完毕,须进行预压试验,并在试验过程中获取相关数据进行预拱度设置,才能进入正常箱梁施工。
3 施工工艺3.1 底、腹板钢筋安装钢筋根据设计图纸在加工场制作,现场安装绑扎一次成型,在绑扎时以普通筋避让预应力筋为原则,确保预应力筋位置尺寸满足设计图纸的要求。
钢筋安装应与波纹管、模板安装交替进行。
钢筋的搭接及焊接应满足规范要求,箱梁外(底)模钢筋保护层垫块采用塑料垫块,箱梁内模位置采用砼垫块,并应绑扎牢固,以防露筋。
3.2内模安装由于受箱梁构造特点限制,内模采用散装竹胶板。
省科学技术奖推荐公示项目名称:移动模架造桥机成套技术研究与工程应用完成单位:长安大学山东恒堃机械有限公司中交路桥华东工程有限公司完成人:吕彭民秘嘉川王斌华应红张春国闫朔谢毅王小山王龙奉王瑞刘兴峰陈学鲁邵雨虹高子渝江明坤向清怡李瑶党权交吴乾坤项目简介:移动模架造桥机是一种自带模板,利用承台或墩柱作为支撑,对桥梁进行现场浇筑的机电液一体化先进的施工装备,该装备具有不受桥上或桥下净空限制,不占用地面空间,不需要预制梁场、不影响地面交通、整体浇筑桥梁质量高等优点,正在被广泛应用于现代桥梁建设之中。
根据现有文献可知,移动模架造桥机的设计者和桥梁建造者追求的主要目标是施工安全和施工效率的改进,并也取得了一些成绩(例如防滑装置、施工检测、千斤顶装置,复合式移动模架、模架的拼装、转运等)。
但是进一步扩大功能、提升施工效率和安全,尚需综合移动模架的施工工法、结构特点和桥梁建设要求开展深入研究。
因此,项目组经过十余年的努力,从控制系统(同步油缸控制、监控)、施工工法(钢筋绑扎、双幅施工)、机构设计(例如推进小车、后横梁等)、结构性能提高(焊接性能改进、结构修复、钢箱梁极限承载力挖掘)等四个方面开展移动模架造桥机成套技术系统研究,推动我国桥梁施工机械和施工工法的技术进步,赶超世界先进水平。
该技术具有良好的市场前景和长远的战略意义。
本项目采用理论研究、试验研究、装备开发和工程应用相结合的技术路线,进行移动模架造桥机系列关键技术创新、装备开发与工程应用。
实现了如下技术创新:(1)基于复杂空间避让技术和同步控制技术,发明了外模板自动折叠装置和模板液压同步控制系统,突破了双幅移动模架内侧外模板的开合模问题和复杂的模板液压系统中油缸联动同步技术难题,开发了双幅整体浇筑移动模架造桥机,首次实现了双幅桥梁同步整体模架施工;(2)发明了钢筋骨架整体绑扎吊装与浇筑并行施工成套技术,改变了现行移动模架造桥机施工工艺,并研制了成套设备,工程应用后使施工效率提高30%以上;(3)开发了移动模架施工质量和安全实时监控系统,通过同步控制技术、无线传输技术,实现了施工过程中的结构强度、刚度、稳定性和同步性的实时监控,保障了施工安全和施工质量;(4)进行了提高造桥机钢结构性能的创新性应用基础研究。
针对造桥机钢箱梁焊接结构,发明了“软+硬”相结合的双层焊接工艺,进行了含缓冲层有效延寿的物理结构及裂纹扩展机理研究,有效提高了焊缝部位机械性能和耐久性;针对钢结构损伤金属结构加固问题,完成了粘接界面断裂与增韧机理研究,为实现复合材料加固金属结构、提高结构耐久性提供了技术基础;完成了钢箱梁极限承载力的理论研究与实验研究,对螺栓群连接进行了深入研究等。
这些应用基础技术研究成果为造桥机结构优化和修复重新利用提供技术支持。
现已发表SCI收录论文12篇,处于国际领先水平。
(5)通过对推进小车、托梁倒运、前支腿防倾覆系统、移动模架防滑装置、主梁支撑用平衡梁装置、后横梁与主梁的连接结构、变幅宽移动模架技术、移动模架整体连续后退方法、双作用自锁液压缸等机构的系列创新,使造桥机使用更安全可靠、效率更高、受力更合理、适用面更广。
本项目的系列关键技术成果,填补了移动模架相关技术的空白,提高了移动模架造桥机的使用范围、施工效率、施工安全和自动化程度。
本项目已获发明专利15项,实用新型专利4项,研究成果已成功应用于装备开发中,研发装备已成功应用于萨瓦河大桥(欧洲)、行北渭河特大桥扩建工程(陕西省)、九峰岷江特大桥(四川省)、临岳高速洞庭湖大桥(湖南省)、灵昆特大桥(浙江省)、三门湾大桥(浙江省)和海南铺前大桥(海南省)等20余项国内外工程,采用该技术近3年已完成项目共产生经济效益约10亿元人民币,取得了显著的经济效益和社会效益,具有广泛的推广应用前景。
主要知识产权目录:已发表论文:[1] 吕彭民, 杨龙飞, 王斌华. 变幅宽移动模架结构的有限元分析与试验研究[J]. 郑州大学学报(工学版), 2015, 36(02):43-46.[2] 吕彭民,王斌华等.大型造桥机工作状态数值模拟与试验[J].长安大学学报(自然科学版) [J].2008(02):104-107.[3] 秘嘉川,吕彭民,关泽强,双幅整套浇筑造桥机安全性分析与试验[J].中国工程机械学报,2017,15(4):365-369[4] 王斌华,吕彭民,吴记生. 造桥机主梁高强螺栓群的有限元计算[J]. 长安大学学报(自然科学版) [J].2006(01):97-100.[5] 王龙奉, 吕彭民, 徐田. 剪力作用下大型钢箱梁极限承载力研究[J]. 湘潭大学自科学报, 2015(4):29-36.[6] 史妍妮, 吕彭民, 梁佳. MSS50双幅整体浇筑式移动模架力学性能仿真分析[J]. 筑路机械与施工机械化, 2016, 33(11):98-102.[7] 陈一馨,吕彭民,李大涛,U肋与横隔板焊接构造细节疲劳强度研究[J].,桥梁建设,2014 44(3):63-68[8] 卢强,王斌华,王刚,移动模架桁架导梁的螺栓群设计分析[J].,建设机械技术与管理,2017,30(10):70-73[9] 周飞虎, 高子渝, 岳海姣,等. 基于PLC的移动模架安全监控系统的研究[J]. 北方交通, 2015(4):1-4.[10] Wang Long-feng, Lu Peng-min, Xu Tian, Stress Analysis of High-strength Bolts for Steel Box, The International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering (MACE 2011), M95635, 2011[11] Chunguo Zhang, Pengmin Lu, Xiaozhi Hu, Xuding Song. Residual stress-induced deformation and fatigue crack growth in weld-repaired high-strength low-alloy steel with soft buffer layer[J]. Materials Science and Engineering A, 2013, 564: 147-157.[12] Chunguo Zhang, Pengmin Lu, Xiaozhi Hu. Residual stress and softening in welded high-strength low-alloy steel with a buffering layer[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2014, 214: 229-237.[13] Chunguo Zhang, Xiaozhi Hu, Pengmin Lu, Gaiping Zhang. Tensile overload-induced plastic deformation and fatigue behavior in weld-repaired high-strength low-alloy steel. Journal of Materials Processing Technology[J], 2013, 213: 2005-2014.[14] Chunguo Zhang, Pengmin Lu, Xiaozhi Hu, Xuding Song. Effect of buffer layer and notch location on fatigue behavior in welded high-strength low-alloy. Journal of Materials Processing Technology[J], 2012, 212:2091-2101.[15] Chunguo Zhang, Songxu Ding, Pengmin Lu, Xiaozhi Hu. Effect ofmicrostructure on mechanical properties in weld-repaired high strength low alloy steel[J]. Materials & Design, 2012, 36: 233-242.[16] Chunguo Zhang, Xiaozhi Hu, Pengmin Lu. Fatigue and hardness effects of a thin buffer layer on the heat affected zone of a weld repaired Bisplate80[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2012, 212: 393-401.[17] Chunguo Zhang, Stefan van der Vyer, Xiaozhi Hu, Pengmin Lu. Fatigue crack growth behaviour in weld-repaired high strength low alloy steel[J], Engineering Fracture Mechanics, 2011, 78: 1862-1875[18] Binhua Hua, Yuxuan Bai,Xiaozhi Hu,Pengmin Lu. Enhanced epoxy adhesion between steel plates by surface treatment and CNT-short-fibre reinforcement[J], Composites Science and Technology, 2016.3[19] Binhua Hua, Xiaozhi Hu,Pengmin Lu. Improvement of adhesive bonding of grit-blasted steel substrates by using diluted resin as a primer[J], International Journal of Adhesion and Adhesives, 2016.12[20] Binhua Hua, Yuxuan Bai,Xiaozhi Hu,Pengmin Lu. Shear strength of epoxy adhesive joint between steel substrates with indented patterns[J], The Journal of Adhesion, 2016.1[21] Binhua Hua, Xiaozhi Hu,Jizhuang Hui,Pengmin Lu,Bin Jiang. CNT reinforced adhesive joint between grit blasted steel substrates fabricated by simple resin pre coating method[J], The Journal of Adhesion, 2017.3[22] Binhua Hua, Pengmin Lu,Yuhong Shao. Research on rib-to-diaphragm welded connection by means of hot spot stress approach[J], Steel and Composite Structures, 2015.1。