滑动模板支架系统在桥梁施工中的应用

滑动模板支架系统在桥梁施工中的应用
【摘要】本文主要根据某高速公路大桥引桥箱梁施工中，通过应用下承式滑动模板支架系统的实践，对模板支架系统的基本结构，技术指标，参数以及安装、使用效率等进行详细介绍。

【关键词】桥梁模板支架构造施工
l 工程概况
预应力砼连续箱梁施工所采用的方法大多为满堂支架法、钢管支架法等。

近年来，随着国内外
桥梁施工技术的发展，滑动模板支架系统施工方法应运而生。

滑动模板支架系统(以下简称系统)一般有两种结构形式：悬挂式和下承式，施工部门可视具体情况选择运用。

滑模系统具有常规施工工艺不可比拟的优越性，代表了桥梁施工的发展方向。

在大桥引桥施工中，根据引桥构造特点，采用了下承式滑动模板支架系统。

某高速公路桥南引桥上部构造为双向预应力砼等截面连续箱梁，分左、右两幅。

南引桥长
420m，跨径布置为7×30m+7×30m。

南引桥箱梁工程具有如下几个特点：①箱梁为等截面、等跨，全部为30m 跨；②循环次数多，如按每次浇筑一跨共76次；③现场地质条件差，地表为长江冲积河漫滩地；④墩身高，箱梁离地面多数在13～17m之间。

按现场条件，若采取常规施工方案，如钢管支架法或满堂支架法等，因每跨地质条件不一，需重复进行地基处理、预压，施工周期长、投人大，难以满足项目施工工期的要求。

为此，我们选择了滑动模板支架系统，并对系统设计提出了如下几点要求：①系统安全性能要好，操作方便，经济实用；②系统受力明确，系统移动时行走状态稳定性可靠；③不允许在柔性花瓶墩上设预埋件、预留洞来传力，以保证墩身外观质量；④系统变形符合规范要求，模板可调；⑤系统要具有同类型桥梁施工的通用性。

2 系统设计
(1)系统主要技术指标及参数
系统自重：3030kN／台套，荷重比0．4；
适应梁段跨度：30 m；
适应梁段荷载：<250 kN／m；
每次移动循环时间：<5h。

(2)系统构造滑动模板支架系统主要分为：主梁、横梁、托架、工作台车、外模系统、操作平台等部分，其总体构造如图l所示。

各部分结构和功能如下：
1)主梁本系统设2根主梁，主梁两端连接鼻梁。

主梁为矩形箱梁，长37m、宽1．5m、高2．2m，按偏轨梁设计，沿纵向间隔2．5m设置斜撑和横隔板，腹板下沿设置纵向滑移轨道，其两端设置与鼻梁连接的铰支座。

主梁的功能是承重，同时也作为纵移轨道梁。

鼻梁采用三角桁架结构，每根长14．73m，主要起空载时纵向移动导向和承重作用，浇筑时不承重。

主梁加两端鼻梁总长66．46m。

2)横梁横梁设置在两根主梁之间，问距为5m，为单片桁架。

横梁中间可分合，施工时用普通
螺栓连接，脱模时分开。

横梁作为箱梁底板承重梁，将荷载传到主梁上。

3)托架梁体、模板及砼与施工荷载由托架支撑，托架依附在墩身上。

托架由l根水平梁及2根斜撑构成三角形，上方用l2根032精轧螺纹钢连接(以抵抗系统产生的翻转力矩)，下方由1根钢支撑柱将托架所受垂直荷载传至承台上。

为保证精轧螺纹钢均匀受力及克服系统纵移时产生的
扭矩，托架精轧螺纹钢应进行预紧，预紧力控制在(120±10)kN内。

同时采用特制螺帽防止松动。

为使托架承载拆装方便，在桥墩上不设任何预埋件或预留孔洞，确保了桥梁外观质量及景观效果。

4)工作台车工作台车实现系统的纵横移动功能，主要由支撑轮组、顶升机构、牵引机构及车架
组成。

系统纵移为滚动滑移，横移为滑动式。

因系统重心偏向主梁内侧，主梁内侧
设4个支承轮，并通过3层铰接实现轮压均衡，外侧轨道下设1个支承轮。

为防止系统侧向倾翻，外侧支承轮架上设有安全卡。

顶升机构由4个5000kN千斤顶及相应支座组成。

工作时，下部由托架斜杆支承，上端顶在主梁截面中心，顶升到位后用机械装置锁紧。

牵引机构由设在工作台车车架两边的2台250kN前卡式千斤顶及底座组成。

2台千斤顶交替动作，牵引系统前移。

横向牵引在工作台车两侧各设一个底座，穿入钢绞线，在托架外侧用2台250kN前卡式千斤顶牵引，使工作台车横移。

5)外模系统外模分为翼模、侧模及底模。

其中底模沿桥纵轴线一分为二，系统纵移时可分开，以避开实体墩身。

所有外模均设可调螺旋支撑，其中翼模及侧模的支撑设在主梁上，底模支撑
设在横梁节点上。

6)操作平台操作平台分为以下几个部分：
①设置在翼模及底模周围的走道，供浇筑及张拉时用；
②横梁及主梁内侧通道，用来调整底模螺旋支撑及横梁连接螺栓；
③托架水平梁两侧走道，供系统移动作业及托架自身定位调整等。

3 系统制作、安装、预压及调试
(1)制作系统的制作在现场设置的钢平台上进行。

主梁分成12m、13m、12m 3段制作，每段间采用高强螺栓连接，加工按起供1cm控制。

单件一次性拼装成型。

每件制作完毕，先在加工平台上预拼，以确保加工精度。

(2)安装系统安装按如下顺序进行：
托架一工作台车一主梁一横梁(鼻梁)一底模一侧模一翼模。

主梁的拼装用500kN履带吊进行分段吊装，临时存放在事先搭设的万能杆件架上，空中对接。

横梁拼装预先联接，再吊装。

(3)预压及调试第一套系统安装完毕后，按原设计对系统进行了纵横移动试运行及荷载试验，
试验目的为：①检查系统在各种工况下，构件应力、应变实测值与计算值的差异及是否符合规范要求和使用要求；②测试系统结构的非弹性变形，并通过试验消除部分非弹性变形；③测定施工预拱度。

整个荷载试验按模拟施工荷载的方法进行。

根据24m、30m、36m 3种施工
工况下的施工荷载，荷载分级为5040 kN、6380kN、7560 kN、8320kN。

最大荷载为最大设计荷载的1 10％。

对主梁及外模的变形及关键部位应力进行观测。

检验结果，主梁最大挠度为5．20 cm，系统各部件最大应力为一149．0MPa(压应力)，均满足设计及规范要求。

根据检验成果，模板按弹性变形加1cm起拱的原则进行预拱度设置。

通过已浇箱梁检验，其线形良好。

4 系统操作
系统的操作主要包括横移，纵移，千斤顶顶升、下落等，其工作流程如下：
1)在已浇筑段前方桥墩上安装一对托架及工作台车，注意张拉精轧螺纹钢。

2)砼浇注、养护、张拉完成后，主千斤顶(5000kN)超顶，松螺旋锁紧装置，千斤顶下放，落在工作台车上，上好卡板，即可脱模。

3)解除横梁中间联接，必要时可翻转桥中心线侧翼模。

4)用250kN前卡式千斤顶拉动工作台车使系统分离并对称外移。

5)纵向牵引机构工作，主梁纵向前移，纵梁后设置保险装置，边松动保险装置边前移。

6)主梁移到位后，系统横移并联接横梁。

7)卸除卡板，并顶升主千斤顶，使模板升至设计标高。

8)绑扎钢筋，安装内模，浇筑砼。

5 砼浇筑及线形控制
砼浇筑前先超顶后端主千斤顶，并调整外模确保与已浇段砼接触严密。

砼浇筑顺序：从待浇段悬臂端墩顶开始，向两
边斜层推进，一次到顶。

与已浇段接缝处2—3m留至最后浇筑，便于观察接缝错台情况，并根据错台大小适当顶升后端主千斤顶。

根据预应力连续箱梁受力特点。

在整联箱梁未全部施工完毕之前，逐跨施加预应力后，其悬臂
端产生负弯矩，悬臂端向上翘曲，为解除这一问题，我们采用分批张拉纵向预应力束和悬臂端加载的方法进行控制。

从已浇梁段来看，效果较好。

6 结语
该滑动模板支架系统具有构造简单、受力明确、刚度大，施工时预拱度、标高容易控制等特点。

同时施工时操作方便，纵横移及顶升等只需8个人即可完成，施工周期短。

该工艺不需占用桥位区地面，对环境的依赖性和破坏性较小，适用于交通不能中断城区互通立交，跨深谷、急流河道等特殊地段的桥梁施工。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看。