上行式移动模架技术改造与应用

谭坚钊

（中交四航局珠海工程有限公司，广东珠海519080）

1 移动模架应用概述

目前，移动模架法施工以较新颖的桥梁施工工艺被广泛应用，该施工方法相对于支架现浇、预制架梁等施工方法具有无须基础处理、对桥下净空要求较小、施工占地面积小、环境适应性强、施工成本低等优点，特别在市区桥梁工程施工中，并不具备梁场制梁、运梁和架梁的施工条件，选用移动模架进行简支梁现浇施工相对能取到较好的经济效益。

但是，桥梁施工中往往存在很多制约因素，例如，前山水道特大桥中简支梁分布不连续，需跨越多联变宽截面连续梁、小半径平面曲线段等区域，采用传统的移动模架在正常脱模状态下，模架容易与前移方向上已施工的梁体等障碍物发生碰撞，或者由于平面曲线半径过小，无法顺利前移过孔，需多次拆装，严重影响了施工连续性，且增加了成本、延长了工期增加了安全风险。因此，移动模架的经济性指标很大程度上取决于移动模架施工的连续性。

本文以前山水道特大桥双线简支箱梁施工为背景，主要针对上行式移动模架在前山水道特大桥复杂工况下的过孔施工进行研究，通过对传统的上行式移动模架进行技术创新，增强其行走、过孔时通过障碍物的能力，提高上行式移动模架重复利用率，提高其适用性、经济性、安全性。

2 工程概况

2.1 简介

珠机城际铁路前山水道特大桥位于珠海市拱北区，本桥起点珠海站，从珠海站由中间夹着站台梁的两条单线引出，在10#和11#墩处并为正线双线桥，终点与横琴隧道相接，桥长2033.395m。

前山水道特大桥共有双线简支梁22 孔（单箱双室，底板宽6m，梁宽11.6~12.2m），分布在4 个不连续的区段（14#~19#墩、29#~40#墩、43#~45#墩、49#~53#墩），间隔有连续梁，区间曲线半径R=400~1600m，简支梁跨度有24m、30m、32m 3 种，其下桥墩有双线矩形实心墩和门式墩。

桥址15#~35#墩位于排洪渠内，42#~53#墩跨越前山水道，在市区内进行桥梁施工，受施工场地限制，综合考虑采用上行式移动模架施工双线简支梁。

2.2 需要解决的问题

2.2.1 解决上行式移动模架无法通过相对于简支梁横截面更宽的已施工连续梁的问题

前山水道特大桥40#~43#墩的40m+56m+40m 连续梁底板宽度为7.2m，而本线移动模架施工的双线简支箱梁底板宽度仅为6.0m，连续梁与简支梁的梁体横截面尺寸及外轮廓差异较大。

为了保证梁体施工的连续性，移动模架需行走跨越连续梁进行下一跨简支梁的施工。然而，该移动模架正常脱模状态过孔时，侧模架净宽为6.17m，无法正常通过变宽截面的连续梁。若采用传统的上行式移动模架，往往只能拆除底模架、侧模架，仅保留主梁、吊架等不与梁体冲突的部分，通过连续梁后再行组装。

对于特大桥，简支梁可能分布在不同区段，间隔多座连续梁，若采用部分拆解模架，就位再安装的方式，会极大地延误工期，增加安拆成本及安全风险；更多时候，在市区环境下，连续梁多为跨路、跨江河等设置，不一定具备多次拆装条件。

2.2.2 解决小半径平面曲线过孔模架转弯困难的问题

本项目桥梁平面曲线半径主要为R=400m 和R=1600m 2 种，而传统的上行式移动模架原设计允许通过曲线半径R≥2000m。当通过平面曲线半径小于2000m 的梁段时，移动模架的侧模受到已施工梁体的限制，前、后支腿横移油缸无法充分发挥作用，使模架左右调整位置达到转弯过孔要求。例如，曲线半径R=400m 跨度32.6m 的梁段，移动模架主梁左右调整幅度需达到2.7m，才能保证模架顺利通过；曲线半径R=1600m 的梁段，侧模容易与前移方向已施工梁体发生碰撞造成梁体外观磨损，同时容易造成前支腿与主梁位置跟前墩中心线偏离，无法顺利就位。

上述问题的症结在于上行式移动模架正常脱模状态下，侧模架与梁体垂直脱离，无明显的水平张开，若仅作为通过相同截面、平面曲线半径大于设计允许半径的梁体时，完全适用。在遇到特殊障碍时，模架能否自由张开，成为解决问题的关键。

3 移动模架改造创新

3.1 移动模架构造特点

传统的上行式移动模架，吊架系统主要由挑梁、吊臂、侧模架、底模架及拉杆组件等构件组成。由拉杆组件拼成门式结构支承在主梁上。挑梁与吊臂间设有斜撑杆，斜撑杆为2 根钢杆通过螺杆连接，而侧模架张开宽度只能通过吊臂与挑梁间斜撑杆的调节来实现。吊挂结构如图1 所示。

根据模架结构特点，钢斜撑杆的调节只能通过旋拧连接螺杆进行微调，最大增量只有10cm。而本项目通过56m 连续梁需要模架至少张开70cm，R=400m 小半径平面曲线过孔模架至少张开50cm，才能保证模架顺利通过。另外，由于每组底模架分别由2 组挑梁吊臂吊挂，两两对应，必须保证左侧或右侧所有钢斜撑杆同步调整，才能使侧模架张开，即使更换钢斜撑螺杆长度，只通过人工同步调整难以实施。因此，原设计钢斜撑不能满足现场侧模张开顺利通过障碍物的要求[1]。

图1 吊挂结构图

3.2 液压翻转开模装置

通过对模架结构特点研究，将上行式移动模架挑梁与吊臂间钢斜撑杆改装成液压翻转开模装置的方法来实现开模。

液压翻转开模装置主要部件包括活塞杆、油缸、钢撑杆、液压站等。油缸与钢撑杆通过连接板固定连接，活塞杆、油缸和钢撑杆位于同一直线上。油缸通过油管连接于液压站，液压站固定于挑梁上。油压变化，油缸即会运作，使活塞杆伸长或回缩，从而改变液压翻转开模装置的总长度。当液压翻转开模装置总长度发生变化时，吊臂与挑梁的夹角也改变，达到开模或合模的目的。相关参数如表1 所示，改造前后结构对比如图2 所示。

表1 液压翻转开模装置参数表

图2 移动模架斜撑杆改造前和改造后对照图

3.3 创新点

该技术的创新点分析如下：

1）液压翻转开模装置具有可伸缩性，即当液压油缸活塞杆顶升时，液压翻转开模装置伸长，改变了挑梁与吊臂之间的开合夹角，使固定于吊臂上的模架可绕轴（挑梁与吊臂销接点）翻转张开，进而调整移动模架过孔姿态，有效避开了障碍物，例如，宽截面连体或小半径平面曲线，从而满足过孔要求。使上行式移动模架具有更强的适用性。

2）在上行式移动模架左、右两侧挑梁上分别固定设置一台液压站，液压站随移动模架共同前移，不需重复拆装。每个液压站只需2 人作业，同时操控10 组控制阀，达到了控制单侧模架同步张开的目的。

3）挑梁和吊臂为桁架结构，液压翻转开模装置分别销接于吊臂桁架的下杆和挑梁桁架的下杆，液压翻转开模装置与吊臂桁架的下杆和挑梁桁架的下杆构成底边可伸缩的三角形。可通过测量液压油缸活塞杆顶升长度换算开模宽度，反之亦然。

4 工作方法

上行式移动模架翻转开模过孔实施步骤如下：

1）脱模：箱梁张拉完毕后，拆除吊杆、底模及侧模纵横向连接螺栓，拆除模架横向对接螺栓。可翻转开模避开障碍物的上行式移动模架后支腿前移就位，辅助支腿及前支腿支承油缸收回脱空，整机下降0.27m，底模架横移开启并临时锁定，达到正常脱模状态。

2）开模：根据过孔障碍尺寸或前移方向梁体截面宽度，计算需开模宽度。利用液压站的控制阀操控液压油缸顶升活塞杆，顶升力传递至吊臂，模架以吊臂和挑梁的销接点为轴转动，使模架缓慢向外翻转张开。模板张开幅度，以模板与障碍物（或梁体）距离不小于50mm 为宜。

3）锁定：油缸顶升将模架翻转至规定宽度后，在缸筒与活塞杆顶部的活塞杆销接销接头之间放入保险装置，然后将其紧固，并旋紧螺母，由此可将移动模架过孔作业时的模架荷载通过刚性接触传至加长钢撑杆，避免油缸千斤顶长期受力损坏。根据油缸活塞杆伸长量需要放置不同高度尺寸的保险装置。

4）前移过孔：启动移动模架纵移机构，整机前移、就位，前移过程中需时刻观察模板与障碍物（或梁体）是否仍存在冲突，及时通过液压斜撑杆翻转开模装置调整模架姿态。

5）闭模：模架就位后，解除油缸保险装置，斜撑杆液压油缸活塞杆收回使模架缓慢向内翻转闭合，恢复模架正常状态。然后横移关闭底模架，进入模架现浇简支梁标准工序。

5 结论

通过上行式移动模架工艺工法改造创新，实现了以下目标：

1）通过改造模架构件，满足了移动模架通过宽截面连续梁段的要求及小曲线半径梁段施工过孔可行性；

2）移动模架曲线段过孔行走时，通过对侧模张开幅度及主梁姿态的调整，从而实现模架在曲线段简支梁的行走以及过孔就位，确保连续逐跨施工，保证了施工工期；

3）避免在复杂环境下进行拆装，减少施工成本，降低安全风险。

通过技术改造，有效提高了上行式移动模架在桥梁施工中的适用性、经济性，对于不同梁型的桥梁，只要对模板、桁架局部改造，可重复投入使用。对同类线形复杂，施工区段较为离散的简支梁移动模架法施工有着重要的借鉴意义。