移动模架造桥机在上海长江隧桥工程的应用
上海长江隧桥工程位于上海市东部，工程范围南起上海市浦东新区外高桥东的五号沟， 接上海市郊区环线（A30），以隧道穿过长江南港水域，经长兴岛中部新开港及陆域再以桥梁跨越长江口的北港水域，止于崇明陈家镇奚家港西，接陈海公路。路线全长25．526km。其中上海长江大桥工程全长约16．55km（跨江部分长约8．5km），长兴岛侧浅滩区段非通航孔50m连续梁采用双幅等高单箱单室箱梁，跨径组合为7~50m+8x50m，设计施工工艺要求采用移动模架造桥机施工。
1、预应力箱梁结构特点
箱梁桥面最大纵坡2．88%，最小纵坡5%，桥面横坡2．0%。箱梁单箱横截面净高3m，下底面宽7m，上桥面宽16．95m。斜向腹板厚0．6m。箱梁设纵横向预应力钢绞线。每联首跨浇筑60m，其后各跨浇筑50m，最后一跨为40 预应力筋用连接器相连。箱梁下部墩柱采用“Y”型薄壁空心墩，墩高约13m。
2、移动模架造桥机的选型
结合箱梁结构和设计施工要求，我们对市面上的造桥机进行了调查和分析比较，最后选定挪威NRS公司生产的SLMSS-50型下行式移动模架SLMSS-50型移动模架采用下行式结构，利用桥墩安装支撑托架，具有良好的稳定性。下行式造桥机外模模板随主梁一同横向和纵向移动，对桥梁两侧净空尺寸要求较低。侧模高度可调，适用变腹板桥梁施工。支腿设置剪力键，受力体系明确，采用精轧高强螺纹钢筋对拉连接，安装方便有利施工。支腿设置横向移位油缸，便于调整主梁位置，便于曲线过孔作业。
3、移动模架结构组成
我公司选购的SLMSS-50型下行式移动模架主要由支撑托架、推进小车、主梁、横梁、鼻梁、外模系统、液压系统及辅助设施等部分组成（详见图1）。适用于直线曲线整孔全断面梁体现浇施工，具有工效高、施工成本低、桥体强度高等优点。
3．1支撑托架
支撑托架俗称牛腿，通过钢立柱，支撑在承台上及桥墩中部。牛腿上设置横梁支承主梁，把主梁上的荷载通过牛腿传递到墩身及承台上。支撑托架的左右两部分利用高强精轧螺纹钢对拉与桥墩固结成一个整体。
3．2推进小车
推进小车由托盘、纵移滑座及吊挂装置、支撑油缸、纵移油缸、横移油缸等部分组成。支撑托架和整个模架的横向开合可由推进小车在横移油缸的推拉作用下在支撑托架的横梁上横向移动实现。横移油缸的缸端与支撑装置销接，杆端利用插销与支撑托架的横梁连接，支撑托架横梁上等距设置若干插孔，以倒换插销位置的方式实现主粱在托架上移动。
3．3主梁
模架主梁为承重结构，由2组并列的纵梁组成。每组纵梁由6节承重钢箱梁组成，相邻两组纵梁之间中心距为9．8m，全长63m。承重钢箱梁每节长9～12（m），高约3．4m，宽2．2m。钢箱梁接头采用高强螺栓节点板联结。导梁采用空腹箱型结构，接头为高强螺栓节点板联结连接。
3．4横梁
横梁设置在两根主梁之间，纵向分布为11个节段，主梁上每隔5-6（m）设置一道横梁，用螺栓连接在主梁上。横梁构造为型钢梁桁架形式，在纵向轴线处一分为二，两侧分别与主梁采用高强螺栓连接，横梁间的连接为可分合形式，采用高强螺栓联接。每一横梁设置4个支撑点，以完成预拱度的调节，可调支撑位于支撑点上，支撑模板重量使操作更简便。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，依靠销孔问的导向作用，能在接合过程中保证连接孔位对齐。
3．5鼻梁
鼻梁有前后鼻梁，分别与主梁前后两端连接。前鼻梁采用钢桁架结构（由H型钢及角钢组成），分4个节段，总长约43．5m，外形尺寸同主梁；后鼻梁也为钢桁架结构，长约8．2m。鼻梁分段运输、拼装，主梁与鼻梁及鼻梁与鼻梁连接形式均为上部螺栓连接，下部进行销接。
3．6模板系统
模板系统包括底模桁架及外模系统，主要分为底模桁架、底模、腹模、翼模、可调支撑系等几大部分。内模为木模，由施工单位自行加工。底模通过螺旋千斤顶支撑在底模桁架上，底模桁架可从中部分成两部分，每部分均与同侧主梁相联。底模可用组合模板或整体模板组成，在模架移动前应卸落。腹模、翼模通过可调支撑系支撑在主梁上。所有外模板均应设起拱，起拱度的设置应按造桥机主梁承受的实际施工箱梁总荷载+内模自重产生的曲线特征值进行，以使成桥后桥梁曲线与设计值吻合。可调支撑系是用来支撑模板和调节模板，把模板承受的力通过底模桁架传给主梁。
3．7吊架
吊架分为前支撑横梁、中央吊架及后推进吊架三种类型：
（1）前支撑横梁设置在导梁前端并与导梁连接为一个整体，作为主支腿吊挂过孔时的临时支撑。前辅助支腿可以从中间分为两部分，以适应移动模架横向开启过孑L作业的需要。前辅助支腿设置2台手动油缸，可以调整支腿的高度，以适应导粱上墩和主支腿前移安装的需要。
（2）中央吊架由承重横梁和吊挂装置、走行系组成，在主支腿吊挂过孔前，中辅助支腿移位至指定位置并支撑在桥面f或墩顶1上，安装吊挂装置使主梁悬吊在中辅助支腿的承重横梁上，以实现主支腿的吊挂自行过孔。走行系可实现人工推动中辅助支腿移位的作用。
（3）后推进吊架有三个作用：
一是在浇注混凝土梁作业时作为主梁后端的吊挂；
二是吊挂主梁，实现后主支腿自行过孔，吊挂并实现主梁横向开启；
三是吊挂主梁后端以利主梁纵移，实现移动模架的过孔作业。
后推进体系由上承重横粱、下滑动横梁、墩身、横移油缸、支腿、吊挂装置等部分组成。支腿下部设走形轮系，在铺设于桥面的轨道上走行（走行轨道为P60轨），在浇注状态则使轮组脱空，使承力装置支撑桥面。
3．8移动模架液压系统
移动模架液压系统由前后主千斤顶系统、纵向和横向推进油缸、鼻梁纵向调整系统、底模纵向调整系统、牛腿安装系统、挠度调整系统、牛腿推进系统组成。
（1）前后主干斤顶系统：前后主千斤顶系统在浇注混凝土过程中支撑MSS，后千斤顶根据混凝土施工程序坐在后牛腿或吊架上，前主千斤顶总是在前牛腿上，每个系统包括2台单向液压油缸，用一台液压泵相连。
（2）纵向和横向推进油缸：用于纵向和横向推动MSS。每台系统包括1台油泵连接2台双向液压油缸和一台双向液压推进油缸；牛腿上共设4台横向推进油缸，2台纵向推进油缸，此外，在吊架牛腿上设有2台横向推进油缸。
（3）鼻梁纵向调整系统：竖向通过鼻梁间绞节点调整鼻梁高度以适应不同纵坡；横向通过设备不等距横移实现不同曲率桥梁。
（4）底模纵向调整系统：在调整预拱度时对外模地板进行垂直向调整，包括2套瓶式千斤顶并附带手动油泵。
（5）牛腿安装系统：牛腿安装装置提供可用于牛腿张拉，包括1套手动油泵，同1只单向空心液压油缸连接。
（6）挠度调整系统：在设备自行、运输、安装牛腿过程中调整挠度，座落于前墩上。包括l套袖珍油泵，2台双向空心油缸，行程800mm，力值为50t。
（7）牛腿推进系统：将牛腿从一根墩柱向另一根墩柱推进。包括2套液压绞盘，牛腿用钢丝绳通过连接板连接起来。绞盘通电后，钢丝绳前后移动，带动牛腿（牛腿在主珩架下移动）。
4、移动模架结构参数（见表1）
5、移动模架施工
5．1移动模架的拼装和调整
在移动模架造桥机施工前，必须进行移动模架的拼装和调整。调整分模架自身结构调整和预拱度标高调整。我们通过等量堆载预压，监测主梁的挠度的变化情况，通过分析比较预压值和理论计算值，再考虑在预压过程中的环境因素，得出了需要的挠度值，根据挠度值确定预拱度的设置（详见图2）
5．2施工工艺
使用移动模架造桥机施工多孔连续梁分为三个阶段：第一阶段是施工起始孔，主梁支撑在前后四个牛腿上，第一次浇注50+100m；第二阶段是施工中间孔，每次浇注50m，主梁前部支撑在两牛腿上，后部悬吊在连续梁悬臂8．0m处；第三阶段是施工结束孔，浇注40m，主梁固定方式同第二阶段施工。
移动模架造桥机利用墩身安装主支腿，主支腿支撑主梁，外模及模架安装在主梁上，形成一个可以纵向移动的桥梁制造平台，完成桥梁的施工。
移动模架横向分离，使其能够通过桥墩，纵向前移过孔到达下一施工位，横向合拢，再次形成施工平台，完成下一孔施工。
施工从岸跨开始，每次施工接缝设在下一跨的10m处（L／5附近），之后继续施工下一跨然后重复施工，移动模架施工工艺流程如下：
（1）移动模架在起始孑L拼装就位，施工50+10m跨混凝土梁，此时移动模架支撑在前后支撑托架上；混凝土达到强度后，张拉完毕。移动模架混凝土施工有其特殊性，本标段箱梁采用的是C50高性能混凝土，胶凝材料是用P．I52．5硅酸盐水泥和高掺量的粉煤灰和矿粉掺和而成。所以混凝土和易性好而粘性大，这对于移动模架整体内模来说无疑增大了施工难度。混凝土配合比设计坍落度为，在施工中必须对坍落度进行适时调整，因为混凝土的浇注顺序是先底板再腹板最后顶板，而7m宽的底板混凝土必须从3m高的腹板注入，这就要求浇注底板时混凝土坍落度相对放大以提高流动性。然而在浇注腹板时必须减小坍落度以减少初凝时间，保证混凝土不向底板过多淤积，也为后面顶板浇注打好基础。
（2）后推进吊架在桥面支撑，并安装吊挂装置吊住后推进吊架的下滑梁；中央吊架在桥面支撑并安装吊挂装置吊住移动模架主梁；前支撑横梁在墩顶支撑；收回前、后支撑托架的承重油缸，解除机械锁紧螺母及对拉精扎螺纹拉杆；启动横移顶推油缸，使前、后支撑托架与桥墩分离（钢立柱同时拆除）。
（3）前、后支撑托架吊挂在移动模架的主梁下部走道上，利用纵移油缸顶推前、后支撑托架前进至下一桥墩；前、后支撑托架上的横移油缸回收使前、后支撑托架与桥墩就位（钢立柱同时安装好）；张拉前、后支撑托架的对拉高强精轧螺纹钢筋；后支撑托架上的承重油缸与移动模架的主梁顶紧。
（4）后推进吊架、后支撑托架、前支撑梁的油缸回收使移动模架主梁底部的轨道落放在支撑滑道上。
（5）解除中央吊架的吊挂装置；拆除底模中缝的连接，同时开动前、后支撑托架及后推进吊架两侧的横移机构；同步开动水平千斤顶将造桥机主梁及外侧模、底模等向外侧移动。
（6）解除后推进吊架上的吊挂装置；使后推进吊架下走行轮作用在桥面铺设的走行轨道上；启动后支撑托架上的纵移油缸，循环伸缩使模架前移一跨。
（7）开启横移机构，模架横移至合架及后推进吊架两侧的横移机构；同步开动水平千斤顶将造桥机主梁及外侧模、底模等向外侧移动。
6、结束语
移动模架施工还涉及安全、质量、设备等多方面管理工作，具体还要考虑后吊架张拉精轧螺纹钢预留孔的设置及混凝土冬期养护等许多细节问题。在上海隧桥工程中，双幅桥采用两台移动模架同时错位施工，需考虑两台设备间的干扰问题。为确保工期，我们通过精心组织、合理安排，在冬季在箱梁内采用蒸气加热养护。最快一跨循环过程为14天，比预想工期提前一个月完成了30个跨箱粱的施工，确保了上海长江大桥的顺利贯通。
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