客专移动模架预压施工

谌萌兵

1 工程概况

北京—石家庄铁路客运专线,采用的是无砟轨道,设计时速为350 km。其中位于河北省保定市清苑县的冉庄龙泉河特大桥16-40 m现浇梁采用下承自行式移动模架施工。移动模架采用郑州大方桥梁机械有限公司生产的DXZ40/1300下行自行式移动模架。该模架由主框架总撑(由并列的2组纵梁及9组底模支撑梁组成)、外模系统、内模系统、墩旁托架、前辅助支腿、中辅助支腿、后辅助支腿、液压系统、电气系统及辅助设施等部分组成。

简支箱梁系单箱单室,箱梁顶宽12 m、底宽5.15 m、梁高3.75 m(中心处),每孔混凝土方量429.2 m3。所有简支箱梁均按直线制作。曲线上简支梁采用中矢法布置,通过调整梁缝的方法拟合平面曲线。

2 模架预压

2.1 预压目的

对移动模架加载预压是整个安装过程中最关键最重要工作之一,是梁混凝土浇筑之前,对机体的强度、刚度(节点变形、弹性变形、非弹性变形、主梁挠跨比、侧弯)、稳定性(主梁移位、倾斜、动态状况)、构件连接、模板结构及质量一次全面检验,为安全施工和箱梁的线形控制提供参考数据。

通过预压消除结构非弹性变形,同时取得移动模架弹性变形的实际数值,得出荷载—挠度曲线,并检验设计计算结果,调整预拱度,以求得混凝土梁施工的准确参数。

2.2 预压步骤

因移动模架采用梁式承力结构,结构简单,受力明确,在移动模架拼装完成后,结构不再变动,故只在首跨施工时进行预压试验。预压加载按混凝土浇筑顺序进行,即按先底板、后腹板、最后翼缘板、顶板顺序进行加载。

移动模架拼装完成后,首先根据厂家提供的计算书中的理论挠度值进行预拱度调整。由于横梁与主梁固定,故调整每组横梁上的4个可调支撑系来调节底模标高。模板预拱度调整完成后,做好预压测量观测点标记与记录后即可进行预压试验。预压重量取梁体重量的110%。为保证预压荷载的合理分布,模拟混凝土浇筑顺序进行加载,共五级加载：第一级加载底板钢筋混凝土重量、第二级加载腹板钢筋混凝土重量、第三级加载翼缘板钢筋混凝土重量、第四级加载顶板钢筋混凝土重量、第五级增加施工荷载的10%。每一级加载后均测量模架上的观测点标高两遍。

第一步：预压前对移动模架观测点进行布置,同时对其进行观测,见图1。观测点在纵向上设置三排,横梁上一排,主梁上左右各一排,每排10个点。

第二步：第一级加载采用砂袋模拟底板混凝土重量,其加载示意图见图2。

第三步：第二级加载采用砂袋模拟腹板混凝土基本浇筑完成,翼缘板与顶板尚未浇筑状态下受力状态,其加载示意图见图3。

第四步：第三级加载采用钢筋模拟箱梁翼缘板混凝土浇筑完成时的状况,其加载示意图见图4。

第五步：第四级加载采用水进行预压,模拟箱梁顶板混凝土浇筑完成时的状况,其加载示意图见图5。

第六步：第五级加载也采用水进行预压,模拟预压施工过程中最不利的受力状态：超载预压。超预压荷载取梁体重量的10%,其加载示意图见图6。

完成第五级加载后应持荷观测24 h。按加载后12 h,24 h各观测一次。

2.3 卸载

卸载观测是“加载预压”的重要一环,通过各级荷载的卸载观测可推算出移动模架在各级荷载作用下的弹性变形量与残余变形量,卸载观测过程与加载观测过程相反,其过程如下：

状态(五)→状态(四)→状态(三)→状态(二)→状态(一)→初始状态。

2.4 预拱度设置

对测量资料进行整理、分析,得出非弹性变形值、弹性变形值。扣除非弹性变形后的底模实际下挠值与厂方提供的理论挠度值进行对比,修正理论计算预拱度值,以此作为第一孔箱梁浇筑时的一期恒载作用下移动模架变形值。实际施工下挠指导值取左右钢箱梁及横梁下挠值的平均值,并以该值绘制出平滑曲线图即为施工下挠指导值曲线。施工下挠指导曲线相应值的相反数即为各点底模的预拱度值。以等载预压的实测挠度值、张拉及混凝土收缩徐变引起的理论上拱值计算而设定的第一片梁的预(反)拱值,可能在实际施工中达不到理想的效果。因此,第1孔箱梁在施工中分别在浇筑混凝土前后进行观测、记录模架变形,以便在第2孔微调模架预拱度,来消除模拟状态和实际状态不同而带来的预拱度偏差,达到理想状态。

3 结语

移动模架具有施工质量好,施工操作简便,不受河流等影响的优点。施工周期可达14 d一孔。移动模架预压是移动模架施工中相当重要的一环,直接影响到预拱度的设置,关系到桥梁的质量和线形,在施工中不可轻视。

[1]范 军,李伟军.自行式移动模架法现浇40.6 m简支箱梁施工技术[J].国防交通工程与技术,2006(4)：43-50.

[2]郝晓康.移动模架施工客专箱梁的拼装和预压施工技术[J].山西建筑,2007,33(20)：153-154.