ZQM900型移动模架堆载施工工艺

刘艳锋

中铁十七局集团第一工程有限公司 山东青岛 266000

1 概述

随着高速铁路在我国迅速崛起和发展，进一步加速了铁路的高速化、重载化和多式运输的主体化，进而实现铁路网的现代化。在特定条件下的施工过程中，整孔大体积（900吨）箱梁大量投入使用。

为了规避大体积（900吨）箱梁制运架设备和场地资金投资大的问题，尽力提高投资的有效性。移动模架制梁技术得到大力推广。

在初次使用移动模架时，应科学严格的进行预压试验，以便将试验数据与计算值进行对比，确定弹性变形是否与计算相符，同时取得非弹性变形数据指导后续梁跨施工预拱度设置。现就广深港客运专线ZH-2标xxx特大桥79#～80#墩ZQM900型移动模架堆载计算及底模线型调设进行说明。

2 移动模架制梁预压施工控制

2.1 线型控制

移动模架在混凝土浇注过程中会使钢箱梁等主要支撑构件发生变形下挠，为此需要预先根据移动模架整机支撑系统的刚度，计算在各种工况下的下挠值，以便在浇注混凝土前提前调整模架，设置反拱度以使成桥状态接近设计线型。

移动模架实际施工前，应制定移动模架线型控制方案，在实际施工过程中，采用预压观测结果进行预留拱度设置。

2.2 移动模架预压及预拱度设置

移动模架拼装完成后，在首孔箱梁施工前必须进行堆载预压，以消除模架拼装的非弹性变形。测量主梁、横梁等不同部位的弹性变形，计算出施工荷载下的弹性变形，根据箱梁张拉后的上拱度，再计算出模架底模的预拱度值。同时，在施工过程中应检查各部位联结的强度、稳定性，检验模架的安全性能。

首次堆载按最大施工荷载的1．1倍预压，预拱度为箱梁设计反拱度值与模架弹性变形之代数和。模架弹性变形应根据预压变形测量结果绘制沉降曲线，并结合模架的设计拱度和实际变形来确定。施工时，也应对首孔箱梁分别在浇注混凝土前、后测定和记录模架的变形，以便在后续箱梁微调模架预拱值，来消除模拟状态和实际状态不同而带来的预拱度偏差。

2.3 工艺流程

布点并初测→加载50%→观测并记录→加载100%（最大施工荷载的1．1倍）→观测并记录→持荷24小时→卸载50%→观测并记录→卸载100%→观测并记录。

3 工况条件

堆载预压：采用分级加在预压的方式，分别在主箱梁、底模、翼模上布置观测点，进行挠度测量。

为保证预压荷载的合理分布，采用等荷载砂袋预压。堆载过程及荷载分布模拟砼浇筑顺序进行。箱梁张拉后底板反拱参照设计给定的二次抛物线，结合模架弹性变形量进行分配计算，跨中为反拱峰值，其他部位将横坐标代入二次抛物线坐标方程计算。

根据梁型图可知混凝土梁的总重量为819．05吨，我们在堆载试验时按混凝土梁重的1．1倍（即900吨）进行堆载。

3.1 理论混凝土梁载荷分布

如图1所示。

3.2 实际堆载载荷分布

如图2所示。

3.3 示意图说明

（1）上图中所标注的尺寸均为毫米计；

（2）梁截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与纵向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相对应；

（3）图中堆载砂子总重为900吨，湿细砂计算密度取1．5t/m3。

4 观测点布置

观测点位置见观测点平面布置图。

图2 实际堆载载荷分布

5 堆载过程控制

5.1 堆砂范围及装砂工具

用挖掘机向吨袋内装砂，挖掘机每斗装砂为一方，故吨袋每袋装砂为一立方，重为1．5 t，且吨袋装砂高度为1米左右。纵向总长32．6m为堆码砂袋的有效范围，堆载砂袋的范围为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ截面。故需要装砂袋600袋。

5.2 堆载砂袋不同位置数量的控制

将Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ截面导至模板内的模型。其中Ⅰ中底板装砂面积为 5．79m2，腹板装砂面积为 4．69m2，翼缘板装砂面积为 4．65m2，阴影部分面积为1．54m2。Ⅱ中底板装砂面积为10．3m2，腹板装砂面积为5．21m2，翼缘板装砂面积为4．65m2，阴影部分面积为1．54m2。Ⅲ中底板装砂面积为 13．17m2，腹板装砂面积为 5．4m2，翼缘板装砂面积为4．65m2，阴影部分面积为3．45m2。

①Ⅰ纵向范围内堆载

底板堆载砂袋数：5．79×23．6＝137袋

腹板堆载砂袋数：4．69×23．6＝111袋

翼缘板堆载砂袋数：（4．65+1．54）×23．6 ＝ 146 袋

②Ⅱ纵向范围内堆载

底板堆载砂袋数：10．3×6＝62袋

腹板堆载砂袋数：5．21×6＝31袋

翼缘板堆载砂袋数：（4．65+1．54）×6＝37袋

③Ⅲ纵向范围内堆载

底板堆载砂袋数：13．17×3＝40袋

腹板堆载砂袋数：5．4×3＝16袋

翼缘板堆载砂袋数：（4．65+3．45）×3＝24袋

5.3 堆（卸）载顺序的控制

堆载顺序是模拟箱梁浇筑砼的顺序。先底板，后腹板，再翼缘板；延模板纵向方向，由两端向中间，左右对称分三层进行。卸载顺序则反之。

6 沉降观测控制

6.1 加载观测

加载分2次观测，即堆载50%、堆载100%。第一次（堆载50%）：Ⅰ截面底板加载完毕，再加载腹板范围60袋砂袋，并将其平均分布，即完成Ⅰ截面50%堆载；Ⅱ截面完成底板加载，即近似完成Ⅱ截面50%堆载；Ⅲ截面完成底板加载，即近似完成Ⅱ截面50%堆载。之后，持荷3小时，进行第一次观测。第二次（堆载100%）：第一次观测完，随后连续不断进行均匀加载，直至加载100%，持荷一天，进行第二次观测。按照两次观测变形数据作好原始记录。

6.2 卸载观测

卸载分2次观测。第一次卸载50%，第二批卸载100%，与加载顺序亦反之。按照两次观测变形数据作好原始记录。

6.3 进行数据整理

（1）原始数据整理

开始加载前对观测点（预先作好标记，便于观测）进行初测，并作好初测高程的记录，记录数值记作a。再当加载至计划堆载值的50%时，对观测点进行观测，并作好观测点高程的记录，记录数值记作b。以后加载直至100%，作好观测点观测，并作好观测点高程的记录，记录数值记作c。卸载至50%时，并作好观测点高程的记录，记录数值记作d。直至卸载至100%，作好观测点高程的记录，记录数值记作e。故而,堆载塑性形变值n=a-e; 加载直至100%形变值m=a-c。原始数据是移动模架底模线形调设的基本依据。

（2）弹性形变值（w）

由原始数据可以计算出弹性形变值w，即w＝m-n。

（3）调整后弹性形变值（w1）

由移动模架结构和观测点位置不难看出，观测点是关于模板纵向中心线对称的。故以关于模板缝对称最大变形观测点作为研究对象，以线路纵向作为x轴，以高程方向y轴，建立直角坐标系，根据计算出弹性形变值w绘制两条曲线。再根据绘图法求出渐近方程，即为调整后弹性形变曲线。依据该弹性形变曲线求出相应观测点调整后弹性形变值w1。

（4）张拉反拱值（h）

根据图纸张拉后所给的最大起拱值出现于跨中为17．4cm，及边界起拱为0的边界条件，切定张拉起拱方程，再根据起拱方程求出观测点相应起拱值h。

（5）预拱值（Δh）

根据前面求出的调整后弹性形变值w1和张拉反拱值h，求解预拱值Δh＝w1-h。

7 结语

移动模架推进拼装工艺在特殊地理条件下与传统的支架拼装和整体吊装施工工艺相比，很好地解决了由于场地受限制、平面高差大、整体拼装困难的问题，体现了很高的实用性和经济性，同时降低了施工成本、缩短了施工周期。