超跨径小曲线富水区段移动模架行走过跨施工技术研究

刘奖

(中交第二航务工程局有限公司第五工程分公司，武汉 430012)

1 工程概况

G15沈海高速海口段新海互通主线桥第3联至第10联位于富水区沼泽地，综合实地作业条件，设计第3联至第5联、第7至第10联为移动模架现浇箱梁施工，其中第6至第10联段处于最小平曲线半径R=410 m，第6联上跨规划路上部结构采用42 m+50 m+41 m跨径变高现浇连续箱梁，不采用移动模架施工跨径，移动模架需纵移通过此连续梁。移动模架施工段落采用下行式移动模架进行现浇箱梁作业[1]。

2 施工技术难点

针对移动模架施工完第5联后需跨越超模架极限跨径第6联后施作第7至第10联，较传统模架施工存在以下技术难点：（1）模架过跨跨径超限；（2）小曲线段过跨纵向导梁偏移量超限；（3）富水区沼泽地模架拆装转场场地受限。

3 移动模架介绍

移动模架采用MSS32(30 m)下行非自行式移动模架，模架系统主要由牛腿、滑移小车、主梁、鼻梁、横梁、外模及内模组成。每一部分都配有相应的液压机电或机械系统。移动模架全长70.5 m，前后鼻梁为桁架结构，长17.2 m。主梁为钢箱梁，长38.4 m，高2.53 m，宽1.48 m。施工最大跨径32 m，适合桥墩（台）净高（梁底至承台顶）＞8.63 m，整机重480 t，主材最大（应力)安全系数及整机（行走时）稳定系数（抗倾覆）≥1.5[2]。

4 施工方案

4.1 总体部署

在施工到第5联后，在第6联连续梁跨中位置安装临时支墩，临时支墩采用C50混凝土扩大基础+φ711 mm钢管支腿+56#工字钢横梁组成，并且安装牛腿与行走装置，使移动模架顺利平稳过跨到第7联第一施工段制梁。第6～10联R=410 m曲线段，考虑到移动模架前移时前导梁偏移量达2.19 m，即在鼻梁与主梁连接位置设计鼻梁旋转装置，在过跨过程中，通过旋转鼻梁一定的角度来顺利过渡到前墩的台车上，实现顺利行走过跨。

4.2 施工工艺流程

总体施工工艺流程图如图1所示。

图1 总体施工工艺流程图

4.3 施工要点

4.3.1 下部构造验收合格

移动模架过跨前须对行走段下部构造进行验收，经验收合格后进行相应的过跨作业。

4.3.2 临时支墩基础放样

第6联共计3跨，下构墩柱间距分部为18#与19#墩间距42 m、19#与20#墩间距50 m、20#与21#墩间距41 m。综合移动模架施工安全跨径分析，模架过跨前行相邻牛腿间间距小于1/2模架总长（约37 m），即临时支墩分别于18#～19#墩、19#～20#墩、20#～21#墩跨中两侧模架开模行走线路上设置，单幅共6个。临时支墩基础测量放样采用莱卡1201高精度全站仪进行[3]。

4.3.3 基础换填

因第6联地处富水区沼泽地，即临时支墩基础施工前须进行基础抛石换填，换填深度2 m，范围较基础边线超换宽不小于1 m，换填后承载力不小于120 kPa。

4.3.4 基础施工

临时墩基础采用5 m×5 m×1 m（长×宽×高）C25扩大混凝土基础，顶板设φ14 mm间距10 cm×10 cm网片。混凝土基础顶面钢管位置预埋830 mm×20 mm钢板。

4.3.5 临时支腿安装

临时支腿系统主要由以下4部分组成。（1）钢管桩：采用φ711 mm×10 mm螺旋焊钢管，与混凝土基础顶面预埋钢板连接。（2）钢管桩连接：钢平联、钢纵联各设置3层，分别采用工16a型钢，纵向加设剪刀撑。（3）主纵梁：采用2片工56a型钢，焊接在钢管桩桩帽上，作为纵梁支撑。（4）横向分配梁：采用2片工56a型钢铺设在主纵梁上，作为架桥机吊机后轨的支撑。支架纵断面设计详见图2。

图2 支架纵断面结构图

临时墩（4根立柱）满足160 t承载力要求，顶面满足16 t水平推力要求。支架搭设施工中注意以下事项：（1）单个临时支墩钢管桩共设2排，每排2根，管桩间距3 m，排距3 m；管桩长度根据混凝土基础顶面实测高程、移动模架主梁底或行走小车顶高程确定，纵向横梁之间采用8#槽钢结合22#螺纹钢制作作业平台及临边防护，确保人员高空作业安全。（2）钢管桩施焊过程中，测量应严格控制其垂直度。（3）钢管桩与混凝土基础顶面预埋钢板焊接牢固，焊缝10 mm铰缝焊，所有焊缝均采用E4303焊条焊接，各主要构件的拼接焊缝质量达到GB 50205—2020《钢结构工程施工质量验收标准》中二级焊缝标准。

4.3.6 牛腿安装

牛腿是全机的承载主力，坐落于承台之上，四周与墩柱支撑固定。安装前复核牛腿横梁的标高、中距和水平。牛腿吊装至设计高度及位置后，将牛腿横梁和牛腿支腿与墩柱固定。

4.3.7 行走装置安装

行走装置分别为牛腿上的行走小车和临时支墩上的液压顶，是全机运行主力。吊装小车就位，并试推移动。

4.3.8 初步行走过跨

1）竖向落模

移动模架落模前，检查液压机电系统是否工作正常，还应检查墩顶模板是否已拆除完毕。在确认各项工作已全部就位后，打开电源，在指挥人员统一指挥下，启动主顶升液压缸，缓慢加压利用顶升油缸落模，使主梁下移带动模板脱离桥身，顶升油缸带动主梁继续下落至小车滚轮上。

2）横移开模

拆除横梁中间的螺栓，使横梁从中间分开，检查确保所有横梁无连接，起顶牛腿上横移油缸，左右两边同步将主梁以及横梁和模板系统向外平移，横移开模距离以横梁能让开墩身为准，此时锁定横移液压缸，左、右横移步幅偏差严禁超过0.5 m，以防止左右受力不均。

3 ）纵向移动

在指挥人员统一指挥下，启动纵移液压缸，缓慢加压，顶推造桥机纵移，当造桥机纵移到位后，锁定纵移液压缸。左右幅主梁及模板系统前后步幅差严禁大于1 m，以防止因前后抗倾覆横梁受力不均，发生损坏。

4.3.9 鼻梁旋转装置调整

为满足最小平曲线R=410 m，主鼻接头位置通过增加旋转装置，即主鼻梁处铰接并增加液压千斤顶，实现鼻梁水平旋转，过孔时，根据平曲线的设置要求来多次调整主鼻梁角度实现纵移，详见图3和图4。

图3 鼻梁旋转装置调前

图4 鼻梁旋转装置调后

4.3.10 二次行走过跨及鼻梁旋转装置调整

鼻梁旋转装置角度调整后纵移时在跨中位置临时支墩作为支撑，在临时支墩上通过纵向液压系统完成纵向辅助移动，多次调整鼻梁旋转角度多次纵移，达到顺利纵移过孔。期间测量通过预设控制点进行安全监控全程跟踪，及时进行临时支墩沉降、位移及模架纵横位移变化监测。

4.3.11 合模顺利过跨

模架纵移至指定位置，打开横移液压缸，开始向内横移带动外模合拢，就位后再连接横梁连接销，完成纵向顺利过跨。

5 施工工艺创新及施工优势

通过对超跨径小曲线富水区段移动模架行走过跨施工技术研究及应用，较好地解决了模架过跨跨径超限、小曲线段过跨纵向导梁偏移量超限、富水区沼泽地模架拆装转场场地受限的难题，较传统主鼻梁栓接曲线段无法过跨、重复拆装转场倒退过跨或搭设满堂架行走通道，降低了设备拆装转场成本，减少了施工干扰，降低了安拆风险，同时有效缩短了施工工期。

6 结语

G15沈海高速公路海口段新海互通主线桥富水区沼泽地第3联至第10联的成功应用，解决了工程实际技术、安全难题，降低了施工风险，节约了施工成本，达到了“安全、优质、高效、创新”的工程目标。为移动模架超跨径、小曲线、富水区域施工提供了理论依据、技术支持以及实用技术，促进和推动了桥梁技术安全的发展和全面进步，具有较大的推广价值。