MSS移動(dòng)框架主梁拼裝技術(shù)

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摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了mss移動(dòng)模架的結(jié)構(gòu)組成及其在施工中的應(yīng)用，重點(diǎn)就其現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工方案進(jìn)行講解。

關(guān)鍵詞：MSS移動(dòng)模架，主梁拼裝，施工方案

1.工程概況

蘇通長(zhǎng)江公路大橋D2合同段位于南引橋區(qū)，起迄點(diǎn)樁號(hào)為：K21+967.00～K23+617.00。上部構(gòu)造采用跨徑50m預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)箱梁，梁高2.8m，單箱單室。單幅共分三聯(lián)，每聯(lián)11孔。箱梁頂面設(shè)有2％的橫坡。橋位處于水陸兩地，陸地30孔，水上3孔，最大水深3米，由于地處長(zhǎng)江河道入海口，受潮水影響非常大。墩身高度13.725m~48.344m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際及投標(biāo)承諾，該工程上部結(jié)構(gòu)采用與挪威NRS公司聯(lián)合開發(fā)研制的移動(dòng)模架施工。

2.移動(dòng)模架概況

移動(dòng)支撐系統(tǒng)（MSS）主要由牛腿、主梁、橫梁、后橫梁、外模及內(nèi)模組成。每一部分都配有相應(yīng)的液壓或機(jī)械系統(tǒng)。各組成部分及結(jié)構(gòu)功能如下：

1.托架：托架俗稱牛腿、三角結(jié)構(gòu)。通過(guò)墩身預(yù)留孔（孔徑：80cm*100cm）插入墩身，附著在墩身上。它的作用是支撐主梁，把主梁上的荷載通過(guò)牛腿傳遞到墩身上。每個(gè)牛腿頂部滑面安裝有天車。并配有兩對(duì)20t橫向自動(dòng)移動(dòng)液壓千斤頂。一個(gè)450t豎向自動(dòng)液壓千斤頂，一個(gè)縱向移動(dòng)液壓千斤頂。主梁嵌在天車上。為減少主梁在縱向移動(dòng)時(shí)與天車接觸的摩阻，天車上裝有聚四氯乙烯滑板，通過(guò)三向液壓系統(tǒng)使主梁在板橋向、順橋向及豎向高度上正確就位。

2.主梁：滑模主梁為一對(duì)鋼箱梁。鋼箱梁的斷面尺寸為1.824×3.438m，長(zhǎng)度63m，分為六節(jié)——8.5m＋11.5*3m+11m+9m））。節(jié)間由摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接。為使主梁在順橋向由上一孔滑移至下一孔，主梁前、后兩端配有橋架式鼻梁，長(zhǎng)21m。主梁是整套滑模的承重部件，重約360t。主梁上開有窗口，橫梁由此置入主梁，窗口內(nèi)設(shè)有豎向液壓千斤頂、機(jī)械千斤頂及橫向千斤頂。鋼橫梁通過(guò)壓力系統(tǒng)與主梁鉸接，主梁承受由橫梁傳遞來(lái)的外模、內(nèi)模及上部結(jié)構(gòu)的施工荷載。

3.橫梁：整套滑模共有18對(duì)橫梁，橫梁為“H”型，鋼結(jié)構(gòu)尺寸為35cm*90cm*900cm，每對(duì)橫梁為銷連接，橫梁間距3.6m，橫梁上沒有銷孔，以便安置外模支架。橫梁通過(guò)主梁內(nèi)的壓力系統(tǒng)，可進(jìn)行豎向、橫向調(diào)整。

4．外模：外模由底板、腹板、肋板及翼緣板組成。底板直接鋪設(shè)兩相鄰橫梁間與橫梁相對(duì)應(yīng)。每對(duì)底板沿橫梁銷接方向由普通螺栓連接。連接外模板縫實(shí)為外模中軸線。底板總寬6.5m。腹板、肋板及翼緣板也與橫梁相對(duì)應(yīng)，并通過(guò)在橫梁設(shè)置的模板支架及支撐來(lái)安裝。

5.內(nèi)模：本工程模架內(nèi)模自行設(shè)計(jì)加工。

3.滑模施工原理及工藝流程

MSS滑移模架的滑移及模板的安裝調(diào)整是以"液壓"為動(dòng)力，以液壓千斤頂為工作機(jī)具，在液壓控制裝置的控制下，通過(guò)液壓千斤頂?shù)捻斖疲瑥亩瓿芍髁旱木臀弧M梁的調(diào)整及內(nèi)外模的安裝和調(diào)整。施工前，首先編制好施工技術(shù)方案。購(gòu)置專用設(shè)備、機(jī)具，租賃大型吊裝設(shè)備。滑模按如下工序進(jìn)行施工：托架（牛腿）的組裝，主梁的拼裝及有關(guān)施工設(shè)體機(jī)具的就位→托架吊裝→主梁吊裝及主梁就位→安裝橫梁→鋪設(shè)底板、安裝模板支架→安裝外腹板及翼緣板、底板→內(nèi)模施工。

滑模現(xiàn)場(chǎng)組裝質(zhì)量的好壞，直接影響到箱梁施工的工程質(zhì)量、進(jìn)度及施工安全。其中移動(dòng)模架主梁作為系統(tǒng)的主要應(yīng)力支撐系統(tǒng)，在整套系統(tǒng)中所處的地位十分的重要，但是由于移動(dòng)模架主梁為大截面箱型鋼制構(gòu)件，具有體積大，重量重等特點(diǎn)，對(duì)于拼裝施工機(jī)械設(shè)備的要求及現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)的影響相當(dāng)大。因而選擇一種最佳主梁拼裝施工方案尤為重要。

本工程所采用移動(dòng)模架主梁、前、后鼻梁的分節(jié)長(zhǎng)及分節(jié)重如下表所示：

圖3.1-1移動(dòng)模架主梁及前、后鼻梁分節(jié)拼裝平面布置圖

圖3.1-2后鼻梁、主梁、前鼻梁分塊重心布置示意圖

主梁及前、后鼻梁加的重心位置距后鼻梁端部54.59m，與其中心位置相差6.61m。

圖3.1-3主梁及前、后鼻梁拼裝完成后重心與中心相差示意圖

主梁截面尺寸為1.824×3.438m，前鼻梁截面尺寸為1.992×3.494m，后鼻梁截面尺寸為1.812×4.52m，如圖3.1-3所示。

圖3.1-4主梁及前、后鼻梁截面示意圖

主梁各梁段之間用高強(qiáng)螺栓連接，前鼻梁各梁段之間用高強(qiáng)螺栓連接，主梁、前、后鼻梁之間用銷子連接。

牛腿托架加推進(jìn)小車高5.766m，全長(zhǎng)7.822m，托架單個(gè)重22.75t，推進(jìn)小車單個(gè)重5.25t。

4.方案比選

針對(duì)此套滑模特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際，MSS移動(dòng)模架主梁的拼裝初步擬有三個(gè)方案：方案一（支架法）為現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)貝雷支架，采用2臺(tái)50t履帶吊分節(jié)段拼裝主梁、前后鼻梁，然后采用4臺(tái)100t千斤頂調(diào)整到位，牛腿托架在前、后鼻梁及主梁拼裝前采用吊車吊裝就位；方案二為用精扎螺紋鋼整體提升前、后鼻梁及主梁到位，牛腿托架采用支架拼裝然后橫移就位；方案三（卷?yè)P(yáng)機(jī)提升法）為用卷?yè)P(yáng)機(jī)整體提升已在地面拼裝好的前后鼻梁及主梁，牛腿托架采用支架拼裝然后橫移就位。

三種施工方案優(yōu)缺點(diǎn)分析表4－1

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

方案一

（支架拼裝法）1．一次性安裝到位，工藝簡(jiǎn)便。

1．支架材料消耗多；施工時(shí)間長(zhǎng)；受外界因素影響較大；

2．需要大型起吊設(shè)備配合作業(yè)；臺(tái)班費(fèi)用支出大；

3．高空拼裝作業(yè)，施工困難，安全性較差。

4．牛腿安裝受支架搭設(shè)位置影響較大

方案二

（千斤頂頂升法）1．地面拼裝，操作方便安全；拼裝質(zhì)量有保證；1．液壓千斤頂噸位要求比較高，設(shè)備不易獲取，工作過(guò)程中各千斤頂同步性較難把握，且千斤頂行程有限，主梁安裝到位需頂升多次，安全性低；

2．橫向?qū)菁y鋼剛性較大，搖擺或震動(dòng)都可能造成斷裂損壞以及支架系統(tǒng)的傾倒。

3．施工時(shí)間長(zhǎng)；受外界因素影響較大；

方案三

（卷?yè)P(yáng)機(jī)提升法）1．地面拼裝，操作方便安全；質(zhì)量有保證；

2．整體一次性吊裝就位，有利于縮短工期；

3．利用鋼管樁支架設(shè)精軋螺紋鋼做提升保護(hù)裝置，安全有保障；

4．牛腿采用滑移法就位，避免了與吊裝空間位置沖突；

5．支架材料可重復(fù)利用。1．由于重心偏位，起吊時(shí)有前后擺動(dòng)現(xiàn)象，施工安全性較低；但準(zhǔn)確計(jì)算重心位置可以緩解。

2．需另行加工扁擔(dān)梁、吊架

3.起吊同步性較難控制。

5.現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工

最后通過(guò)對(duì)以上三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較之后，我部確定采用第三個(gè)方案進(jìn)行主梁的拼裝及吊升。

5.1場(chǎng)地布置與基礎(chǔ)處理

⑴地基處理

在113＃、112＃、111#墩墩身兩側(cè)進(jìn)行地基處理，地基沿墩身兩側(cè)分塊處理用于放置貝雷支架，單個(gè)分塊平面尺寸為1.5×3.4m。地面用推土機(jī)推平并鏟除表面土，用碾壓機(jī)壓實(shí)后鋪10cm厚二灰土做墊層，再在硬化后的二灰土上澆注5cm厚C15號(hào)混凝土做基礎(chǔ)。

在處理好的地基上鋪設(shè)貝雷桁架用以支撐梁段以便于梁段連接施工，每?jī)善惱子?0cm花架組成一組，每段梁下面安放兩組，貝雷花架距離梁端距離除前鼻梁第一段為4.5m外，其余為1m。

⑵鋼管樁吊裝平臺(tái)搭設(shè)

在112＃、113＃墩兩側(cè)打設(shè)φ630×8mm鋼管樁，作為整體吊裝主梁的平臺(tái)基礎(chǔ)。每個(gè)吊裝平臺(tái)有四根鋼管樁，沿橫橋向距墩身0.5、4.5m，沿縱橋向間距為4m，對(duì)稱布設(shè)在墩身中線兩側(cè)。距墩身0.5m的鋼管樁通過(guò)膨脹螺栓固定在承臺(tái)上，另外兩根鋼管樁打入土內(nèi)。每根主梁設(shè)兩個(gè)吊點(diǎn)，則需要搭設(shè)兩個(gè)吊裝平臺(tái)，其場(chǎng)地處理如圖5.1-1，吊裝平臺(tái)平面布置及立面布置分別如圖5.1-2和圖5.1-3所示。

圖5.1-1貝雷支架布置圖

圖5.1-2鋼管樁吊裝平臺(tái)平面圖

在鋼管樁頂沿橫橋向布設(shè)兩排2H450型鋼，單根長(zhǎng)5m；2H450型鋼與鋼管樁之間焊接，其中一排2H450型鋼用于安放2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)的吊勾，另一排2H450型鋼中間留一定空隙，用鋼板聯(lián)結(jié)，其中間能通過(guò)精軋螺紋鋼以便吊裝前、后鼻梁及主梁，以作為卷?yè)P(yáng)機(jī)吊升過(guò)程中的保險(xiǎn)措施；2H450上鋪設(shè)I32做分配梁，單根長(zhǎng)5m，間距0.5m；在I32上鋪設(shè)6mm厚鋼板，用于布設(shè)卷?yè)P(yáng)機(jī)和便于人員行走，注意鋼板鋪設(shè)時(shí)讓出2H450型鋼上的操作空間。

鋼管樁沿順橋向打設(shè)［16剪刀撐及平連，剪刀撐及平連豎向?yàn)?道，間距5m。

圖5.1-3鋼管支架布置立面圖、側(cè)面圖

5.2主梁安裝

主梁組裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)沿模設(shè)計(jì)圖紙，嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行操作，對(duì)于高強(qiáng)螺栓連接面，仔細(xì)檢查，逐一進(jìn)行表面處理，使其達(dá)到應(yīng)有的摩阻系數(shù)。高強(qiáng)螺栓連接，采取初材、終抒，循環(huán)重復(fù)操作，使每一高強(qiáng)螺栓都達(dá)到設(shè)計(jì)扭矩值，并對(duì)扭矩扳手定期進(jìn)行標(biāo)定，保證連接面的受力強(qiáng)度，防止工程事故隱患，對(duì)質(zhì)量和施工安全有影響的構(gòu)（配）件必須剔除或經(jīng)過(guò)處理，合格后方可使用。具體步驟如下：

⑴安裝第一節(jié)主梁到貝雷支架上；

⑵在靠近連接點(diǎn)的滑軌下分別布置一個(gè)10噸的千斤頂，共計(jì)4個(gè)；

⑶調(diào)整第一節(jié)主梁到正確的標(biāo)高；

⑷用楔塊楔住主梁，放松四個(gè)千斤頂；

⑸再次檢查第一節(jié)主梁的標(biāo)高確保還處于正確位置；

⑹在貝雷支架上安放第二節(jié)主梁，與第一節(jié)間距10mm；

⑺用千斤頂調(diào)節(jié)第二節(jié)主梁的標(biāo)高，安裝兩節(jié)主梁間的連接板，先不必?cái)Q緊；

⑻用楔塊楔住第二節(jié)主梁，放松四個(gè)千斤頂；

⑼檢查第二節(jié)主梁的標(biāo)高，確保相對(duì)第一節(jié)處于正確位置；

⑽使用轉(zhuǎn)角法擰緊第1、2節(jié)主梁間的螺栓設(shè)計(jì)扭矩值。順序?yàn)閺倪B接板的中間向外側(cè)依次施擰；

⑾重復(fù)6-10步驟將每?jī)晒?jié)主梁連接在一起。

5.3前鼻梁安裝

具體步驟如下：

⑴使用2臺(tái)吊車吊裝第一節(jié)前鼻梁，易于調(diào)節(jié)角度完成陰陽(yáng)連接處的安裝；

⑵正確使用墊片，安裝銷栓，連接主梁與鼻梁的下弦；

⑶插入襯板，使用36mm筋扎螺紋鋼緊固上弦連接法蘭，共5根筋扎螺紋鋼；

⑷第一節(jié)前鼻梁松鉤,吊裝第二節(jié)前鼻梁；

⑸插入銷軸，連接第一、二節(jié)鼻梁的下弦；

⑹插入襯板，使用36mm筋扎螺紋鋼緊固上弦連接法蘭，共4根筋扎螺紋鋼；

⑺第二節(jié)前鼻梁松鉤，吊裝第三節(jié)前鼻梁；

⑻插入銷軸，連接第二、三節(jié)鼻梁的下弦；

⑼插入襯板，使用36mm筋扎螺紋鋼緊固上弦連接法蘭，共4根筋扎螺紋鋼；

⑽第三節(jié)前鼻梁松鉤,通過(guò)增減上弦連接處的墊板來(lái)調(diào)節(jié)前鼻梁的縱向坡度。

⑾安裝張拉工作平臺(tái)。

5.4后鼻梁安裝

具體步驟如下：

⑴使用2臺(tái)吊車吊裝后鼻梁，易于調(diào)節(jié)角度完成陰陽(yáng)連接處的安裝；

⑵正確使用墊片及安裝銷栓連接主梁與鼻梁的下弦；

⑶調(diào)解后鼻梁的縱坡與主梁一致；

⑷將連接板焊接到主梁的頂部，即完成后鼻梁與主梁的連接；

5.5牛腿托架安裝

牛腿托架加推進(jìn)小車高5.766m，全長(zhǎng)7.822m，托架單個(gè)重22.75t，推進(jìn)小車單個(gè)重5.25t。由于托架呈三角形且有一定高度，拼裝放置不穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)在113#、112＃墩身兩側(cè)搭設(shè)牛腿托架安裝三角支架進(jìn)行支撐。按圖紙要求將牛腿托架在支架上安裝好，支架中心同墩中心，支架位置避開主梁拼裝架位置。在支架底部安裝滑船和滑移軌道，用于牛腿托架就位，支架搭設(shè)高度應(yīng)嚴(yán)格控制，以免牛腿托架不能準(zhǔn)確在墩身預(yù)留孔內(nèi)就位。牛腿托架安裝及滑移支架見圖5.5-1、圖5.5-2所示。

圖5.5-1牛腿托架安裝及就位支架、軌道立面圖

圖5.5-2牛腿托架安裝及就位支架、軌道側(cè)面圖

托架置入墩身預(yù)留孔時(shí)，應(yīng)對(duì)托架頂面用水準(zhǔn)儀抄平，以便使天車在板面上順利滑移。為防止墩身兩側(cè)托架在受力時(shí)傾覆，兩側(cè)對(duì)穿精軋螺紋鋼拉緊，以防失穩(wěn)。

5.6主梁和前、后鼻梁整體吊裝

在每個(gè)鋼管樁頂平臺(tái)上布設(shè)2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，用于提升前、后鼻梁及主梁，卷?yè)P(yáng)機(jī)吊勾放置在焊接在一起的2H450型鋼上。主梁提升吊架由I32、［32型鋼和扁鋼吊帶組成，布置形式見圖5.6-1。在中間留縫隙的2H450型鋼上布設(shè)由2I16型鋼加工成的扁擔(dān)梁，每個(gè)平臺(tái)上放置4個(gè)扁擔(dān)梁，用于穿布Φ32精軋螺紋鋼，作為主梁和前、后鼻梁整體吊裝時(shí)的保險(xiǎn)裝置。精軋螺紋鋼吊在主梁和前、后鼻梁上的扁擔(dān)梁亦由2H450和2I16型鋼組成具體布置形式見圖5.6-2。

主梁吊裝高度超過(guò)拼裝設(shè)計(jì)標(biāo)高30cm以上，然后安放在2I36型鋼上，2I36型鋼臨時(shí)焊接在已經(jīng)焊接好的牛腿上，以便牛腿托架安裝就位，牛腿托架就位后，用卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊前、后鼻梁及主梁，割除鋼管樁上的臨時(shí)牛腿，下放至牛腿托架上，然后將前、后鼻梁及主梁橫移就位，及時(shí)安裝橫梁連接。

4.結(jié)束語(yǔ)：

采用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升法進(jìn)行移動(dòng)模架主梁拼裝，利用企業(yè)自身?yè)碛械某Ｒ?guī)設(shè)備，降低了施工難度。具有施工平穩(wěn)，安全可靠，拼裝時(shí)間短，使用輔助設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)，減少了人力物資的浪費(fèi)，在滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求的同時(shí)，既保證了工程質(zhì)量，又能加快施工進(jìn)度，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)同類型的現(xiàn)場(chǎng)施工有一定指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

⑴交通部第一公路工程局.公路施工手冊(cè)（橋涵）.北京：人民交通出版社，2000

⑵《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）

⑶《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）