1、1现浇连续梁滑移模架（MSS）施工技术杨利全 张运书 晁庚奇 （中铁十八局集团有限公司 天津 300222 ）摘 要：主要介绍滑移模架系统的构造、工作原理、施工工艺及在济南顺河高架桥中的应用。关键词：移动支撑系统 施工连续梁1工程概况由中铁十八局集团公司承建的济南顺河高架桥北延工程第三合同段，全线采用高架桥形式，主线桥全长 1483，上部结构设计为五孔一联的大悬臂单箱单室断面纵、横向预应力砼现浇连续箱梁，共 11 联 51 孔，实行逐孔浇筑逐孔张拉，跨径30，箱高 1.5，单幅顶板宽 12.24，底板宽 5.5，箱梁顶板悬臂 2.62，单孔箱梁砼 220 3，重量约 5800KN。该桥顺西泺河
2、而建，河宽 22，有 36 孔连续梁位于河道上，采用传统的碗扣式满堂支架施工方法难度较大。根据该桥的地理环境和等截面连续梁的结构特点，对各种跨河方案进行比选，引进了两套滑移模板支架系统（Move Support System，简称 MSS）逐孔现浇造桥设备，采用奥地利 VCE 技术制造，该系统在施工中取得了优异效果。2基本构造本系统从下至上由牛腿、推进平车、主梁、横梁、外模、内模及后横梁组成。各组成部分结构和功能简介如下：2.1 牛腿：牛腿为三角形结构，附着在墩身上并支撑在承台顶面上。牛腿共配有三对，每对重约 15 吨，它的主要作用是支撑2主梁，将施加在主梁上的垂直荷载通过牛腿传递到承台上，移
3、动时墩身也承受部分水平推力。每对牛腿在箱梁纵轴线处用高强螺栓连接，以抵抗系统在工作中产生的翻转力矩。三角形结构的下部设四根型钢支柱，型钢支柱分 2m、1m、0.5m、0.2m 不同高度以调整牛腿高程。 2.2 推进平车：推进平车是移动支撑系统滑移、调整的关键部分，设于牛腿顶部滑面上，各平车配有一台 25 吨行程 500横向移动液压千斤顶、一台 280 吨行程 350竖向位自锁式液压千斤顶和一台 25 吨行程 1200纵向移动液压千斤顶。主梁在施工时支撑在竖向千斤顶上，移动时支撑的滑移支柱上，滑移支柱的上表面安有聚四氟乙烯滑板，以减小纵向移动的摩擦系数。每对牛腿上设两套推进平车。系统的纵移、横移
4、均为滑动式，通过液压千斤顶交替动作来实现。2.3 主梁：滑移模架支撑系统主梁为一对钢箱梁。钢箱梁断面的宽和高尺寸为 1.4m2.2m，长度为 38.01m，分为三节组成，每节长 12.67m。节间用高强螺栓连接。主梁两端设有鼻梁，每个长为 14m， 起到支架向下一孔移动时的引导和承重作用。2.4 横梁：横梁为桁架结构，设在两主梁之间，间距 3.75m，两端与主梁联接，中间设计为分合形式，上弦杆采用 2 个高强螺栓连接，下弦杆采用 4 个高强螺栓连接。横梁上设外模板支撑梁，同一断面上每对横梁间为销连接，外模板支撑梁上设有销孔，以安置外模支架。横梁通过液压系统进行竖向和横向调3整。2.5 外模：外
5、模由底板、腹板、肋板及翼缘板组成。底板分块直接铺设在横梁上，并与横梁相对应，沿桥轴线一分为二，该系统纵移时可分开，以避开墩身。底板沿横梁销接方向由普通螺栓连接。腹板、肋板及翼缘板由这部分带丝杠的外模板支撑梁支撑，并通过丝杠调整定位。2.6 内模：采用型钢骨架上铺组合钢模板系统，钢骨架全部采用丝杆连接，操作方便，易于安装拆卸。2.7 后横梁及后吊杆：用于每联第二孔及以后各孔，后横梁置于已完箱梁尾端，用千斤顶顶起后横梁带动吊杆，将主梁悬挂在上一施工段箱梁的悬臂端，防止前后施工段箱梁混凝土出现错台，梁体事先按设计位置预留吊杆孔。吊杆采用 8 根32 精轧螺纹钢筋，通过两个 280 吨液压自锁千斤顶施
6、加顶力。3组装预压滑移模架系统现场组装精度的高低，直接影响到施工的质量、进度及安全生产。在组装时，严格按照钢结构施工技术规范进行操作，对于高强螺栓连接面，逐一进行表面处理，使其达到应有的摩阻系数。高强螺栓连接，采取初拧、终拧，循环重复操作，使每一高强螺栓都达到设计扭矩值，并对扭矩扳手定期进行标定，保证连接面的受力强度。3.1 牛腿的组装牛腿呈三角形且有一定高度，拼装时应先做一支架支撑在4牛腿外缘，防止倾覆。安装牛腿时在牛腿顶面用水准仪抄平，保证牛腿的水平精度不超过 5mm，以便使推进平车在牛腿顶面上顺利滑移。3.2 主梁安装主梁在陆地桥跨内组装，根据现场起吊能力采用搭设临时碗扣支架将主梁分段吊
7、装在牛腿和支架上。组成整体后拆除临时支架。也可将全部主梁组装完成后用大吨位吊车整体吊装就位。主梁安装时节段间连接用的高强螺栓要达到设计扭矩值，22 高强螺栓设计扭矩为 700Nm，16 高强螺栓为264Nm。3.3 横梁及外模板的拼装主梁拼装完毕后，进行横梁拼装。横梁桁架与主梁间、两片横梁间均用高强螺栓连接。顺桥向用支撑螺旋丝杠和剪刀撑连接。待横梁全部安装完成后，主梁在液压系统作用下，横桥向、顺桥向依次准确就位。在墩中心放出桥轴线，按桥轴线方向调整上横梁，并用高强螺栓连接好。为保证两片横梁能正确对接，与主梁连接处的螺栓不能拧的过紧，待横梁间对接螺栓拧紧后方可拧紧主梁根部的连接螺栓。曲线施工时，
8、上横梁需延沿径向作微小调整，以满足平曲线的要求。3.4 外模板拼装横梁拼装完成后进行模板拼装。首先拼装底板，然后是模板横肋和支撑螺旋，最后拼装腹板和翼缘板。滑移模架系统拼5装时要求各部件之间连接可靠，拼装完后要通过认真地全面检查，确认安全可靠后方可使用。3.5 预压模板安装好后进行预压，预压采用砂袋加载，重量为梁体自重的 1.2 倍。预压的目的：（1）检验各构件受力后的安全性，检查各个系统在各种工况时，构件应力与应变实测值与理论值的差异；（2）消除系统结构的非弹性变形；（3）确定施工预拱度。整个荷载试验按模拟施工荷载的方法进行。根据36、30、24三种施工工况下的施工荷载进行预压，对主梁及外模
9、板的变形及关键部位应力进行观测，主梁测点布置在横梁位置。主梁变形观测结果如表 1 所示。主梁变形观测结果表（） 表 1测点 工况 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11理论 4 13 27 38 42 41 35 23 8 6 20工况一实测 4 12 26 36 40 40 33 20 6 4 18理论 11 2 8 17 23 24 22 16 7 0 7工况二实测 9 0 6 16 21 22 20 15 5 0 4理论 12 2 10 20 27 29 26 19 8 4 15工况三实测 10 0 7 18 24 27 25 16 5 3 14表注：工况一为第一施工段，工况二为
10、第二、三、四施工段，工况三为第五施工段。从表中数据可看出，主梁实际应变值同理论值基本相同，最大应变值为 4.2，满足使用要求。4施工工艺64.1 施工工艺流程图(见图一)4.2 系统操作系统的操作主要包括落架、横移、纵移、主千斤顶顶升就位、调整等。简易操作规程如下：图一4.2.1 卸落模架：梁体砼浇筑、养护、张拉完成后，主千斤顶稍微顶升，以松自锁螺旋装置，千斤顶回油，模架随着整体下落，主梁下落到推进平车的滑移支柱上。4.2.2 解开横移：解除横梁中间联接，用 25横移液压千斤顶拉动平车使模架分离并对称外移，直至底模能顺利通过墩身由前孔滑移就位，横向合并牢固施工测量，调整位置及高程清理模板，绑扎
11、底、腹板钢筋，布置预应力钢束支立内模绑扎顶板钢筋，布置顶板预应力钢束浇筑混凝土及养生张拉预应力钢绞线落架、横向拉开滑移至下一孔压浆7为止。4.2.3 纵移：通过推进平车上的纵移千斤顶卡住主梁下部销孔推动主梁前移，逐销孔交替工作，将支架滑移至下一施工段。4.2.4 合并横移：通过横移液压千斤顶横移主梁使横梁合拢，上高强螺栓。4.2.5 顶升就位：安装后横梁及千斤顶，穿紧轧螺纹，顶后横梁，主千斤顶顶升使主梁就位达到控制标高，用翼板支撑丝杠调整翼板模板高程。4.3 关键技术4.3.1 标高控制：滑移模架系统施工标高控制是较复杂的工作，其预拱度设置是施工中重点，该系统的挠度值主要有四部分组成：一是梁体
12、混凝土自重产生的挠度值；二是系统主梁在砼浇注后产生的变形；三是由后悬臂吊杆产生的挠度值（浇注第二孔以后各孔时方考虑此值） ；四是预应力钢束张拉产生的反拱值，支点间按抛物线计算；另外还有牛腿沉降产生的沉降值。根据以上五种因素计算出每根横梁位置的变形值，通过调整横梁来设置预拱度来调整模板标高。在施工中及时测出实际变形值，及时调整下一施工段的标高。4.3.2 曲线段外模板的调整：针对本合同段的两处大半径平曲线（分别为 R=2000m 和 R=5000m）施工，为保证施工质量和外观美观，外模及上横梁沿径向水平向外做微小移动，以保证箱梁内外翼缘的平滑性。为此，将外模板沿施工方向分为三大组，8与上横梁一起
13、作径向移动（在 2000m 半径上移动最大 80mm，在5000m 半径上最大约移动 16mm） ，组间设楔形钢板，并用平头螺丝固定在横肋间的方木上。待曲线段施工完毕进入直线段施工后，将楔形钢板取出，用螺栓将两片模板拧紧复位即可。4.3.3 每个伸缩缝两侧翼板加肋的制作：梁体翼板在伸缩缝处设计加肋，在施工到此处时需将侧翼缘板钢模拆除，在外模骨架上预设挂篮，架设 H25型钢纵梁，在型钢纵梁上铺小方木，用竹胶板现场制作此处加肋模板。4.3.4 模架的前移：模架的横向分合状态及纵向位置状况见图二及图三。事先安好已定高度的第三对牛腿，按前述操作规程进行卸落模架解开横移纵移合并横移顶升就位调整标高，然后
14、按前述施工工艺流程做好各工序工作。全部工序经验收合格后浇筑箱梁混凝土。图二4.3.5 砼浇筑：箱梁混凝土整孔一次浇筑完成，由悬臂端向已9浇梁段推进。每一孔箱梁悬臂端翼缘板位置设置八个吊杆预留孔。针对 25m、27m 及 29.5m 的非标准段的施工，移动模架主梁上设若干个支点位置，以满足不同工况下的施工要求。10图三5施工周期表从表二可以看出，影响滑移模架施工进度的关键工序是钢筋绑扎、内模安装和砼养生增强。加快施工进度主要从这两道工序上争取时间，一是组成技术熟练的钢筋班，钢筋绑扎及内模安装从最初的 3 天缩短到 1.5 天；二是使用高效缓凝减水剂，梁体砼强度达 85%设计强度所需时间缩短到 2
15、.5 天（气温 20以上） 。通过以上措施，正常进度可达到 7 天一孔。施工周期表表二时间（天）工作内容 1 2 3 4 5 6 7 8滑移模架落架、滑移施工放样、模板调整钢筋绑扎、内模安装砼浇筑砼养生预应力张拉进入下一循环6效益分析济南顺河高架路北延工程第三合同段顺西泺河而建，主桥11全长 1483，总计 11 联 102 单幅孔，上部结构实际工期只有6 个月。根据工程实际情况，从技术先进性、可操作性、工期保证和经济效益上，我们选择了两种方案：北段 5 联 50 单幅孔有 33 单幅孔在水中，采用 MSS 滑移模架施工。南段 5 联 50 单幅孔采用传统的碗扣支架施工，跨河部分采用军用梁碗扣
16、支架组合支承系统。南北两段最后合拢于中间的简支梁孔。两种方案技术经济比较见表五。技术经济比较一览表 表五方案比较项目 军用梁碗扣支架组合系统 MSS 滑移模架系统 2 套承担任务量 5 联 50 单幅孔 11000 3砼 5 联 50 单幅孔 11000 3砼碗扣支架数量 3 个工作面 12 孔 1200，租赁费 18万/月，818144 万元 墩顶及伸缩缝处用 2064 式军用梁 550，使用费 235 元/月.，5508235103 万元 滑移模架加工 1 套 263 万元，租赁 1 套 53 万元计 316 万元地基处理 15厚碎石垫层计 200002，军用梁砼基础 240 3，合计 2
17、5 万元 不需方木数量 500 3，550120066 万元 零星用 20 3竹胶板 4500 2，45005023 万元 系统自带钢模板预压 每孔 0.8 万元计 40 万元 不需每孔工日数 每孔 650 个计 98 万元 每孔 320 个计 48 万元合计总投入 499 万元 370 万元每 M3砼摊销 454 元 336 元周转性材料回收 方木、竹胶板按 50%计，45 万元 设备按 30%折旧，184 万元每孔施工周期 10 天 7 天是否受地形、地基影响 受地形、地基影响大 不受地形、地基影响7适用范围 7.1 适用于河道或高墩身使用支架或其它施工方法不经济的情况下建造桥梁上部连续梁
18、，无需传统的碗扣支架，不限制桥下的净空，特别适合城市立交桥或高架桥施工。7.2 适用于多跨等截面连续梁。127.3 适合地面为软弱土层，支架地基处理困难且投资费用高，如海滩、河滩等地区修建的现浇砼连续梁桥。8结束语工程效益分析不是一个单纯的问题，每一个投资项目都必须摆在战略长远的角度来论证，特别是建筑企业的生存发展，具有本身的规率。随着国内建筑市场的逐步开放，建筑企业间的竞争越来越激烈，优胜劣态是必然的，其表现在：一是技术上的竞争，二是设备上的竞争。这次我们引进 MSS，能在济南顺河高架桥中成功应用，抓住了机遇，为吸收国际先进施工技术，提高公司职员专业技术素质创造了机会，推动了公司桥梁施工设备
19、现代化的进程，增强了公司在桥梁施工方面的竞争力。总结起来，MSS 滑移模架系统有以下特点：8.1 该系统机械化程度高，功能完善，整体移动，施工效率高。8.2 滑移模架主梁采用箱形钢结构，载荷能力强，抗弯刚度大，主梁工作时弹性变形为 L/750(L 为桥跨)，可事先根据梁体自重计算出预留的拱度，便于梁体线型和标高控制。8.3 滑移模架操作系统为工厂化生产，标准化作业，重复熟练的工序，无需传统的碗扣支架，使用辅助设备少，施工周期快，质量易于控制。8.4 该系统主梁为受力明确的简支梁体系，其弹性变形为已知量，施工预拱度可控可调。138.5 可利用滑移模架两侧的护栏设置防雨、防寒、防晒的顶棚围护措施，保证施工期间不受天气的影响。作者简介：杨利全（1976）：工程师，1994 年毕业于石家庄铁道学院。联系地址：山东省济南市天桥区清河路清河饭庄二楼转中铁十八局集团济南项目部邮 编：250034联系电话：13325116979
