MZ32型移动模架造桥机原位整孔制造预应力混凝土箱梁施工工法

造桥机原位整孔制造预应力混凝土箱梁的施工工法，是在预先安装于桥墩两侧的钢托架上，拼装带有模板的钢主梁(移动模架)，利用钢主梁承重，在预应力混凝土箱梁的设计位置上整孔现浇箱梁混凝土。经养护待初张拉预应力钢束箱梁能安全承受自重后，移动模架整体下降，脱去底模和外模。然后模架在墩旁托架上向前方移动一孔，再制造下一孔箱粱。预应力钢束终张拉可按施工组织的合理安排适时进行。而内模是在下一孔待制箱梁底腹板钢筋就位后，再从已制箱梁内用专用小车分段运出安装。MZ32型移动模架造桥机概图见附图。

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附图  M02型横架造桥机概图

    秦沈客运专线小凌河桥，设计为49孔跨径32m双线预应力混凝土箱梁，每孔混凝土量288m3重达720t。其中位于主河槽上的11孔箱梁，采用了MZ32型移动模架造桥机原位整孔现浇施工，第—次在铁路桥梁施工中取得成功。本项目为铁道部科技发展计划项目，已于2001年12月由铁道部科技司主持通过了评审验收。

    一、工法特点

    MZ32型移动模架造桥机原位制造箱梁的施工方法，集制、架梁为一体，不需要占用大量场地预制箱梁，节省了建场费用，也不需要大吨位箱梁的运输及起吊没备。与支架法原位制梁相比，不需要进行支架地基处理。尤其在高墩、软土地基区、跨越江河及道路的混凝土梁施工中更具优势。

   二、适用范围

    适用于现场原位整孔浇注跨度为20m、24m、32m的双线或单线预应力混凝土简支、连续箱梁的施工。

   三、工艺原理及技术性能

    (一)工作原理

    MZ32型移动模架造桥机，是利用支承在墩旁托架上的两组钢箱梁承重，在其上安装可调式底模和侧模，并配置专用内模和内模拆运小车，在桥墩上原位制造双线铁路预应力混凝土简支箱型梁或连续箱梁的大型桥梁施工机械(见图1)。主梁携带底模和侧模在墩旁托架上纵移，可逐孔完成位于直线或半径不小于1000m曲线上的多跨预应力混凝土箱梁的浇筑。更换相应的模板，可以原位制造跨度20～32m的预应力混凝土箱梁。

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图1 造桥机断面结构图

    (二)主要技术性能

    MZ32型移动模架造桥机主要技术性能如下：

    支承方式：    桥面下墩旁支承

    现浇预应力混凝土箱梁重量：    780t

    桥梁最小半径：    1000m

    动力：    380V，50Hz：4AC，60kW

    驱动方式：    模板手动螺杆微调，其余为液压油缸

    运输条件：    满足公铁路运输界限，单件重小于15.2t

    浇筑时允许最大风压：    1.0kN／m2

    移动时允许最大风压：    0.25kN／m2

    主梁最大挠跨比：    1／520

    前支点最大压力：    700t

    后支点最大压力：    710t

    模架横移速度：    0.46m／min

    模架纵移速度：    0.87m／min

    (三)关键技术

    MZ32型移动模架造桥机的关键技术在于造桥机的移动和模板的拆装移动，见施工工艺所述。

    四、施工工艺

    (一)移动模架制梁工艺流程

    造桥机制架箱梁施工工艺与普通的原位现浇梁施工的不同处在于造桥机的落架脱模、横移、纵移等。工艺流程见图2。

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图2 工艺流程图

    (二)造桥机移位工艺

    造桥机最大的特点是能够通过支承台车的动作，实现自行移动。移动过程如下：

    1．箱梁浇筑完成经预应力钢束初张拉箱梁已能安全承受自重后整体脱模。松开造桥机的侧向约束，再松开支承千斤顶的保险箍慢慢回油，四个千斤顶同步下落，误差必须控制在30mm之内。在自重作用下，模板与混凝土面脱开，箱梁重量由支座承受，造桥机主梁下平面轨道落到支承台车的轮面上。

    2．拆除底模中缝的连接螺栓和底模桁架对接处的螺栓，同时将施工平台上影响造桥机横向分开的约束拆除，上好支承台车上的安全反钩，将横移油缸与托架上横移轨道侧的横移孔相连，墩身两侧四个点同时开动横移油缸，同步将造桥机主梁连同上面所带的模板等向墩旁托架的外侧移动，待底模桁架的端部超过墩帽时，停止第一次横移。

    3．松开造桥机侧模上前后第三条接缝螺栓，将支承台车上的纵移油缸与主梁底的纵移用钢板上的纵移孔相连，开动已制梁前端两侧墩旁托架上的纵移油缸，同步将造桥机向前移动。

    4．造桥机导梁接近前方墩旁托架时，调整导梁的方向和高度，使主梁底面的轨道顺利落到台车轮面上，继续前移造桥机至墩旁托架上的支承千斤顶与主梁侧面的起顶位置在一条线上。

    5．开启墩旁托架上的横移油缸，造桥机向内横移，至合拢位置时，进行底模桁架的对接，上好底模中间接缝螺栓，恢复造桥机刚刚落架时的状态，准确调整造桥机纵向、横向位置后，解除主梁与支承台车间的安全反钩，开动支承千斤顶，顶升造桥机到设计位置，开始调整模板。

    (三)模板调整

    内模为纵向分段横向分块制造，栓接结构，浇筑梁体混凝土时设水平和竖向支撑。拆模时用专用台车及台车上的油顶，将每段内模的各分块分别拆下并收缩贴紧台车，可通过混凝土箱梁的端隔板孔运至下一孔待制梁安装。

    外模分段制造用螺栓连成整体，它通过螺杆支撑固定在主梁上，用螺杆可调整外模准确就位。外模和底模间用螺栓连接。

    底模铺设在两主梁间的横向桁架上，底模与横向桁架之间设有若干竖向螺旋顶，用以调整底模拱度，底模仅在桥梁纵向中心线处设置拼接缝由螺栓连接。可随主梁横向分开。

    (四)施工注意事项

    1．墩旁托架的安装质量直接影响支承台车的动作效果，安装前必须对支承托架的承台面进行抄平，托架底与承台面接触处不密贴的地方，用干砸砂浆填满，保证托架顶面两轨道的纵向高差不超过5mm，横向高差不超过10mm。

    2．为保证造桥机内模顺利从前一孔梁拖出，箱梁隔墙处需留一施工槽口，方便内模小车轨道的铺设和模板的进出。

    3．第一孔箱梁混凝土浇筑完成后，应立即实测造桥机主梁挠度，终张拉后应实测实际上拱度，以此调整底模反拱值。宜通过二、三孔箱梁的实测资料进行对比，不断调控使其箱梁上拱度达到设计要求。

    (五)施工周期

    正常施工周期见表1，为12d。最快曾达11d，平均为13d。

表1 施工周期

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   五、劳动力组织

    劳动力组织见表2。

表2 劳动力组织

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   六、机具设备

    主要机具设备见表3。

表3 主要机具设备

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    七、质量控制

    1．全过程监测造桥机受力时的挠度的变化情况，以便更好地设置底模上拱度，控制箱梁的线形。

    2．严格执行《秦沈客运专线桥梁制造与架设施工技术细则趴》和《秦沈客运专线桥梁工程质量检验评定标准》等规定。

    箱梁主要外形尺寸的允许偏差为：

    箱梁全长：    ±20mm

    箱梁跨度：    ±20mm

    梁高：    +10，   – 5 mm

    腹板厚度：    +10，  – 5mm

    顶板、底板厚度：    +10，– 0mm

    支座螺栓中心位置偏差：    2mm

    3．制定并落实质量保证体系。

   八、安全措施及施工注意事项

    1．认真执行有关安全操作规程。

    2．支承千斤顶工作时，必须上好保险箍。

    3．造桥机横纵移时，保持对称和同步，相差不得超过油缸的一个行程

    4．注意天气情况，风力大于六级时，不得进行造桥机的横纵移工作。

    5．对轧丝锚、电气、液压管路进行保护，防止施工误伤。

    九、效益分析

    造桥机原位制造大型预应力混凝土箱梁，不需要租用土地修建制梁场和存梁场，不需要大型运梁和吊梁设备和相应工序，避免了支架法原位现浇梁的地基处理、支架拼装、模板拆装等复杂的工作，减少了设备投入，减轻了工作强度，提高了工作效率，其施工方法填补了国内铁路桥梁施工方法的空白，很好地解决了大吨位箱梁的架设和跨越江河箱梁的施工问题。国内自制仅投资970万元，如从国外购买同类型的移动模架机械，约要投资3000万元社会及经济效益明显。

   十、工程实例

    20世纪50年代起源于西欧，70年代日本、美国先后采用，现已成为世界高架桥建设主要的建桥方法之一。国内曾在厦门高集海峡大桥、南京长江公路大桥引桥等处应用，秦沈客运专线小凌河特大桥上部结构为49孔32m双线简支预应力混凝土箱梁，主河槽范围内11孔箱梁采用中铁大桥局集团公司研制的MZ32型移动模架造机施工。移动模架造桥机原位整孔制造预应力混凝土箱梁，架梁周期可达到每孔12天，具有较高的效率，今后还可以在高速铁路的建设中推广应用。

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