新型移动模架施工技术的创新与运用
公路２０１１年５月第５期
ＨＩＧＨＷＡＹ
Ｍａｙ．２０１１
Ｎｏ．５
文章编号：０４５１一０７１２（２０１１）０５一００７１一０６中图分类号：ｕ４４５．４６３文献标识码：Ａ
新型移动模架施工技术的创新与运用
毛志坚
（广东省长大公路工程有限公司
广州市５１１４３１）
摘要：简要介绍了传统移动模架的主要结构形式和特点，并在此基础上总结了传统移动模架施工法的优缺点。通过广深沿江高速公路深圳段第三合同段成功研制并运用的新型移动模架，对传统移动模架的技术难题进行了总结，并针对所提出的难题在新型移动模架中提出了解决措施。通过在实际工程中的成功运用，说明此新型移动模架的发明和创造对于实际工程施工具有重要的意义。
关键词：移动模架；新型移动模架；箱梁；施工
预应力混凝土梁桥的施工方法通常有整体施工法、悬臂施工法、顶推法等‘¨。近年来，移动模架施工法的应用逐渐增多，此法特别适合多跨箱梁结构的规模化施工，尤其是在我国特大型桥梁的引桥中大量采用。
柱或承台上的，故在移动模架的安装过程中可省去地基处理、打拔桩、试压等相关的基础处理工序。同时，由于移动模架施工操作简便、机械化程度高、劳动强度低、施工周期短、快速高效，成本低廉且不受施工场地限制，故更有利于施工质量、安全和成本的控制及保障。鉴于以上优点，此法在多孔等跨箱梁
１移动模架施工技术
１．１
桥中已得到广泛应用并取得良好的综合效益。
虽然具有上述优点，但是传统移动模架的特点决定了其只适宜进行等高度连续或简支混凝土梁的原位现浇施工。但目前多数桥梁在设计中通常会采用变幅箱梁结构，即使是多跨规模化箱形梁桥施工中也存在大量的宽梁墩及变幅情况，已有的移动模架也是不能适用的。无法适应宽梁墩及变幅梁等一些复杂箱梁施工的状况，在很大程度上就会限制移
复合式移动模架基本无影响
移动模架的主要结构形式和特点
移动模架的结构主要由支腿机构、支承桁梁、内
外模板、主梁提升机构等组成。根据其承载结构系统的不同，可分为上行式、下行式和复合式移动模架［２］。
三种形式移动模架的特点比较见表１［２］。
表１移动模架特点比较
比较内容桥下净空施工场地支撑位置
上行式移动模架无影响不受限制墩顶或梁顶
预埋件
可纵移、横移，不
走行方式
受下部墩身及已浇梁段的影响
稳定性适用条件
较差
大跨度，峡谷高墩
较好
墩高大于６ｍ
很好大跨度，高墩
纵移
纵移、横移节约设置
下行式移动模架净空高度大于６基本不受限制承台顶或墩上
ｍ
动模架在桥梁工程中的运用。
另一方面，在墩高大于６ｍ的箱梁浇筑时，多采用下行式移动模架。但此种移动模架在前移过程
不受限制可视具体情况
中，为避免墩身对模架模板等部分的阻碍，以模架中部为界的两侧梁体和模板必须是处于各侧墩身外边界以外的；模架横移及打开前、后状态如图１所示。这就要求在前移前，模架两侧梁体和模板需沿支承牛腿向两侧横移、打开。若桥墩宽度较大即横移量亦较大，相应的必然需要较长的支撑系统。由于起支撑作用的牛腿是一种较高的组合型悬臂结构，过大的悬臂长度将使牛腿产生过大的受力和变形，结
１．２移动模架施工法的优、缺点
由于移动模架支撑结构是支承在桥梁梁顶、墩
收稿日期：２０１ｌ—０４一０２
构安全无法满足相应的要求。以上因素决定了此种移动模架只能用于窄墩，即横桥向尺寸较小墩的箱
公路２０１１年第５期
梁施工。这又在一定程度上限制了此类移动模架的使用。
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（ａ）合模状态
单位：ｍｍ
嘞开模状态
图ｌ模槊横移、打开前后状态示意
某些情况下，在综合考虑了施工工期、造价、质量、安全等施工关键因素和各项综合效益后，采用移动模架法进行施工将优于其他施工方法；但是，传统的移动模架在施工工艺、技术方面又存在一定的缺陷，限制了其优势的发挥，在很多情况下不能完全适用。随着桥梁建设的全面、深入发展，对移动模架的设计和施工技术的要求也将越来越高。为了满足桥梁建设发展的要求，更加突出移动模架施工技术的优势以创造更大的综合效益，移动模架施工技术的创新也迫在眉睫。２工程背景
广深沿江高速公路深圳段第三合同段目前正在进行施工，该工程在海中有３５跨３０ｍ双幅预应力混凝土箱梁结构，即共需完成７０跨３０ｍ单幅箱梁混凝土浇筑施工。箱梁所处施工作业处水域的常水位水深为６ｍ左右，其墩柱的承台面处于水面以上。考虑到该工程施工工期要求紧、造价较低等情况，右幅７２号～９０号墩共１８跨，左幅７８号～９０号墩共１２跨箱梁采用移动模架进行施工。两幅箱梁均为弯弧、变宽侧倾结构，如图２所示，梁宽最大为
２４．０１
度大、结构变化多且复杂，与传统移动模架的匹配性及适应性差，采用传统移动模架施工的难度相当大。因此，针对结构的实际情况及移动模架施工特点，需要对移动模架施工技术进行创新并进行运用。３移动模架技术创新难题及相关解决方法
目前需要解决移动模架在宽梁墩、变幅箱梁上使用的技术难题，为其在此类箱梁上的运用创造条件。上述所提广深沿江高速公路深圳段第三合同段右幅７２号～９０号墩及左幅７８号～９０号墩的３０ｍ跨箱梁是具有代表性的、典型的宽梁墩、变幅多跨规模化施工的箱梁结构。为了克服传统移动模架的使用缺点，解决实际使用中的技术难题，本项目开展了移动模架施工技术攻关和创新工作，研制了新型移动模架，成功解决了传统移动模架使用的技术难题，使移动模架施工技术在此项目中顺利应用，创造了巨大的综合效益。
３．１
新型与传统移动模架之间的对比
新型移动模架在基本组成上与传统移动模架相
同，但具体构造形式根据工程实际情况进行了实质性的改造。两者之间的对比情况见表２。３．２新型移动模架基本工作原理
新型移动模架的支撑系统作用在承台下部，利用梁体系统承受箱梁结构的浇注荷载，利用模架系统作为支架和模板进行箱梁混凝土浇筑，如图３所示。本新型移动模架的施工工艺流程如图４所示。
ｍ，沿浇筑方向逐步变小，梁宽变化最大差值
为５．ｏｍ；箱梁两侧倾斜高差最大为６０ｃｍ，墩柱最大宽度约为１４ｍ。箱梁纵向设置了单向坡度，其前后两端纵坡最大高差约为１．２ｍ。与通常采用移动模架施工的箱梁结构不同，此处箱梁及墩柱结构宽
２０１１年第５期毛志坚：新型移动模架施工技术的创新与运用
单位：ｃｍ
图２箱梁及墩柱横桥向结构形式示意
表２移动模架系统对比
模架类型新型移动模架
基本组成部分两者相同；组成部分为：下部支撑系统、梁体系
传统移动模架
统、模板系统、移动系统
牛腿
２个边粱
下部支撑系统悬挑梁＋支柱
梁体系统２个边梁＋１个中粱
模板系统脚手架体系
移动系统
横移采用手拉葫芦或连续千斤顶牵引，纵移采用滚轮驱动
液压杆体系
车驱动
横移采用液压牵引，纵移采用滚轮台
下部支
图３移动模架横桥向布置
移动模架的前移方式是，利用驳船作为运载工具，将前移方向最后面的下部支撑系统移至移动模架将要到达的下一个墩承台上进行安装，按此方式
依次将下部支撑系统交替前移至下一个墩承台。梁体系统及其上模架系统在下部支撑系统上逐跨前移，如图５所示。梁体的前移是通过横移和纵移实
公路２０１１年第５期
现的，两侧边梁分别向边侧横移后再纵移，中梁只需纵移。梁体横移通过手拉葫芦或连续千斤顶施力，采用滑移方式进行。纵移通过滚轮系统进行，滚轮下设置可调节滚轮标高的千斤顶，来调节模架前端的抬起高度，使模架顺利进入下一个支撑系统。为方便模架前移，在模架前移后再进行墩身横系梁和下一跨箱梁的同步后浇施工，充分利用模架主梁作为后浇施工平台。
３．３新型移动模架对传统技术难题的解决方法３．３．１宽梁墩结构的横移和纵移
对于宽梁墩结构，若采用传统移动模架，横移长度必定会过大。在模架横移和纵移过程中，承受较大荷载的大悬臂牛腿结构是不安全的。新型移动模架在承台上采用了整体式悬挑梁作为悬臂承载结构，使悬臂承载能力加强；由于中间梁体和其上模板不需横移，则梁体及模板的横移长度减小，从而使移动模架满足宽梁墩结构的横移和纵移受力要求。３．３．２相应予梁宽变化的结构改造
图４移动模架施工工艺流程
对于每跨梁宽的变化，传统移动模架是无法适
纵移方向
图５移动模架前移示意
用的。新型移动模架在中间设置了中梁及模板系统，并在两侧设置了悬挑型钢结构。随着梁宽的逐跨变小，悬挑型钢及其上的脚手架、模板也按箱梁结构尺寸要求逐步减小。通过中梁及相应模板系统的创新性改造，新型移动模架可适应箱梁截面宽度的变化。
３．３．３弯道上的结构调整
由于移动模架的梁体及模板均采用直线结构形式，因此在弯道平面内必然存在线形适应性问题。新型移动模架采用两种方式来适应弯道的变化以形成箱梁结构的平面线形。一种方式是横移梁体前后
两端，调整移动模架角度使移动模架适应弯道梁角度的变化；梁体下滚轮的位置也是可以调整的，以适应梁体角度调整时的位置变化。另一种方式是侧模板采用小段模板构成，通过小段模板微小的位置调整形成所要求的弯道梁平面线形，避免大块模板在弯道上产生较大折线和接缝的情况。３．３．４纵向高差的调节
由于每跨箱梁首尾两端的标高总差值达到了
１．２
ｍ，超过了移动模架上的脚手架顶托可调节的
高度，故对于每跨箱梁纵向标高的变化，不宜考虑采用脚手架顶托去调节。新型移动模架采用垫块支承
２０¨年第５期毛志坚：新型移动模架施工技术的创新与运用
悬挑梁，由垫块的种类和数量调节箱梁的纵向高差，解决了箱梁纵向高差调节的难题。３．３．５横向斜坡的构造设置
箱梁横向斜坡高差达６０ｃｍ，超过了脚手架顶托的可调高度，亦不能由顶托调节高差。此处横向高差通过设置不同高度的脚手架钢管来形成横向斜坡。由于横向高差数值在箱梁各截面处是不一样的，就增加了钢管设置的难度。为此，要按各排脚手架位箱梁截面的实际坡度值进行计算，求出每排脚手架中各根钢管的高度设置值，达到正确设置箱梁横向斜坡的目的。
３．３．６结构协调性的处理
新型移动模架梁体及模板系统是由三部分组成的，即两侧边梁和中梁。纵移过程中，三部分各自分开；混凝土浇注过程中，三部分需要形成变形协调的整体。因此在承受混凝土浇注荷载的过程中，移动模架存在三部分整体协调性问题。对该问题采用两种方法解决：一种方法是通过计算确定合理的梁体构造，使不同部分在结合处的挠度和变形接近；第二种方法是三部分间采用搭接方式连接，使结合部形成共同受力的整体，保证结合部受力的协调性。边、中梁间搭接方式如图６所示。
图６边、中梁闻搭接示意
３．３．７下部支撑结构的拆、装
传统移动模架下部支撑结构利用浮吊进行拆、装的吊装工作。拆、装工作的难点在于支柱拆除，这是因为支柱拆除需要在已浇箱梁的下方进行，导致浮吊没有足够的操作空间完成吊装作业。新型移动模架系统利用卷扬机和手拉葫芦等吊装设备，采用荡移和滑移等方式将支柱移出承台，下放至工作船，然后再利用浮吊完成其安装工作。边支柱处于箱梁翼板下方，其拆除工作有一定的操作空间。因此，边支柱利用设在梁上的卷扬机作为吊装工具，对支柱进行接力式荡移，完成其拆除工作。边支柱荡移拆除方式如图７所示。由于中支柱上方没有足够的操作空间，而是通过轨道将其滑移出承台范围，再利用挂在梁顶的手拉葫芦将其下放，完成拆除工作。中支柱滑移拆除方式如图８所示。
单位：ｃｍ
图７边支柱荡移拆除示意
图８中支柱滑移拆除示意
４新型移动模架的运用
本新型移动模架在广深沿江高速公路深圳段第
三合同段进行了运用，在右幅７２号～９０号墩及左幅７８号～９０号墩两部分３０ｍ跨箱梁中各使用一
公路２０１１年第５期
套移动模架进行箱梁浇筑施工。在移动模架的墩位拼装、定位工作完成后，并在第一跨混凝土浇筑前，对移动模架进行了１０５％的超载试压及应力、应变测试。试压及测试结果表明：移动模架受力符合安全要求，各部位应力、变形均符合相关设计及施工规范要求。目前，两套移动模架已顺利完成近一半箱梁混凝土浇筑施工。该新型移动模架各项经济、技术指标见表３。
表３新型移动模架备项经济、技术指标
自重／ｔ
自重；粱重
位时间／ｄ
８２０
Ｏ．５
１．５
了探索和突破，并取得了成套技术创新成果。该套设备的关键技术是采用低置、整体悬挑梁和支柱结构代替分离式高支牛腿结构；采用独立式边、中梁和模结构代替离合式边梁和模结构；采用其他各种相应的构造和操作技术使移动模架顺利完成了宽梁、墩及变幅箱梁的浇筑施工，解决了移动模架在宽梁、墩及变幅箱梁中运用的多项技术难题，成功实现了移动模架在宽梁墩及变幅箱梁的浇筑施工中的运用。
本项技术创新成果的取得和实际运用的成功，
移动及定一跨总工期／ｄ
１５
操作人数／（人ｆ套）
２２
解决了传统移动模架在实际施工中的问题，满足了复杂桥梁结构施工的需要，丰富了移动模架的结构形式，拓展了移动模架的使用范围，减少了使用移动模架施工对桥梁结构形式的限制。在需要综合考虑工期、造价、质量、安全等多项经济、技术指标上时，使更多桥型结构可以选择移动模架施工法进行施工。同时，本移动模架施工新技术在实际运用过程中，安全性好，操作方便，具有很强的实用性，值得广泛运用和推广。因此，本新型移动模架施工技术的发明和创新，对今后的桥梁工程建设具有十分重要的意义。
注：１．自重包括置于模架上的所有所用设备Ｉ
２．梁重为模架所浇筑最重跨粱的重量；
３．操作人数指正常使用过程中对模架进行操作的人员数，不包括模架拼装过程中的额外人数，也不包括箱梁浇筑施工人员数。
新型移动模架的运用情况表明，该新型移动模架构造简单，受力明确，适用性好，不需使用复杂、昂贵的机械设备，使用安全，操作方便、灵活，造价节省，各项经济、技术指标均优于传统移动模架，具有很高的实用价值。
参考文献：
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［２］李维生，冯晓波．预应力混凝土箱梁移动模架施工方
法探讨口］．内蒙古农业大学学报，２００８，２９（１）．
５新型移动模架的关键技术及创新意义
在广深沿江高速公路深圳段第三合同段研制、开发的新型移动模架，对传统移动模架的重要技术进行
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新型移动模架施工技术的创新与运用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
毛志坚， MAO Zhi-jian
广东省长大公路工程有限公司,广州市,511431公路HIGHWAY 2011(5)
参考文献(2条)
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2. 李维生;冯晓波 预应力混凝土箱梁移动模架施工方法探讨[期刊论文]-内蒙古农业大学学报 2008(01)
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