论文部分内容阅读
【摘 要】交通运输业要发展,离不开各种技术的支持。移动模架法以其施工质量好、施工操作简便、经济效益高等特点,被广泛应用于公路桥、铁路桥的连续梁施工中。本文首先对移动模架法与其它施工方法相比的优点进行讨论,然后就其在应用过程中对桥梁的要求进行论述,最后就如何提高移动模架法的施工效率提出几点建议。
【关键词】移动模架法;桥梁;施工
引言
桥梁由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施四个基本部分组成。上部结构通常又称为桥跨结构,指的是桥梁支座以上(无铰拱起拱线或框架主梁底线以上)跨越桥孔部分的总称,是在路线中断时跨越障碍的主要承重结构,包括主梁、支座、桥面铺装、排水系统、防撞护栏。在这里主要讨论移动模架法在桥梁上部结构施工中的应用。
2 移动模架法的工作方法及优点
2.1 移动模架法的工作方法
移动模架造桥机主要由支腿机构、支承桁梁、内外模板、主梁提升机构等组成,能完成由移动支架到浇筑成型等一系列施工。它的工作方法:移动模架作为主要的承重结构,将桥墩作为临时支点支承梁体自重,在移动模架上完成模板调整、预拱度设置、绑扎钢筋、浇筑混凝土、张拉预应力索筋等,在完成一个孔模的施工后,移动模架落模,至下一跨就位,以此进行逐孔浇筑施工。采用逐孔施工能连续操作,设备的周转次数越多,体现的经济效益就越高。
2.2 移动模架法的优点
相对于其它施工方法,移动模架法主要有以下几点优势:1)施工质量好。采用标准化作业形式,在制造时,预先设置预拱度,而且每孔箱梁仅在0.2L位置设置一条细小的横向工作缝,能保证梁体的结构尺寸和整体性,有利于工程施工质量的控制。2)施工操作简便。移动模架在移动的时候,只需要十人左右就能完成,而且从一跨移至下一跨,只要五小时左右,比满堂式支架节约了时间和人工;由于工序重复,每段梁的施工工艺大致相同,所以很容易就能掌握施工要点。3)经济效益高。施工时与运营时的受力一致,无需另增施工受力钢筋,节约了建筑材料;既是现浇、预制逐孔施工设备,又是架梁、承重梁的施工设备,属于一机多用,重复利用率高,综合效益高;另外由于不需设置地面支架,施工不受河流、道路、桥下净空和地基等条件影响,所以在高墩、多跨的桥梁工程中,更能显现其经济效益。另外,移动模架法桥梁跨径选择多为30~50m,目前最大的跨径为62.5m。而且总长度一般超过500m以上经济性较好。4)移动模架法不需设置地面支架,施工安全、可靠,特别适用于桥下通航或者桥下交通不能中断的情况。5)机械化、自动化程度高,节省劳力,上下部结构可平行作业,缩短工期。
3 移动模架法施工对桥梁的要求
3.1 路线平纵断面
由于移动模架造桥机的主要承重部件一般要比一跨的直线钢箱梁长,当桥梁位于曲线上时,相当于桥梁按照切线布置或平分中矢布置;因此要求半径不能太小,如跨度50m时,曲线半径不宜小于600m。这对于铁路桥梁来说较易满足(一般跨度32m时曲线半径要求在500~600m以上),但公路桥梁位于小半径(R<200m)曲线上的情况较多,此时模架应采用分节铰接形式以适应小半径,但目前国内公路造桥机大多还限于采用直线模架横移来实现曲线桥的施工。对纵断面而言,纵坡不应过大(一般不宜大于3%)。
3.2 结构形式的选择
梁式桥因制造和架设方便的优点被广泛使用,在桥梁建筑中占有很大比例。梁式桥按照主梁的静力图式可分为连续梁桥、简支梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥的主梁是简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影响;连续梁桥的主梁是连续支承在几个桥墩上,在荷载作用时,主梁的不同截面上有的有正弯矩,有的有负弯矩,而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。所以当采用移动模架法施工时,对于简支梁桥,除非预应力采用单端张拉,否则需要考虑张拉空间的问题;而对于连续梁来说,采用单端张拉对梁部内力、应力影响不大,能够更好地适应移动模架造桥机的施工要求。所以,除了特殊情况(如地基条件不好等),一般应优先采用连续梁桥。
3.3 桥梁跨度及布置
采用移动模架法施工时,由于内模在进行自动拆装和行走时需要一定的空间,而且当桥梁修建好以后,还要考虑到检修的要求,所以桥梁的跨度不能太小,否则就难以满足上述要求。但是如果跨度过大,又会增加模架承重梁的自重,导致用刚量增加;而且一般对于大跨度桥梁(如64m以上)来说,都会选择设计为变高度连续梁(因为变高度梁可以大大减少跨中区段因恒载产生的内力,又符合梁的内力分布规律),在这个时候移动模架法的施工速度与挂篮悬浇施工法差不多,而且对模架走行、模板制作等要求较高,无法体现其优势。所以,采用移动模架法施工时,桥梁的跨度要控制在60m以下,最适宜的跨度是在30-50m之间时。
另外由于采用移动模架法施工连续架桥时,施工缝一般是设置在0.2L位置,如果等跨度分布的话,在加工第一跨的时候就要将模架承重梁的长度增加0.2L,这样不仅增加了承重梁的自重和用材量,對于其它跨的加工来说,根本发挥不了作用;所以最好将连续梁的边跨跨度设计为中垮的0.8。这样做还有一个好处,就是能使连续梁的边跨中弯矩与中垮中弯矩趋于一致。
4 关于提高移动模架法工作效率的建议
4.1 提高钢筋绑扎速度
采用移动模架法进行预应力混凝土梁的浇筑时,一般都是在模架内部完成钢筋的绑扎工作的,所以合理组织钢筋的绑扎工作,提高钢筋绑扎速度,对提高每跨梁的施工效率是非常重要的。在进行混凝土浇筑的同时,可以现场专门组织工人,先在端隔梁钢筋笼和腹板钢筋笼样板架上进行绑扎,绑扎完成后,只要等外模完成定位和钢模表面的修整,即可同时进行将钢筋笼吊装到模板里,腹板与端隔梁或腹板与腹板之间的交接处,再以现场绑扎方式处理。通过这种方式,节约了施工时间,提高了施工效率。
4.2 蒸汽养护混凝土
在条件允许的条件下,最好使用蒸汽养护混凝土。通过这种养护方式,能使混凝土强度在浇筑完成后十几个小时就达到预应力筋张拉所需的强度,然后就可以进行预应力的张拉。每一跨混凝土浇筑的时间最好在下午进行,然后在夜间进行养护,通过这种方式,节约了施工时间,提高了施工效率。
5 结束语
移动模架施工法作为一种先进的施工方法,已在国内外的公路桥、铁路桥的连续梁施工中被广泛地应用。相信随着科技的进步和施工工艺的日益完善,移动模架施工法将会被应用于更广泛的领域内。
参考文献:
[1]黄成造,项贻强,张少锦编著. 移动模架设计、施工、养护技术指南. 人民交通出版社, 2009.08
[2]王武勤编著. 大跨度桥梁施工技术. 人民交通出版社, 2007.
[3]满广生主编. 桥梁工程概论. 中国水利水电出版社, 2007.03
[4]王峰主编. 铁路整孔箱梁移动模架法施工技术与试验研究. 西南交通大学出版社, 2009.12.
[5]铁道部工程管理中心. 节段预制拼装移动支架造桥机施工技术要点手册. 中国铁道出版社, 2009.08.
作者简介:
刘敬磊(1983-),男,河北保定人,职称:助理工程师,学历:专科,主要研究方向:路桥施工。
【关键词】移动模架法;桥梁;施工
引言
桥梁由上部结构、下部结构、支座系统和附属设施四个基本部分组成。上部结构通常又称为桥跨结构,指的是桥梁支座以上(无铰拱起拱线或框架主梁底线以上)跨越桥孔部分的总称,是在路线中断时跨越障碍的主要承重结构,包括主梁、支座、桥面铺装、排水系统、防撞护栏。在这里主要讨论移动模架法在桥梁上部结构施工中的应用。
2 移动模架法的工作方法及优点
2.1 移动模架法的工作方法
移动模架造桥机主要由支腿机构、支承桁梁、内外模板、主梁提升机构等组成,能完成由移动支架到浇筑成型等一系列施工。它的工作方法:移动模架作为主要的承重结构,将桥墩作为临时支点支承梁体自重,在移动模架上完成模板调整、预拱度设置、绑扎钢筋、浇筑混凝土、张拉预应力索筋等,在完成一个孔模的施工后,移动模架落模,至下一跨就位,以此进行逐孔浇筑施工。采用逐孔施工能连续操作,设备的周转次数越多,体现的经济效益就越高。
2.2 移动模架法的优点
相对于其它施工方法,移动模架法主要有以下几点优势:1)施工质量好。采用标准化作业形式,在制造时,预先设置预拱度,而且每孔箱梁仅在0.2L位置设置一条细小的横向工作缝,能保证梁体的结构尺寸和整体性,有利于工程施工质量的控制。2)施工操作简便。移动模架在移动的时候,只需要十人左右就能完成,而且从一跨移至下一跨,只要五小时左右,比满堂式支架节约了时间和人工;由于工序重复,每段梁的施工工艺大致相同,所以很容易就能掌握施工要点。3)经济效益高。施工时与运营时的受力一致,无需另增施工受力钢筋,节约了建筑材料;既是现浇、预制逐孔施工设备,又是架梁、承重梁的施工设备,属于一机多用,重复利用率高,综合效益高;另外由于不需设置地面支架,施工不受河流、道路、桥下净空和地基等条件影响,所以在高墩、多跨的桥梁工程中,更能显现其经济效益。另外,移动模架法桥梁跨径选择多为30~50m,目前最大的跨径为62.5m。而且总长度一般超过500m以上经济性较好。4)移动模架法不需设置地面支架,施工安全、可靠,特别适用于桥下通航或者桥下交通不能中断的情况。5)机械化、自动化程度高,节省劳力,上下部结构可平行作业,缩短工期。
3 移动模架法施工对桥梁的要求
3.1 路线平纵断面
由于移动模架造桥机的主要承重部件一般要比一跨的直线钢箱梁长,当桥梁位于曲线上时,相当于桥梁按照切线布置或平分中矢布置;因此要求半径不能太小,如跨度50m时,曲线半径不宜小于600m。这对于铁路桥梁来说较易满足(一般跨度32m时曲线半径要求在500~600m以上),但公路桥梁位于小半径(R<200m)曲线上的情况较多,此时模架应采用分节铰接形式以适应小半径,但目前国内公路造桥机大多还限于采用直线模架横移来实现曲线桥的施工。对纵断面而言,纵坡不应过大(一般不宜大于3%)。
3.2 结构形式的选择
梁式桥因制造和架设方便的优点被广泛使用,在桥梁建筑中占有很大比例。梁式桥按照主梁的静力图式可分为连续梁桥、简支梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥的主梁是简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影响;连续梁桥的主梁是连续支承在几个桥墩上,在荷载作用时,主梁的不同截面上有的有正弯矩,有的有负弯矩,而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。所以当采用移动模架法施工时,对于简支梁桥,除非预应力采用单端张拉,否则需要考虑张拉空间的问题;而对于连续梁来说,采用单端张拉对梁部内力、应力影响不大,能够更好地适应移动模架造桥机的施工要求。所以,除了特殊情况(如地基条件不好等),一般应优先采用连续梁桥。
3.3 桥梁跨度及布置
采用移动模架法施工时,由于内模在进行自动拆装和行走时需要一定的空间,而且当桥梁修建好以后,还要考虑到检修的要求,所以桥梁的跨度不能太小,否则就难以满足上述要求。但是如果跨度过大,又会增加模架承重梁的自重,导致用刚量增加;而且一般对于大跨度桥梁(如64m以上)来说,都会选择设计为变高度连续梁(因为变高度梁可以大大减少跨中区段因恒载产生的内力,又符合梁的内力分布规律),在这个时候移动模架法的施工速度与挂篮悬浇施工法差不多,而且对模架走行、模板制作等要求较高,无法体现其优势。所以,采用移动模架法施工时,桥梁的跨度要控制在60m以下,最适宜的跨度是在30-50m之间时。
另外由于采用移动模架法施工连续架桥时,施工缝一般是设置在0.2L位置,如果等跨度分布的话,在加工第一跨的时候就要将模架承重梁的长度增加0.2L,这样不仅增加了承重梁的自重和用材量,對于其它跨的加工来说,根本发挥不了作用;所以最好将连续梁的边跨跨度设计为中垮的0.8。这样做还有一个好处,就是能使连续梁的边跨中弯矩与中垮中弯矩趋于一致。
4 关于提高移动模架法工作效率的建议
4.1 提高钢筋绑扎速度
采用移动模架法进行预应力混凝土梁的浇筑时,一般都是在模架内部完成钢筋的绑扎工作的,所以合理组织钢筋的绑扎工作,提高钢筋绑扎速度,对提高每跨梁的施工效率是非常重要的。在进行混凝土浇筑的同时,可以现场专门组织工人,先在端隔梁钢筋笼和腹板钢筋笼样板架上进行绑扎,绑扎完成后,只要等外模完成定位和钢模表面的修整,即可同时进行将钢筋笼吊装到模板里,腹板与端隔梁或腹板与腹板之间的交接处,再以现场绑扎方式处理。通过这种方式,节约了施工时间,提高了施工效率。
4.2 蒸汽养护混凝土
在条件允许的条件下,最好使用蒸汽养护混凝土。通过这种养护方式,能使混凝土强度在浇筑完成后十几个小时就达到预应力筋张拉所需的强度,然后就可以进行预应力的张拉。每一跨混凝土浇筑的时间最好在下午进行,然后在夜间进行养护,通过这种方式,节约了施工时间,提高了施工效率。
5 结束语
移动模架施工法作为一种先进的施工方法,已在国内外的公路桥、铁路桥的连续梁施工中被广泛地应用。相信随着科技的进步和施工工艺的日益完善,移动模架施工法将会被应用于更广泛的领域内。
参考文献:
[1]黄成造,项贻强,张少锦编著. 移动模架设计、施工、养护技术指南. 人民交通出版社, 2009.08
[2]王武勤编著. 大跨度桥梁施工技术. 人民交通出版社, 2007.
[3]满广生主编. 桥梁工程概论. 中国水利水电出版社, 2007.03
[4]王峰主编. 铁路整孔箱梁移动模架法施工技术与试验研究. 西南交通大学出版社, 2009.12.
[5]铁道部工程管理中心. 节段预制拼装移动支架造桥机施工技术要点手册. 中国铁道出版社, 2009.08.
作者简介:
刘敬磊(1983-),男,河北保定人,职称:助理工程师,学历:专科,主要研究方向:路桥施工。