铁道建筑 ２０１３年第３期 Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ３５ 文章编号：１００３－１９９５（２０１３）０３—００３５—０３ 浅谈移动模架造桥机施工方法及其对桥梁设计的要求 张佳璐 ，阚 戈 （１．河北铁建工程有限公司，河北石家庄０５００５１；２，天津铁道职业技术学院，天津３００２４０） 摘要：移动模架逐孔现浇施工方法从５Ｏ年代末以来得到了广泛的应用和发展，主要是在一些欧洲国家 大量采用。本文就移动模架造桥机的主要组成部分（主架梁结构、支承结构、行走装置、模架结构），移 动模架造桥机施工方法以及桥梁设计中应作相应考虑的几个方面（路线平纵断面、结构形式的选择、桥 梁跨度及布置、ＰＣ梁截面形式及预应力设计、下部结构的设计要求），进行了一些探讨。 关键词：施工方法 移动模架桥梁设计 中图分类号：Ｕ４４５．４６３文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—１９９５．２０１３．０３．１１ １ 移动模架造桥机施工简介 １．１ 国内外现状 近年来，随着世界各国科学技术、经济和交通事业 的发展，出现了大批长桥，如高架道路、跨越海湾和湖 （ａ）纵断面 泊的桥梁等，有的桥梁总长达数十千米。这些桥大多 数对桥梁跨径无特殊要求，因而从经济上考虑选用中 模 小跨桥；有些大桥的引桥也常采用多跨中小桥，有直桥 也有弯桥。移动模架逐孔现浇施工方法从５０年代末 以来得到了广泛的应用和发展，主要是在一些欧洲国 顶 家大量采用。这种施工技术可以使施工标准化、工作 周期化，最大程度地减少工费的比例，降低造价，桥愈 长，施工设备的周转次数愈多，其经济效益愈高。我国 Ｃｏ）Ａ—Ａ横断面 首先由中国路桥公司在伊拉克建造的摩苏尔四号桥和 图１ 造桥机总体结构示意 五号桥上使用移动模架逐孔现浇施工。此桥的建造得 到了许多宝贵的实践经验。 １．３移动模架造桥机施工流程 １．２ 移动模架造桥机组成及类型 造桥机的纵向过孑Ｌ通过造桥机的行走装置实现。 造桥机主要由主架梁结构、支承结构、行走装置、 其过孔是：千斤顶卸载后，模架底模在重力作用下脱 模架结构等几个部分组成，见图１。主架梁结构主要 模，主架梁置于托滚上，拆除底模之间的连接螺栓，过 承受待浇梁段重以及造桥机的自重和施工荷载；支承 梁承托边底模与侧模通过横向顶推装置向外移位让开 结构主要起传递荷载作用和平纵向调整定位；行走装 桥墩，在行走装置的作用下，主架梁及模架移动到下一 置主要使造桥机具有纵向自动行走过孔功能；模架结 孔，到前桥墩托滚支撑落下就位。弯桥内外弧长相差 构主要为梁体的外模及其支承固定装置。 较大，可通过变频电机控制左右两侧速度同时过孔。 按照造桥机主梁的支承位置，国内移动模架造桥 主要操作程序如下：①在已经完成的桥墩上安装 机可分为３种类型：上承式移动模架造桥机、中承式移 墩柱托架支撑及工作平台；②在工作平台上安装托滚 动模架造桥机和下承式移动模架造桥机。 支撑、液压千斤顶、液压推拉装置并就位；③组拼造桥 机主架梁结构，并在桥墩支撑上就位；④安装底模板、 侧模板并把它们依托在各主架梁上；⑤顶升主架梁和 收稿日期：２０１２—０８－１０；修回日期：２０１２—１２．０７ 钢模板至工作高度，锁定并调节好螺杆支撑；⑥扎筋、 作者简介：张佳璐（１９７９一），男，天津武清人，工程师。 浇筑混凝土并养护，当混凝土达到规定的强度后，进行 ３６ 铁道建筑 预应力的张拉；⑦通过调整梁底千斤顶，靠重力脱模， 殊情况（如软弱地基等），一般应优先采用连续梁桥。 ２．３桥梁跨度及布置 然后使主架梁处于不受力状态并外移至完全不受墩柱 后，通过行走装置过孔；⑧用横向顶拉装置使底模 合龙、锁定。通过造桥机的升降系统调整底模标高，然 根据移动模架造桥机施工的特点，对桥梁最小跨 度的要求主要取决于梁部箱内空间，因为内模自动拆 装及走行需要一定的空间。若箱内设置预应力张拉 端，则尚应考虑预应力张拉等作业空间。同时还要考 虑成桥后检修要求，因此跨度太小时较难满足上述要 后利用调节螺栓调整侧模，进行第二孔梁的施工。重 复以上步骤连续进行，直到完成全桥。以南京长江二 桥引桥为例，跨度５５ ｍ连续梁，每跨混凝土５５０ ｍ ，在 使用熟练后，一个工作循环只需８ ｄ。 １．４ 移动模架造桥机施工的优缺点 采用自带模板的移动造桥机就地浇筑混凝土梁与 采用整体架设施工方法相比，其主要优越性在于：①节 省了制梁设备及大型场地的投资及转场费用；②因为 没有制梁工作，所以节省了运梁设备、起重机提升设备 和架桥机；③在建桥过程中，对路基、桥梁上部结构、桥 下交通无影响；④施工中的几何变形易于调整，梁体质 量易于保证，作业安全，机械化程度高；⑤适用于多跨 长桥施工，特别是连续ＰＣ梁施工。 与整体架设相比，移动模架造桥机的不足之处在 于其施工速度相对较慢。但可通过增加施工点或预制 拼装来缩短整个建桥周期，因此在高速公路和铁路发 达的德国、意大利等国家仍在不断采用和发展移动模 架造桥机施工技术。 ２ 采用移动模架造桥机施工对桥梁设计的要求 对于桥梁施工而言，不同的施工方法均有其不同 特点和适用范围，相应地对桥梁设计有不同的要求。 就移动模架造桥机施工方法来说，桥梁设计中应在以 下几方面作相应考虑。 ２．１路线平纵断面 移动模架造桥机的主要承重部件是略长于一跨的 直线钢箱梁，当桥梁位于曲线上时，类似于梁按照切线 布置或平分中矢布置。因此要求曲线半径不能太小， 如跨度５０ ｍ时，曲线半径不宜小于６００ ｍ。这对于铁 路桥梁来说较易满足（一般跨度３２ ｍ时曲线半径要 求在５００～６００ ｍ以上）。但公路桥梁位于小半径（Ｒ ＜２００ １ＴＩ）曲线上的情况较多，此时模架梁应采用分节 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，～般不宜大于３％。 ２．２结构形式的选择 梁式桥按照受力分为连续梁和简支梁，对于简支 梁，当采用移动模架造桥机施工时，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，可 以更好地适应移动模架造桥机施工要求。因此除非特 求，对于公路桥梁而言更是如此。综合上述考虑，铁路 桥梁最小跨度不宜小于２０ ｍ；公路桥梁跨度不宜小于 ２５～３０ ｍ。 对于最大跨度而言，目前国外已有跨度７５ ｎｌ连续 梁的实例。但当跨度较大时，无疑模架承重梁的自重 增加，用钢量较大；同时较大跨度桥梁（如６４ ｍ以上） 一般设计为变高度连续梁，此时其施工速度与挂蓝悬 浇相差不大，且对模架走行、模板制作等要求较高，与 挂蓝悬浇相比已无优势可言。因此采用移动模架造桥 机施工时，其适宜跨度在３０～５０ ｍ之间。 采用移动模架造桥机施工连续梁桥时，如何设置 施工缝可以从力学的角度来分析一下。例如一座４孔 连续梁桥，各孔跨度相等，设桥梁自重为ｑ，可得连续 梁在自重下的弯矩图，见图２。 ３ｑＬ ２ｑＬ２ ３ｑＬ２ 百 图２连续梁弯矩图 从弯矩图可以看出，弯矩零点在距支座０．２Ｌ处附 近。若将连续梁桥等跨度布置，则现浇第一跨时必须 将模架承重梁加长０．２Ｌ。这不仅加大了其自重和用 钢量，而且在以后各跨施工中，加长部分不发挥作用， 因此宜将连续梁边跨跨度设计为中跨的０．８倍左右 （同时可使连续梁边跨中和中跨中弯矩趋于一致），并 将施工缝设在弯矩零点（距支座０．２Ｌ处附近）。 ２．４ ＰＣ梁截面形式及预应力设计 采用移动模架造桥机施工时，为方便模板拆装及 走行，ＰＣ梁一般采用单箱单室箱形截面，在这一点上 国内外桥梁大体相同。外形上，一般应尽量采用等高 度梁（除非跨度较大），箱内构造宜尽量简化。 在连续梁纵向预应力设计中，典型方案是腹板内 设置通长预应力筋，支点处顶板设置补强短筋。腹板 力筋在施工缝（０．２Ｌ ）处分段单端张拉、连接器连接， 顶板短筋也在施工缝处单端张拉。此方案可最大限度 铁道建筑 ３７ ２０１３年第３期 Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３—１９９５（２０１３）０３－００３７—０３ 城际轨道大跨度连续梁桥应力监控研究 刘亚楠 （兰州铁道设计院，甘肃兰州７３００００） 摘要：本文以城际轨道某在建预应力混凝土连续梁桥为例，利用仿真分析技术实施施工控制，从而确定 了桥梁结构施工过程中每个阶段受力和变形的理想状态。以此为依据来控制施工过程中每个阶段的结 构行为，以确保施工中结构的可靠性与安全性，保证桥梁成桥后线形及受力状态符合设计要求。 关键词：仿真分析预应力混凝土连续梁桥施工控制 应力分析 中图分类号：Ｕ４４５；Ｕ２３９．５ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—１９９５．２０１３．０３．１２ 桥梁悬臂施工法是现代大跨度桥梁建造的主要 施工方法，其优点是可减少施工设备，简化施工工 序，如减少所使用的模板数量还能高效周转利用。 由于机械化和循环重复作业，还可改进并提高工程 质量。而预应力混凝土连续梁桥又具有变形小、结 个长期而又复杂的施工过程以及结构体系转换过程。 随着施工阶段的推进，桥梁结构形式、支承约束条件、 荷载作用等都在不断的变化，因此桥梁结构的受力状 态也在不断的变化。悬臂施工中结构受力状态是逐工 况逐阶段累计形成的，中间施工阶段或最终成桥状态 构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简单以及 抗震能力强等优点。 大跨度桥梁结构的悬臂施工，一般总是要经历一 的结构受力是已经完成的各个工况或各个阶段的结构 受力状态的叠加结果。因此有必要掌握和了解施工阶 段的结构受力性能，以及施工方法和施工顺序对这种 结构受力性能的影响。 收稿日期：２ｏ１２—０６．２１；修回日期：２ｏ１２－１１—１６ 本文基于陈村２号大桥主桥的施工状况对悬臂施 作者简介：刘亚楠（１９８１一），男，甘肃兰州人，工程师。 工全过程进行了有限元模拟分析，计算了各施工阶段 地减少箱内张拉齿板、张拉槽数量，简化构造。同时张 拉预应力等作业均集中在ＰＣ梁的前端，作业条件较 好。虽然施工缝处混凝土截面削弱较大，但其处于结 ３ 结语 随着我国公路、铁路、轻轨建设的发展，越来越多 的长大桥、高架桥和立交桥需要修建，移动模架造桥机 施工方法将得到更加广泛的应用。造桥机的性能、工 艺水平及设计施工经验也将不断的完善和提高。 参 考 文 献 构受力较小部位，一般可满足受力要求。因此，此方案 被较多采用，如伊拉克加德里亚桥、厦门海沧大桥引桥 等。此外，对于连续梁桥而言，为使模架梁与ＰＣ梁变 形基本接近，模架梁后支点一般支撑或悬吊于已施工 的梁端，此种布置可满足承受模架梁荷载要求。 ２．５对下部结构的设计要求 对于上承式造桥机，ＰＣ箱梁的腹板最好能搁置在 模架主梁的顶面上，这样有利于模架的布置和平衡，而 ［１］徐岳，王亚君，万振江．预应力混凝土连续梁桥设计［Ｍ］．北 京：人民交通出版社，２００１． ［２］侯利宗．武广铁路客运专线ＤＳＺ／９００上行式移动模架的应 用技术［Ｊ］．铁道建筑，２０１０（１）：８９—９１． ［３］冯正，饶广，陈文超．ＤＸＺ３２ ｍ／９００ ｔ型移动模架上跨公路 这又取决于ＰＣ箱梁腹板置于墩顶的位置。同时桥墩 的宽度是移动模架纵向滑移时必须顾及的因素，因此， 为方便其走行，桥墩横桥向宽度应尽量减小。 施工安全措施研究［Ｊ］．铁道建筑，２０１０（９）：１３—１５． ［４］范文远．下行式移动模架原位制梁施工技术［Ｊ］．铁道建筑， ２００８（３）：１２・１３． 当模架的后支点采用牛腿支撑于墩身时，墩身设 计中应考虑预留与牛腿水平肢相应的连接构造。而当 ［５］王少勇．客运专线移动模架原位造桥施工技术［。Ｊ］．铁道建 筑，２００８（７）：２４－２６． 后支点采用辅助墩直接支撑于基础顶面时，一般要求 墩身四周基顶应有一定的宽度（约１．５ Ｉｎ左右）。不 论采用何种支撑方式，均应作施工荷载检算。 （责任审编 赵其文）
