中小跨径桥梁群车载式移动模架施工工法.pdf

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1、中小跨径桥梁群车载式移动模架施工工法中小跨径桥梁群车载式移动模架施工工法1中小跨径桥梁群车载式移动模架施工工法中小跨径桥梁群车载式移动模架施工工法1前言1前言近年来旅游道路、休闲道路项目逐渐增多，相比常规的公路桥梁，旅游道路、休闲道路的桥梁跨径小、桥面窄。由于这类道路往往施工条件复杂，可能无法满足预制场建设要求。同时，跨径小必然使桥梁跨数增多，此类桥梁往往以中小跨径桥梁群的形式出现。针对跨径小、桥跨多、平曲线半径小和施工条件复杂的中小桥梁建设，采用常用的满堂支架现浇或者预制吊装的施工方法存在较大困难。因此，探索一种中小跨径桥梁群的施工方法势在必行。车载式移动模架现浇是一种有别于传统预制吊装、满

2、堂支架现浇施工的新方法。该方法在中小跨度桥梁群建设中，使桥梁施工进度、成本都优于满堂支架现浇与预制吊装。我公司承接的凯里环巴拉河旅游慢行系统建设项目，地处巴拉河峡谷，位于巴拉河风景区内，慢行系统道路全长 18.8km。工程共有顺水桥 13 座，顺水桥总长 6929m，共计 490 跨。慢行系统沿河建设，预制场选址困难，环保要求高，施工条件非常复杂。为保证施工质量、加快施工进度、节约施工成本，适应小跨径现浇实心板施工的需要，在凯里环巴拉河旅游慢行系统建设项目施工中，对国内外小跨境现浇实心板模板支架结构及安装拆除工艺作了深入研究，自行研制了能适应复杂地区小跨径现浇实心板施工的“车载式移动模架”。并

3、在该项目的施工得到充分运用，获得了良好的效益。在上述工程实践中，贵州路桥集团有限公司不断总结完善，形成了一套完整的车载式移动模架施工工法。车载式移动模架中使用的新型支架卸载装置及整个施工方法已经申请国家实用新型专利及发明专利，其中“一种支架卸载装置”已获专利授权（专利号：201820822938.5）。“基于车载式移动模架现浇中小跨径实心板施工技术研究”获得贵州省公路学会科学技术奖三等奖。2 工法特点2 工法特点（1）施工速度快，保障工期。与满堂支架施工方法相比，避免了支架和模板重复的安拆，施工速度更快，与满堂支架法施工相比，工期节约 50%；通过施2工现场合理的组织施工，基本可以达到预制吊装

4、施工方法的施工速度。（2）施工成本低。由于不需要硬化场地，支架无需重复安拆，与满堂支架施工方法相比劳动力成本降低 80%；不需要拼装场及预制场，减少了架桥机（或大型吊车）、龙门吊等设备，较预制吊装施工方法成本更低。与满堂支架法施工相比，工期节约 50%。（3）转场方便。车载式移动模架利用吊车及平板运输车进行转场，转场速度快，不仅适用于同一桥梁桥跨之间转场，还适用于不同桥梁之间转场，还可跳跨施工，施工更灵活。（4）结构简单，组件通用化、小型化。由于利用吊车及平板运输车转场，从而移动模架架体不需要考虑前移过跨问题，使结构非常简单，工人易于掌握和操作，施工质量有保障且安全性高；承重主桁架大量运用标准

5、化的制式构件，大大减少一次性钢结构专用件的加工量，有效利用企业现有设备，节约成本；结合山区运输不便条件，对构件进行了优化设计，使每一个构件都能在人力运输的情况下运达拼装地点，特殊情况下可用简易的吊装设备及工具就可完成拼装，极大地扩大了车载式移动模架的应用范围。（5）本工法在施工过程中不需要专门的拼装场及预制场，不占用额外土地，环境影响小。3 3 适应范围适应范围本工法适用于公路工程及市政工程中小跨径桥梁上构的施工，特别适用于桥跨数量较多的工程。由于车载式移动模架利用车辆进行整体运输，利用吊车进行吊装，所以桥梁场区便道及施工场地需要满足吊车吊装要求及运输车通行要求。4 4 工艺原理工艺原理车载式

6、移动模架能适应地形复杂地区小跨径桥梁现浇施工，它由支腿系统、卸载系统、主桁系统、模板系统、下放横移系统、吊装运输系统组成。施工时先安装支腿系统，然后用吊车将拼装好的模架架体部分调至支腿系统上，在架体上进行模版安装、钢筋绑扎及混凝土浇筑养护，待混凝土强度达到设计要求后，将架体用精轧螺纹钢筋锚固在梁体上；拆除支腿系统，在主梁下方的地面安装轨道，利用大行程千斤顶将架体下放 1.5m，利用架体作为平台，拆除主梁底模，然后继续下放架体至轨道上，利用轨道将架体横移至梁体外，用吊车将架体调至平板3车，运至下一施工地点。5 5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程车载式移动模架施工

7、流程见图 1。调整侧模线吊装主桁安装钢筋及预浇筑梁体砼砼养护锚固主桁主桁卸载、拆除支下放主桁横移主桁主桁装车安装模板安装支腿及卸载拆除轨道安装轨道调整预拱度计算支腿高主桁预压拼装主桁施工准备测量承台标图 1 车载式移动模架施工流程图4车载式移动模架施工步骤如图 2 所示。5图 2 车载式移动模架施工步骤图5.2 操作要点5.2.1 施工准备拼装前应对拼装现场进行平整、换填、压实处理，考虑到预压时承重能力，拼装场地填铺碎石进行硬化。完成墩柱盖梁及支座垫石安装，为确保吊车、运输车能安全顺利地到达安装现场，施工便道需要达到承载力要求。同时在吊车的操作半径的范围内，要清除可能影响施工的一切设施及障碍物

8、。模架构件繁多，需在现场平整专门的堆放场地，场地要进行硬化，存放时，重要部件垫放枕木，以防损坏，并有专用人巡察，小型部件，入项目部库房保管。5.2.2 拼装主桁（1）拼装贝雷片主桁架，贝雷片先以两片为一组进行拼装，贝雷片接长之前安装好贝雷片支撑片。（2）拼装贝雷片的同时在地面上安装横梁，横梁必须安装在同一水平面上，控制横梁间距与设计一致，在横梁上划线标示出贝雷片放置位置。（3）待贝雷片拼装完成以后，分组吊装至横梁上，吊装完毕以后在各组贝雷片间用支撑片连接以形成一个整体。（4）铺设分配梁，分配梁间距需与设计相同，分配梁铺装好以后焊接顶横联。6图 3 主桁拼装5.2.3 主桁预压（1）移动模架预压

9、的目的检查移动模架的安全性，确保施工安全。消除移动模架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。根据移动模架产生的弹性变形，根据其测量结果对移动模架进行预拱度调整。（2）预压方案的选择根据现场材料情况，可用钢筋等材料进行预压，亦可采用水袋预压法，根据箱梁体尺寸与厂家定制水袋尺寸进行预压。（3）预压的控制吨位及荷载分级预压荷载宜为支架需承受全部荷载的 1.1 倍进行预压。按预压单元（计算出的 110%最终荷载）进行 3 级加载，预压加载值按 60%、80%、110%。（4）测点布置沿混凝土结构纵向每隔 1/4 跨径应布置一个监测断面；每个监测断面上的监测点不宜少于 5 个，并应对称布置。（5）预压的

10、实施7预压施工中用吊车吊运钢筋至梁体的模板上，模拟梁体砼的荷载分布情况布载，加载的顺序纵向由跨中至两端、横向由内至外，不可随意堆放。为确保移动模架受力安全，采用逐级加载。每级加载间隔 20 分钟，下级加载前进行移动模架测量和安全观察，并做好测量记录。全部加载后，不可立即卸载，需等待 24h 后，再逐级卸载。卸载测量并详细记录，卸载的顺序按加载的逆顺序进行。在加载前应对移动模架、模板进行仔细检查。在加载过程中派专人不间断观察，检查移动模架的挠度变化情况，一旦发生异常，立即停止加载，分析原因，及时进行补救处理。移动模架预压在地面上进行，模拟临时支墩对横梁进行支撑，在加载过程中，要特别注意施工人员人

11、生安全，必须在加载范围四周搭设施工平台。施工人员戴安全帽，挂安全绳。预压全过程专人指挥，严禁违章作业。（6）预压成果的运用预压结束后根据预压测量记录对资料进行整理，对相关数据进行分析，加载前各点的标高值与卸载完毕后标高的差值即为移动模架的非弹性变形量；满载时各点位的标高值与卸载完毕后标高的差值即为移动模架的弹性变形量。由此可验证按经验式计算的弹性变形和非弹性变形量。移动模架的超荷预压基本消除了架体的非弹性变形。施工中按架体的弹性变形值调整预拱度，根据此预拱度值重新进行模板线形的调整，直至满足设计要求。预压完成后，对移动模架进行全面仔细检查，局部变形较大的部位要查明原因，予以解决，确保主桁在梁体

12、加载时的变形和位移在控制范围内。5.2.4 调整预拱度根据预压结果及理论计算结果，对移动模架进行预拱度调整。预拱度调整方法为：通过调整底模木方高度而达到预拱度设置。5.2.5 模板工程现浇实心板底模采用优质竹胶板，侧模采用定型曲面钢模或精心加工的定型曲面木模，侧模需满足曲线要素、线型顺适平顺的要求，侧模纵向长度控制在1m，拼接成多条折线以达到曲线效果，故对模板的加工要求较高。（1）模板制作和安装8支座安装完成后即开始底模的制作和安装，移动模架施工的底模采用 15mm厚竹胶板以保证砼色泽均匀一致。竹胶板直接钉在方木上，保持面板摆放方向统一，表面平整。侧模加工为长 1m 的架体，以使曲线梁模板安装

13、精度满足要求。整个模板系统采用“底包侧”的形式，即将侧模板安装在底模上，方便曲梁时调整侧模线形。在模板周转使用时，只需对侧模进行水平位置的调整，组拼。底模的拼装在主桁架拼装时在地面进行，侧模提前加工，待主桁预压完成以后吊运至底模上，随主桁一起吊装就位。（2）模板加固侧模通过拉杆与分配梁对拉，侧面通过挡块限制模板水平向外的位移。侧模拼接完成后，即对侧模与侧模之间的契形缝隙利用泡沫胶或原子灰进行封堵。（3）桥墩与桥台处底模的处理桥墩桥台处模板下铺设纵桥向木方，木方间距 30cm，在纵桥向木方下铺设横桥向木方，再在横桥向木方下安装木楔块以方便卸载。竹胶板按支座尺寸切割预留进行铺设。图 4 模板安装5

14、.2.6 主桁吊装（1）主桁吊装必须使用加工的吊架进行吊装，不允许钢丝绳直接系在架体上进行吊装。吊装过程中，应保证主桁水平、平稳。9（2）根据主桁及模板总重量，选用合适的吊车进行吊装。（3）吊装过程中，主桁、分配梁、底模及侧模整体吊装，减少模板的重复安装工作。（4）主桁吊装时，必须保证钢楔块支撑位置与设计相同，架体不能偏心放置与立柱上。（5）吊装工作区域应有明显标志，并设专人警戒，与吊装无关人员严禁入内。吊车工作时，起重臂杆旋转半径范围内，严禁站人或通过。（6）吊装时，应有专人负责统一指挥，指挥人员应位于操作人员视力能及的地点，并能清楚地看到吊装的全过程。起重机驾驶人员必须熟悉信号，并按指挥人

15、员的各种信号进行操作；指挥信号应事先统一规定，发出的信号要鲜明、准确。（7）当工作地点的风力达到六级及六级以上时，禁止起重机移动和吊装作业；遇有大雪、大雾、雷雨等恶劣气候或夜间照明不足，致使指挥人员看不清工作地点，操作人员看不清指挥信号时不得进行起重吊装作业。（8）在主桁吊装前，需提前安装支墩，支墩安装顺序如下：根据梁底与承台顶的高差，在地面上拼接钢管支墩，两支墩根据桥面横坡方向，支墩高度存在高差。根据支墩高度，安装抱箍，抱箍的螺母必须拧紧。安装立柱，立柱安装必须竖直，必须保证水平位置与设计相同，两墩柱间立柱的间距保持不变。立柱安装就位以后用骑马螺栓固定于抱箍上，骑马螺栓必须拧紧。最后在立柱顶

16、安装钢楔块。10图 5 支腿及卸载装置安装图 6 主桁吊装5.2.7 主桁下放待混凝土强度不小于设计值的 90%且养护不少于 7 天以后，方能下放主桁。主桁下放施工步骤如下：（1）拆除侧模拉杆。（2）将架体利用精轧螺纹钢锚固于梁上。11（3）在滑梁对应地面位置安装轨道，轨道安装在滑梁下方，轨道必须保证水平且两根处于同一标高，轨道底应略高于承台顶标高。（4）钢楔块卸载，拆除钢楔块，拆除骑马卡，拆除立柱，拆除抱箍。（5）在梁上下放吊杆处安装大行程穿心千斤顶，利用千斤顶下放架体，一次下放高度为 50cm，下放过程中必须同步，保证架体水平下放。（6）下放 1.5m 时，工人利用主桁作为操作平台，拆除墩

17、顶处模板及木方。（7）最后平稳下放使滑梁落在轨道上。（8）拆除千斤顶、吊杆。（9）利用 5 吨手拉葫芦或其他机械将架体横移出梁底至方便吊装位置。图 7 主桁下放及横移5.2.8 主桁装车将主桁及模板利用吊装吊装至运输车上，利用运输车完成模架的转场。在运梁过程中，全程安排专人陪同，确保模架运输过程安全。12图 8 主桁装车运输6 6 材料与设备材料与设备6.1 材料车载式移动模架主要材料见表 1。表 1 车载式移动模架主要材料表序号名称规格型号数量备注1主桁架/15 套建议使用贝雷片或万能杆件拼装2底模板木模板/钢模版15 套3侧模版木模板/钢模版15 套4楔形卸载装置组件120 套5钢管立柱组

18、件480m6U 形螺栓组件480 套7精乳螺纹钢25mm85mPSB7858精乳螺纹钢螺母25mm500 个9精乳螺纹钢连接器25mm12 个10精乳螺纹钢垫板25mm500 块6.2 设备车载式移动模架施工设备包括汽车吊、运输车、大行程千斤顶等。13表 2 车载式移动模架主要设备表序号名称规格备注1吊车/用于吊装移动模架，根据移动模架重量选用型号2平板运输车13m用于运输移动模架3大行程千斤顶60mm用于下放移动模架7 7 质量控制质量控制7.1 工程质量控制标准移动模架模板与支架制作质量检验标准执行公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011），具体标准如表 3 所示。表 3 移动模架

19、模板与支架制作质量检验标准序号项目允许偏差(mm)检查方法量具1模板长宽5.0下料时，卷尺丈量钢卷尺2相邻模板面宽度差1.0用 2m 平尺靠模板拼缝，1mm 塞尺通不过2m 平尺、塞尺3模板表面最大局部不平3.0用 2m 平尺靠板面，可见缝用 2mm 塞尺通不过2m 平尺、塞尺4模板拼接缝宽2.0可见缝用 2mm 塞尺通不过塞尺5支架尺寸5.0卷尺丈量钢卷尺移动模架模板与支架安装质量检验标准执行公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011），具体标准如表 4 所示。表 4 移动模架模板与支架安装质量检验标准序号项目允许偏差(mm)检查方法量具1轴线偏位10放样时，换导线点复核全站仪2相邻模

20、板面宽度差2.0用 2m 平尺靠模板拼缝，2mm 塞尺通不过2m 平尺、塞尺3模板表面平整5.0用 2m 平尺靠板面，可见缝用 5mm 塞尺通不过2m 平尺、塞尺4预埋件中心线位置3.0卷尺丈量钢卷尺5支架纵向平面位置跨度的 1/1000或 30放样时，换导线点复核全站仪147.2 质量保证措施移动模架所用钢管应有产品质量合格证、产品质量检验报告，钢管材质检验方法应符合现行国家标准金属材料拉伸试验第 1 部分：室温试验方法GB/T228.1-2010 的有关规定；钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；钢管外径、壁厚、端面等的偏差，应分别符合规范规定。移动

21、模架所用型钢应有产品质量合格证明及标识；型钢的牌号、化学成分及力学性能应符合 GB/T700 或 GB/T1591 的有关规定，要求供货方提供每一批购买的金属材料的试验报告；型钢表面不应有裂缝、折叠、结疤、分层和夹杂；型钢表面允许有局部发纹、凹坑、麻点、刮痕和氧化铁皮压入等缺陷存在，但不应超出型钢尺寸的允许偏差；型钢表面缺陷允许清除，清除处应圆滑无棱角，但不应进行横向清除。清除宽度不应小于清除深度的五倍，清除后的型钢尺寸不应超出尺寸的允许偏差；型钢不应有明显的扭转。移动模架安装严格按照施工图纸和测量放样点拉线进行控制，安装好后的模板表面应光洁、平整，其结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性,且接

22、缝严密，以保证砼的浇筑质量。移动模架拼装时，预先设置预拱度。移动模架安装完成后，须及时清洗模板表面灰浆，使模板拼缝严密。混凝土浇筑过程中，经常检查、调整模板支架的形状及位置，如发现模板支架变形走样，立即对变形部分予以更换。8 8 安全措施安全措施移动模架使用过程中必须要注意安全操作：（1）吊装模板的起重设备的机械状况、安全系数，钢丝绳的型号、允许荷载及配套的卸扣等必须符合起重规程规定。（2）使用过程中定期不定期对移动模架各构件进行检查，检查项包括螺栓松动情况、各杆件变形情况、焊接部位脱焊情况等。（3）主桁架吊装就位以后，首先安装两边防护，临边防护安装就位以后方可进行其他工序的施工。（4）施工过

23、程中，主桁架下严禁交叉作业，移动模架下放人员不得逗留。15（5）移动模架的拼装及吊装必须按施工方案进行，不得擅自拆、改移动模架。必须拆改时，应经总工办批准，由专门的施工人员负责操作。（6）主桁吊装时，必须保证钢楔块支撑位置与设计相同，架体不能偏心放置与立柱上。（7）吊装工作区域应有明显标志，并设专人警戒，与吊装无关人员严禁入内。吊车工作时，起重臂杆旋转半径范围内，严禁站人或通过。（8）当洪水没过立柱时，移动模架上不得进行施工作业，所有施工人员撤离移动模架。9 9 环保措施环保措施采用车载式移动模架施工，将施工对环境污染和破坏降到最低，但仍需做好以下几个方面上的环保工作：（1）移动模架模板更换部

24、分应集中堆放，集中处理。（2）模板清洗的污物通过排水沟汇集到集水坑沉淀后排放，废弃的脱模剂采用油桶收集后运至指定地点。1010 资源节约资源节约（1）与满堂支架法施工相比，劳动力成本降低 80%，工期节约 50%；（2）与预制吊装相比，减少了架桥机（或大型吊车）、龙门吊等设备，无需建设预制场。1111 效益分析效益分析11.1 经济效益由于预制吊装施工、满堂支架现浇施工和车载式移动模架现浇施工主材消耗一致，仅对各施工方法施工成本进行经济效益对比，施工成本进行经济效益对比如表 5 所示。表 5 施工成本经济效益对比分项预制吊装车载式移动模架现浇满堂支架现浇金额（元）劳务钢筋56056873687

25、3混凝土4566101471014716支架搭设200010465辅材钢模板采购1022移动支架租赁2965.00移动支架墩加工502.00木模板、木方加工分滩1230.001800.00机械龙门吊2841汽车吊及平板运输车1350履带吊车5980预制梁场基建成本分滩9622合计296362506729285下表对各施工方法综合对比，对比结果如表 6 所示。表 6 三种施工方法综合对比表施工方法车载式移动模架现浇预制吊装满堂支架现浇管理难度适中适中大人员投入较少少多设备投入适中多少成本低高高进度快快慢11.2 社会效益在施工过程中不需要硬化地面，不需要专门的拼装场及预制场，不占用额外土地，占地

26、更少。近年旅游道路、休闲道路项目逐渐增多，旅游道路、休闲道路桥梁往往较多，且有单体工程数量少，工程数量多，施工条件复杂的特点。应用传统施工方法，在进度控制及施工成本的控制往往是一个问题。该科技项目的成功将为解决中小跨径桥梁群的建设提供一个新的解决方案，对中小跨度桥梁群的建设将具有非凡的意义。11.3 节能环保效益17采用本工法施工，只需正常的施工便道，相比预制吊装法，不需要专门的拼装场及预制场，不占用额外场地，对景区环境和绿植的影响降到最低；相比支架现浇，不需要支架堆放场地，模架基本不需要刷油保养，支架本身对环境几乎没有影响。同时缩短了工期，减少了作业人员与机械设备的作业时间，减少了对周边环境

27、干扰与污染，做到了环境保护和资源节约。1212应用实例应用实例12.1 凯里环巴拉河旅游慢行系统建设项目（1）工程概况凯里环巴拉河旅游慢行系统建设项目是雷公山旅游环线的重要组成部分。项目建成后与现有公路系统配合，形成“快达慢游”的快慢交通系统，使凯里市周边巴拉河与雷公山沿线的旅游景点串成一线，为旅游的开发与发展奠定良好的交通基础，同时可配合雷公山公路自行车赛等，为各级别专业自行车赛事提供优美舒适的赛场，为提高旅游资源知名度，扩大旅游地区影响力打下了坚实基础。本项目起于朗利，止于排乐；桩号为 K0+000K18+831.297，全长 18.8km；工程共有桥梁 17 座，其中顺水桥 13 座，漫

28、水桥 4 座，均为新建桥梁。顺水桥总长 6929m，共计 490 跨，其中预制梁 202 片，现浇梁 288 片。顺水桥上部结构分连续梁与简支梁两种，桥面宽度为 5m，现浇实心板跨径为 13m，板厚 70cm，悬板端部厚度为 15cm，悬臂板根部厚度 35cm。顶板宽度 500cm，底板宽度 330cm。现浇实心板为 C40 钢筋混凝土。顺水桥桥墩高度 3-7m，大部分 3-5m；桥面铺装：5cm 沥青砼+防水层+8cmC40混凝土。现浇实心板断面具体尺寸如图 9 所示。图 9 跨中断面图（单位：cm）（2）应用效果18因地处巴拉河峡谷风景区，地形复杂，且现浇连续梁较多，分散较广，部分路段无法

29、设置实心板预制场，该部分简支实心板梁也必须现浇施工。顺水桥均处于河道中，顺水桥施工只能在枯水季节进行，由于工程量大，对施工进度也是一个很大的挑战。每跨现浇板完成时间计算：每跨现浇实心板施工周期为 10 天=立柱安装 0天（提前完成）+吊装主桁 0.5 天+安装墩顶模板、侧模调整线形 0.5 天+安装钢筋及预埋件及混凝土砼浇注 1.5 天+养护 7 天+模架下放及装车 0.5 天。依据每联完成时间，投入模板 15 套，约 130 天完成生产任务。该项目实心板施工于 2017 年 10 月 20 日开始施工，2018 年 3 月 31 日完成所有顺水桥实心板现浇，共历时 162 天，其中春节放假

30、20 天。工程施工进度提前约 5 个月，总共为项目部节省资金约 400 万元。车载式移动模架的使用对整个工程的施工质量和进度起着非常重要的作用，车载式移动模架，结构合理，操作简便，运行可靠。相比原有移动模架，补充移动模架对小跨进桥梁梁体施工的空白，对复杂地形条件场地施工更具通用性。原有中小跨径桥梁梁体施工采用满堂支架，其缺点是施工用的支架消耗量大、工期长，需要进行大面积的支架地基处理，对山区桥梁及高墩有很大的局限性。凯里环巴拉河旅游慢行系统建设项目顺水桥实心板现浇的成功运用证明，车载式移动模架完全满足工程施工安全、质量和进度要求，工程质量优良率 100%，无安全生产事故发生，得到了各方的好评，具有良好的经济效益和社会效益。