MZ32造桥机制造32M双线单箱预应力简支箱梁施工工艺.docx
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MZ32造桥机制造32M双线单箱预应力简支箱梁施工工艺
MZ32造桥机制造32M双线单箱
预应力简支箱梁施工工艺
一.前言
客运专线，列车设计时速200公里以上。
小凌河特大桥位于秦沈客运专线中段，其梁体形式为32m双线单箱预应力简支箱梁，梁高2.6m，底板宽6.4m，梁顶面宽12.4m，每孔梁钢筋重60t，C50混凝土292m3，预应力26束（2束备用束），钢绞线11.2t，梁重约750t。
全桥长1617.45m，共计49孔箱梁，其中位于主河漕上的11孔箱梁（20#~31#）利用MZ32造桥机进行造梁。
二．MZ32造桥机概述
MZ32造桥机为铁道部科技发展研究项目，由中铁大桥局设计制造，大桥局处施工。
MZ32造桥机的含义：
M--移动模架，Z--造桥机，32--所造桥最大跨度为32m。
MZ32造桥机自下而上可分为墩旁托架，支承台车，支承主梁，内外模板及其支撑、调整机构，纵、横移的液压体系等，具体构造见造桥机整体构造示意图。
三．MZ32造桥机工作原理
造桥机外模（底模、外侧模）固定在主梁上，主梁置于支承台车上，支承台车把主梁传来的力通过墩旁托架再传向承台。
整个模架通过支承台车可实现纵移、横移、竖移，底模在横移油缸作用下实现开、合动作，并可通过底模螺旋千斤顶调整高程。
内模在内模小车的作用下实现收拢与撑起动作并通过小车轨道进行纵向移动。
MZ32造桥机技术性参数见下表。
项目
参数
整
机
性
能
参
数
施工方法
整跨段逐孔向前现场浇筑
适用范围
24m，32m简支（或连续）PC箱梁
支承型式
桥面下墩抬支承
现浇PC梁重
小于780t
现浇桥梁最小曲线半径
1000m
主梁长度
全长75m，其中钢箱梁长40m
辅助门吊
起重量5t，起升高度4.5m。
两抬
运输条件
满足公铁车辆限界，单件重小于15.2t
动力条件
380V，50Hz，～4AC，60KW
驱动方式
模板微调：
手动螺杆。
其余：
液压油缸
设计施工周期
10～12天/跨段
配重
48t
整机自重
575t
浇
筑
状
态
浇筑时允许最大风压
1.0KN/M2
主梁最大挠跨比
小于1/550（含PC梁重）
对前支承墩台最大压力和
680t
对后支承墩台最大压力和
690t
移
位
状
态
位移时允许最大风压
0.25KN/M2
对支承墩台最大压力
380t
最大轮压
40t
内模小车走行速度
5.5m/min
模架横移速度
0.46m/min
模架纵移速度
0.87m/min
四．MZ32造桥机造梁施工流程图如下：
安装墩旁托架→模架纵移→模架横移、合拢→外模就位、调整→安装支座
→绑扎底、腹板钢筋→安装内模→绑扎顶板钢筋→灌筑梁体砼→砼养护→
第一批钢绞线张拉（初张）→脱外模→模架横移→进入下一个循环
五．MZ32造桥机施工工艺
1.造桥机组拼
造桥机构件从制造工厂（大桥局桥机厂）运到小凌河特大桥工地，在工地进行组拼。
组拼场地设在28#~32#墩之间，此处为河滩地，地基承载力较高，场地开阔。
在30#~31#墩之间设立组拼支承膺架，膺架采用混凝土扩大基础，基础要具有足够的承载力和稳定性，保证组拼过程中不下沉、不摆动。
膺架顶面设置千斤顶，利于调整顶面高程及组拼完后膺架与造桥机脱离。
安装墩旁托架并及时调整其高程。
托架安装后，在其上安装支承台车，支承台车安装后必须进行锁定，保证主梁组拼稳定性。
然后调节膺架顶面高程与支承台车顶面高程一致。
利用35t吊机将主梁分段吊放在膺架与支承台车上，用高强螺栓将其拼成整体。
高强螺栓施拧质量直接影响到主梁的受力状况，为保证造桥机的拼装强度和纵移时的平稳性，必须按钢梁架设的要求来控制高强螺栓的施拧过程。
先进行初拧，初拧值取终拧值的50%，再进行，终拧24小时后用响拌进行检查，不合格必须返工，确保高强螺栓不漏拧、不欠拧、不超拧。
导梁采用悬拼，拼装时先用50%冲钉定位，上50%高强螺栓，待螺栓初拧后再换掉冲钉。
主梁组拼完成后，进行底模、外侧模安装，造桥机底模横梁为桁架式结构，在中间采用销接，在其顶部安放底模面板再加以固定，底模横梁通过设在主梁上的液压伸缩杆装置实现底模横梁的托起、销接，组装精度要求较高。
外模支承在主梁上，随主梁的升降下落实现外模的就位、托模。
2．墩旁托架安装
造桥机组拼完成后进入正常的施工循环，施工循环第一步就是安装墩旁托架。
一台造桥机配有三套墩旁托架，并根据桥墩高度的变化配备不同长度的加长柱，加长柱有0.5m、1m、3m之分。
当墩身高度＜5.5m时不用立柱及斜撑，当墩身高度≥5.5m时按下表配装托架高度：
墩身高度
加长情况
墩身高度
加长情况
5.5m
仅用三角托架,不加长
9m
支腿+3m加长柱
6m
加支腿（0.5m高）
9.5m
支腿+0.5m+3m加长柱
7m
支腿+1m加长柱
10m
支腿+1m+3m加长柱
8m
支腿+1m+1m加长柱
首先要用水平仪测量承台面A、B、C、D点高程，A、B两点允差为5mm；C、D两点允差为5mm；A、B两点与C、D两点两边允差为10mm；两桥墩之间AB向允差15mm，CD向允差15mm。
若超差，须用高标号砂浆找平或用钢垫块抄填。
安装顺序自下而上，先安装支腿，再安装加长柱，调整两侧间距及垂直度，张拉加长柱的扎丝锚，张拉吨位为4t，加长柱与墩身之间要用垫块抄死。
然后安装三角托架，便于施工，三角托架在施工过程中作为一个整体进行拆拼，三角托架在没有对拉之前要用缆绳通过墩帽上支承垫石把它拉紧。
最后张拉扎丝锚，张拉之前要调整两立柱轴线（大油缸轴线）间距为9432mm，调整托架螺旋顶伸出量。
保证两侧托架横梁水平，且两横梁高差≤5mm。
保证横梁上轨顶面距梁底面高差3470mm，允差为±5mm，并要和后方浇筑梁的墩旁托架轨顶面标高相一致。
扎丝锚张拉顺序自下而上，先张拉托架下部两根扎丝锚，张拉力为15t，上部扎丝锚共14根（每侧7根），为了使每根扎丝锚受力均匀，在张拉上部扎丝锚时分三次对称张拉，先把每根张拉到5t，第二次再把每根张拉到10t，最后再张拉到设计吨位15t，张拉时均对称进行。
扎丝锚规格均为Ⅳ级精扎Ф32螺纹钢筋，其材质为40Si2MnV。
墩旁托架完后，吊装支承台车于墩旁托架轨道上，连接横移油缸销轴接通油路、电路。
调整左右两套台车内侧车轮踏面中心距10432mm，允许误差±5mm。
浇筑混凝土时承台支点最大受力为345t，支腿边缘距承台边缘只有10cm，经过铁三院检算承台受力没多大问题。
为了保险其间，我们还是对承台进行加固。
加固方法为：
用加固扁担通过两根扎丝锚把承台对拉起来，每根扎丝锚张拉力为40t，并用垫块把承台与扁担之间缝隙抄死，使张拉力有效地传给承台，确保承台不会被局部压溃、劈裂。
3.造桥机纵移
造桥机纵移前要做以下准备工作：
确保外模横移到位，纵移时不会碰撞墩身、墩帽，模架后方梁端工作平台要拆除，全面检查一下是否有物体阻碍纵移，并且确保纵移时不会有物体脱落；龙门吊机要支承在已制好的梁上，并用缆绳固定；解除门吊及内模小车供电电源，分清固定与移动电缆；台车与主梁、台车与墩旁托架的反钩确保钩牢。
六级以上风禁止造桥机纵横移操作。
纵移步骤如下图：
造桥机纵移时要统一指挥，每个支承台车处均设专人进行纵移观察，观察主梁下面的滑道与支承台车上的滑槽是否有摩擦、阻碍以及脱槽现象，若有则及时通知停止纵移，待问题解决后再继续纵移。
观察底模是否与墩身帽相撞。
要随时监视墩旁托架的螺旋顶是否与墩身密贴，否则要派人调整，使螺旋顶前面的胶垫顶紧墩身。
操作纵移油顶的人要注意油表压力变化，正常工作压力为15MPa，若有异常则立即停下，查找原因。
造桥机纵移要两侧对称、同步进行，统一指挥，两侧主梁不同步偏差应控制在一个纵移油缸行程约30cm内。
在主梁前导梁快要搭上前孔支承台车时要调整支承台车的滑槽方向和角度，使之与主梁平行。
若偏差较大可微调后面的支承台车横向距离使三个台车在一条线上。
否则会出现导梁入槽困难或咬边现象。
4.造桥机横移就位
纵移到位后按下列要求尽快进行横移合拢，用螺栓把两块底模连接起来，以防天气突然变化。
2#下游模架4#
○
1#上游模架3#
支承台车编号如上图1#位～4#位，○为横移指挥者站位。
人员配备：
指挥1人，横移油缸手柄操作1×4=4人，插拔滑靴销轴1×4=4人，监视墩旁托架的螺旋顶与墩身密贴情况并负责旋紧1×4=4人，共13人。
横移前要清理托架横梁滑道，涂上少许黄油。
检查是否有横移障碍物。
统一指挥，1#位～4#位台车同步动作，1#与3#误差控制在半个横移行程约15cm，2#与4#同样，上游模架与下游模架误差控制在一个横移行程。
待底模桁架接近合拢时仔细操作，调整两组模架轴线与箱梁轴线平行，检查底模桁架中间锥销与孔是否能穿合进去，若吻合则合拢两组模架，带上连接螺栓，解除一边台车（如1#和3#）约束，同步操作2#、4#台车，使底模中线箱梁中线重合，横移完成。
若两组模架合拢时有少许错台，则用外力（如导连）调整底模桁架使之合拢。
若两组模架合拢时错台大于4cm时，则要调整主梁标高。
把低的那一组模架（假设上游模架）横移到位，使底模桁架合拢线与箱梁中线重合，在支承台车上靠近主梁外侧放置t千斤顶，用千斤顶和垂直大油顶把主梁慢慢顶起，使之与下油模架平齐。
如下图：
为了保证模架纵向稳定性，调整主梁标高时先调整一头（1#位），待1#位调整好后，再调整3#位。
调整平齐后横移下游模架到位进行合拢，横移结束。
调整1#位～4#位垂直大油顶把模板顶升到设计标高。
原则上4个垂直大油顶应同步起升，但操作时很难同步，致使调好的底模中线偏位。
为了防止中线偏位，先起升1#、2#位油顶，1#位与2#位油顶起顶高差不得大于3cm，待高出3#、4#位7cm时停下来，抄垫块（垫块厚度7cm），垫块抄好后顶紧油顶，打上保险箍。
再起升3#、4#位油顶，按同样方法交替进行。
待整个模架调整到位后，垂直大油顶的保险箍全部打上，并把主梁和支承台车抄死，起保险作用，还要把主梁上的水平定位螺杆顶紧墩帽，以防模架在水平面内移动。
在所有起顶作业时，顶与垫块、垫块之间、垫块与主梁之间均用防滑石棉垫抄填。
调整后的模架应满足以下要求：
外模纵桥向误差≤10mm，底模中心线偏位≤5mm，底板标高误差≤5mm。
5.外模调整及预拱度设置
所有模板拼缝处均贴泡膜胶，待模板拼接后铲除多余泡膜胶，可达到拼缝严密、不漏浆。
模板拼缝处有错台的用砂轮磨光机打磨，调整后的模板用1m靠尺检查，要达到每米高差≤2mm，错台≤1mm。
然后是打磨除锈，涂刷仿瓷脱模漆。
外侧模的拼缝与底模拼缝对齐，且预留2mm伸缩缝，满足模板预拱度设置和混凝土灌筑模架下挠要求。
其型式如下：
根据加载下挠需要，侧模拼缝上部的连接螺栓要紧，下部连接螺栓要松。
MZ32造桥机计算分析的挠度值如下表：
加载情况
最大弹性挠度
最大非弹性挠度
模架自重
20mm×0.8
4mm
PC梁加载后
45mm×0.8
6mm
注:
①表中计算挠度系在PC梁重770t，门吊及平台不处于跨中，临时荷载小于5t的工况下计算的；②表中“0.8”为实际挠度与计算挠度的比值；③非弹性挠度为实验及分析得；④模架自重产生的挠度值在设置预拱度时无意义，PC梁架载后的非弹性挠度值仅在第一孔时有用。
正常循环施工中只考虑PC梁架载后的弹性挠度值45mm×0.8=36mm。
根据铁三院图纸建议跨中设20mm反拱，故本造桥机设置36mm-20mm=16mm上拱。
在施工两孔梁后，根据张拉上拱度的测量得出张拉上拱值为30mm～35mm，PC梁架载后的弹性挠度值刚好满足张拉上拱要求，在后来的施工中底模不在设上拱。
底模上拱度设置是通过调节底模螺旋千斤顶来实现的，跨中值最大，支座处为零，其余按二次抛物线设置。
6．内模拆拼
外模调整达到规范要求后进行底腹板钢筋绑扎、穿波纹管制孔。
待底腹板钢筋绑完进行检查通过后，开始内模拼装工作。
造桥机内模拼装通过液压操作的内模小车进行。
第一孔内模是预拼后分段吊装，然后在逐段连接起来。
第二孔内模是用内模小车把已浇筑箱梁的内模拆下来，通过小车轨道运到待浇筑箱梁相应位置再撑起来，其操作过程如下：
用内模小车拆拼内模需要安装运行轨道，轨道下用与梁体同标号的混凝土垫块垫起来，通过自制的卡子卡住垫块并固定轨道。
轨道安装要符合下列要求：
纵向轴线侧偏≤10mm，两轨道高差≤5mm，接头间隙≤2mm，接头错台≤2mm，纵坡均匀。
待浇筑的箱梁混凝土强度达到设计强度60%时，可拆除状态1中的撑杆，内模小车通过轨道开进箱内，撑起小车连接杆与内模铰链（如状态2）。
操作小车手柄收起连接杆拆除内模，内模拆除顺序为：
先拆内下模①号、②号，再拆内顶模③号，然后拆除内上模④号、⑤号，并向内收拢（如状态3）。
内模小车背负收拢的内模运到已扎好底腹板钢筋那孔箱梁内，在对应的位置上撑起小车连接杆（如状态2），待尺寸调整好后用撑杆撑起到状态1，移走小车。
按同样方法去拆拼下一块。
7.脱外模
内模拼装、调整完毕，绑扎顶板钢筋及预埋件，待顶板钢筋检查通过后浇筑混凝土，混凝土浇筑时龙门吊应置于梁端处。
根据设计图纸要求，待混凝土强度达到设计强度100%即50MPa，弹性模量达到设计弹模100%即35GPa，且混凝土龄期满足4天以上方可进行第一批预应力张拉即初张。
初张后造桥机就可以脱外模了。
整体脱模前要先拆除两端支座处四块端侧模，并把它们横移出墩帽。
内模小车运到前一孔梁上支垫起来，并用缆绳固定。
解除四个支承大油顶的保险箍，在统一指挥情况下，同步缓慢下落四个大油顶，下落高差不得大于30mm。
下落过程中及时调整支承台车位置，使主梁滑道准确落于台车的车轮踏面上。
若有高差放不到车轮踏面则在踏面上抄填铁板，再按合拢时相反步骤使主梁落于支承台车上。
解除底模桁架连接螺栓以及两端工作平台的中间连接，清理模架上异物，疏通支承台车滑道，在确保所有连接螺栓和约束均被解除后才可以横移出模架，进入下一个施工循环。
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