冉庄跨龙泉河特大桥1640m箱梁移动模架制梁.docx
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冉庄跨龙泉河特大桥1640m箱梁移动模架制梁
北京至石家庄客运专线新建铁路
JS-3标土建工程
冉庄龙泉河特大桥
40.6m箱梁移动模架
预压实施性施工方案
技术交底会
中铁十一局京石铁路客运专线五公司项目经理部
2009年7月19日
冉庄跨龙泉河特大桥16-40m箱梁移动模架制梁
移动模架预压实施性施工方案
一、工程概况
京石铁路客运专线冉庄龙泉河特大桥55#墩～71#墩（DK166+206.76～DK166+858.28）之间上部结构为16-40m现浇简支箱梁。
墩柱为双线单圆柱桥墩，墩高分7m、7.5m、8m、8.5m、13.5m共5种。
箱梁系单箱单室，箱梁顶宽12米、底宽5.15米、梁高3.75米（中心处），每孔混凝土方量429.2m³。
根据实际情况，部分箱梁采用移动模架制梁。
移动模架采用郑州大方桥梁机械有限公司生产的DXZ40/1300下行自行式移动模架。
DXZ40/1300下行自行式移动模架由主框架总成（由并列的2组纵梁及9组底模支撑梁组成）、外模系统、内模系统、墩旁托架、前辅助支退、中辅助支退、后辅助支退、液压系统、电气系统及辅助设施等部分组成。
移动模架总体构成见《DXZ40/1300下行自行式移动模架总体构造图》。
二、编制依据、目的
（一）编制依据
1、《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》
2、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》
3、《新建铁路北京至石家庄客运专线施工图冉庄龙泉河特大桥》（京石客专施桥-12）
4、《无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线、现浇，跨度39.1m）》（叁桥通（2008）2326-Ⅳ）
5、《无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线、现浇，跨度39.1m）》（叁桥通（2008）2326-Ⅳ-JS（修））
（二）编制目的
1、根据40米移动模架制梁施工工艺和大型临时设施的有关安全规定，为确保40米移动模架结构与施工人员施工的在箱梁浇筑过程中的安全与质量，检验移动模架受力状况，各部位的连接强度与刚度和测量移动模架在箱梁施工全过程的移动模架支点、牛腿、纵梁和横梁弹性变形与非弹性变形量，控制模板的预拱度，提供准确的测量数据，从而控制好现浇梁线形。
2、为了更好的指导施工生产，使现场作业人员能够明白预压意义、正确快速进行预压作业、规范施工。
三、资源配备
1、组织结构
2、人员配备
40m移动模架预压所需人员见表一。
表一移动模架预压施工人员配置表
队伍名称
工班
工种
人数
移动模架
预压施工人员配置表
管理人员
现场管理人员
2
技术人员
2
测量工
4
试验工
2
施工人员
起重工
4
液压工
2
电工
2
修理工
2
电焊工
4
辅助工
20
3、施工机械、材料配备
40m移动模架预压所需机械、材料见表二。
表二移动模架预压所需机械材料配置表
序号
设备（材料）名称
规格型号
数量
备注
1
移动模架
DXZ40/1300
1套
2
吊车
25T
2台
砂袋、钢筋等
3
自卸汽车
5辆
运输砂、混凝土块
4
挖掘机
PC200
1台
便道、场地维修
5
电焊机
2台
加固结构
6
编织袋
个
13500
质量要好，便于周转利用
7
砂
t
527.2
预压
8
钢筋
t
180
用于预压
9
彩条布
㎡
960
10
塑料薄膜
㎡
480
11
潜水泵
台
1
12
水管
m
200
四、移动模架预压目的
1、对移动模架加载预压是整个安装过程中最关键最重要工作之一，是梁砼浇筑之前，对机体的强度、刚度（节点变形、弹性变形、非弹性变形、主梁挠跨比、侧弯）、稳定性（主梁移位、倾斜、动态状况）、构件连接、模板结构及质量一次全面检验，为安全施工和箱梁的线形控制提供参考数据。
DXZ40/1300下行自行式移动模架总体构造图
2、通过预压消除结构非弹性变形，同时取得移动模架弹性变形的实际数值，得出荷载－挠度曲线，并检验设计计算结果，调整预拱度，以求得砼梁施工的准确参数。
3、提前发现机体结构及构件加工、安装所存在的问题和隐患，提前调整和整修，防患于未然。
4、移动模架制梁预拱度为箱梁设计预拱度与模架弹性变形之代数和。
下行式移动模架预拱度的调整通过调整底模及外模的螺旋千斤顶和可调支撑杆完成。
5、模架弹性变形应根据预压变形测量结果绘制沉降曲线，并结合模架的设计拱
度和实际支撑变形来确定。
五、预压
（一）预压设计
因移动模架采用梁式承力结构，结构简单，受力明确，在移动模架拼装完成后，结构不再变动，故只在首跨施工时进行预压试验。
根据结果确定箱梁预压拱度尺寸，进行高度调整。
测量等级按二等水准测量控制，预压重量取梁体重量的110％。
为保证预压荷载的合理分布，模拟混凝土浇注顺序进行加载，即第一步加载底板钢筋混凝土重量、第二步加载腹板钢筋混凝土重量、第三步加载翼缘板钢筋混凝土重量、第四步加载顶板钢筋混凝土重量、第五步增加施工荷载的10%。
由于桥墩承担梁端部分混凝土重量（梁端1.25m范围内混凝土重量由墩身承担），故预压时暂不安装墩顶散模，只悬挂38.1m长整体底模和侧模进行预压。
2、预压重量计算
40m箱梁移动模架预压重量计算详见《京石铁路客运专线JS-3标冉庄龙泉河特大桥40m箱梁施工移动模架预压配重施工图设计
（一）》～《京石铁路客运专线JS-3标冉庄龙泉河特大桥40m箱梁施工移动模架预压配重施工图设计（四）》所示。
3、预拱度设置
1）移动模架拼装完成后，首先根据厂家提供的计算书中提供的理论挠度值进行预拱度调整。
由于横梁与主梁固定，故调整每组横梁（共9组横梁）上的4个可调支撑系来调节底模标高（侧模、翼模随底模一起起拱且必须是同一线型、同一拱量。
此外，对底模进行微调时，翼模也应通过主梁上的支撑系统同步进行微调）。
2）梁体拱度值设置：
对测量资料进行整理、分析，得出非弹性变形值、弹性变形值。
扣除非弹性变形后的底模实际下挠值与厂方提供的理论挠度值进行对比，看是否符合。
实际施工下挠指导值取左右钢箱梁及横梁下挠值的平均值，并以该值绘制出平滑曲线图即为施工下挠指导值曲线。
施工下挠指导曲线相应值的相反数即为各点底模的预拱度值。
3）其它箱梁预拱度设置：
第1孔箱梁在施工中分别在浇筑混凝土前后测定、记录模架变形，以便在第2孔微调模架预拱度，来消除模拟状态和实际状态不同而带来的预拱度偏差，以此类推，预拱度设置是一个理论与实践相结合，不断收集数据、分析整理，再调整的循环过程。
（二）预压程序
移动模架拼装完成后，首先根据模板厂家提供的理论挠度值进行预拱度调整（见《底模撑杆预拱度调节示意图》）。
调整每组横梁（共9组横梁）上的4个可调支撑系来调节底模标高。
采用可调撑杆进行预拱度调整时，其调整值为Y1-Y2;一般应采用绝对标高进行控制底模标高，其标高为Hs（设计值）+（Y1-Y0-Y2）。
模板预拱度调整完成后，做好预压测量观测点标记与记录后即可进行预压试验。
状态一、在底板上堆载箱梁底板混凝土的重量且均匀分布，每次荷载堆放方式尽量与混凝土重量分布形式接近，荷载堆载完成后测量每个观测点2遍；
状态二、在腹板对应范围内堆与腹板混凝土重量相等的荷载，荷载堆载完成后测量每个观测点2遍；
状态三、在翼缘板上堆载与翼缘板混凝土重量相等的荷载，荷载堆载完成后测量每个观测点2遍；
状态四、在顶板对应范围的底板上加载与顶板混凝土荷载相等的荷载，荷载堆载完成后测量每个观测点2遍；
状态五、增加施工荷载（为箱梁混凝土重量的10%），施工荷载均匀分布，持荷时间24小时。
按加载完毕、12小时、24小时三个阶段测出移动模架各测点变形值，按上述相反顺序卸载后测量移动模架各测点标高、挠度并做好记录。
通过测量计算出堆载前后的实测变形挠度值。
对比理论挠度值与实测挠度值的差值，修正理论计算预拱度值，以此作为第一孔箱梁浇注时的一期恒载作用下移动模架变形值。
（三）预压步骤具体操作
移动模架模拟箱梁施工过程加载与卸荷的顺序按以下框图进行。
第一步：
预压前准备工作
预压前的准备工作：
①、模架的底模、侧模初始状态的设定（先按箱梁相应断面的设计标高暂定）。
②、预压材料过磅及装袋（可过磅几袋砂，取其平均重量作为单袋砂重量推算其他砂袋重量）、堆放等工作。
③、场地照明设备的安装。
④、人员组织、机械设备与测量仪器的配备（需要电子水准仪1部，全站仪1部）。
⑤、观测点的设置
DXZ40/1300型移动模架在预压过程中测量观测点分布情况如下：
由于实际预压施工中，模板布置的观测点因堆载影响，难以进行测量，故只在移动模架主梁、横梁上进行布点：
四个支点千斤顶主梁顶部观测点各1个点；9道横梁中点各1点；9道横梁与主梁相接位置处主梁底观测点各1点，总计观测点58个。
初始状态的观测：
在完成观测点的布设后进行各观测点初始读数的观测，并做好记录。
箱梁施工“预压-卸载”试验流程图
预压试验观测点布置图
第二步：
“状态一”加载模式
“状态一”的加载模式主要模拟完成底板混凝土浇注施工过程，其荷载按均布于底板上考虑如图2。
“状态一”加载后立即进行各观测点观测，观测至少2遍。
图2“状态一”加载示意图
第三步：
“状态二”加载模式
“状态二”的加载模式是模拟腹板砼基本浇注完成，翼缘板与顶板尚未浇注状态下受力状态，具体加载示意如图2。
“状态二”加载后立即进行各观测点观测，观测至少2遍。
图3“状态二”加载示意图
第四步：
“状态三”加载模式
“状态三”的加载模式是模拟箱梁翼缘板砼浇筑完成时的状况，其加载示意如图4。
“状态三”加载后立即进行各观测点观测，观测至少2遍。
图4“状态三”加载示意图
第五步：
“状态四”加载模式
“状态四”的加载模式是模拟箱梁翼缘板砼浇筑完成时的状况，其加载示意如图5。
“状态四”加载后立即进行各观测点观测，观测至少2遍。
图5“状态四”加载示意图
第六步：
“状态五”加载模式
加载过程的观测：
“状态五”是模拟预压施工过程中最不利的受力状态：
超载预压。
超预压荷载取梁体重量的10%，其加载示意如图6。
“状态五”加载后立即进行各观测点观测，观测至少2遍。
图6“状态五”加载示意图
测量观测必须全过程进行，测出以上六个过程的每个观测点标高变化情况，若发现变形量异常必须立即停止加载进行应急处理，查找原因处理后才能继续进行。
第六步：
持荷观测
完成“状态五”加载后应持荷观测24小时。
按加载后、12小时、24小时刻各观测一次，并做好记录，若发现异常应及时上报，进行应急处理。
应急处理措施：
于二根主梁跨中底各用枕木搭设一个临时支墩，临时墩顶与移动模架钢梁距离控制在12cm，若发现异常，用钢板与枕木垛顶紧，使临时支墩能发挥作用。
第七步：
卸载观测
卸载观测是“加载预压”的重要一环，通过各级荷载的卸载观测可推算出移动模架在各级荷载作用下的弹性变形量与残余变形量，卸载观测过程与加载观测过程相反，其过程如下：
状态（五）——状态（四）——状态（三）——状态
（二）——状态
（一）——初始状态
卸载时每完成一级卸载均待观察完成、做好记录再卸下一级荷载。
第八步：
预压过程的总结，“预压——卸载报告”的编写
对移动模架在使用过程中的安全性、可靠性进行评估，对各观测断面的观测点在各施工阶段的非弹性变形、弹性变形量的计算，对支撑点、跨中、纵梁段与横梁的抬高值的确定。
（四）DXZ40/1300移动模架预压注意事项
①、对预压压重应认真称量、计算，对砂的含水量的变化，称量时应对天气情况进行记录，由专人负责。
为了保证预压吨位的准确性和加载不发生突变，预压时准备防雨材料布等以避免进行中雨水过大使预压荷载过多。
②、压重所有材料应提前准备至方便起吊运输的地方。
③、在加载过程中，要严格按加载程序详细记录加载时间、吨位、位置，测量要全过程跟踪观测。
未经观测不能加载下一级荷载。
每完成一级加载应暂停一段时间，进行测量，并对DXZ40/1300移动模架进行检查，发现异常情况停止加载，及时分析，采取相应措施。
④、观测过程要贯穿于模架预压全过程，在此过程要统一组织，统一指挥。
⑤、模架变形观测精确至0.1mm，观测过程中前后置尺地方要保持一致。
故观测点一定要在主梁、横梁上用红油漆标明。
六、测量结果记录表格
每级荷载加载按《移动模架预压高程数据记录表》表格进行如实记录，为挠度分析提供数据。
移动模架预压高程数据记录表
观测点位
观测时间
空载高程（mm）
加载状态一高程（mm）
加载状态二高程（mm）
加载状态三高程（mm）
加载状态四高程（mm）
加载状态五高程（mm）
卸载状态四高程（mm）
卸载状态三高程（mm）
卸载状态二高程（mm）
卸载状态一高程（mm）
初始状态高程（mm）
56号墩主梁支点1
56号墩主梁支点2
11
12
13
21
22
23
…
181
182
183
57号墩主梁支点1
57号墩主梁支点2
非弹性变形值=空载高程-初始状态高程；弹性变形值=加载状态五高程-初始状态高程。
另外，根据各级荷载之间的差值，可以大体看出持续荷载对移动模架变形的影响程度。
根据测得的数据绘制弹性、非弹性曲线图，看是弹性变形是否满足反拱二次抛物线方程：
y=（-4f/L2）×x2+（4f/L）×x，是否存在突变点。
七、移动模架底模预拱度设置与调整
（1）梁底模板设置预（反）拱的计算：
保证线路在运营状态下平顺，即梁体上下结构表面坡度与设计坡度一致。
梁底模板跨中设置的拱度值△L如下式：
△L=L1-L2（mm）
L1:
模架等载预压时底模跨中的挠度值（弹性变形值）。
L2:
张拉及混凝土收缩徐变引起的上拱值。
因二期恒载在120～140KN/m范围内跨中反拱值为18.4mm～16.6mm，故L2最大值取17mm。
根据上式计算，△L若为负值，则在跨中设预拱；若为正值，则设反拱。
跨中至支座顶，则按△L值到0mm，按二次抛物线过渡。
（2）预拱度的设置
根据计算所求得的预（反）拱度值，以两支座处为“O”，通过横梁支撑螺旋千斤顶调节，以抛物线型逐步过渡到跨中最大。
经标高复测无误后，应将螺旋千斤顶锁定，防止载荷期间，丝杆回缩。
（3）预拱度的调整
以等载预压的实测挠度值、张拉及混凝土收缩徐变引起的理论上拱值计算而设定的第一片梁的预（反）拱值，可能在实际施工中达不到理想的效果。
应根据第一片梁施工后的实测效果，进行修正后在第二片梁拱度设置上作一些调整，逐步修正调整，达到理相状态。
调整过程中应综合考虑实际施工过程的沉降量与“预压—卸载”弹性下沉量存在一定的偏差，分析其原因后进行及时调整，保证误差最小。
主要原因分析：
a.预压过程是模拟施工过程，预压材料的尺寸与实际钢筋混凝土性状具有较小的差异；腹板的压重材料对侧模侧压力较小。
b、张拉时实际砼弹性模量值比估算设定值大。
在移动模架使用过程中，由于移动模架本身为钢结构体系，移动模架的各部位特别是主梁始终处于应力状态，加上外界环境因素（环境温度、温差、风力的大小、钢筋和混凝土荷载的变化）的影响，梁体必定会产生挠度变形，而这些挠度变形若控制不好，将直接影响到移动模架本身施工时的安全，也会影响现浇箱梁的线型，从而影响桥梁的运行安全。
因此在使用过程中，除通过预压掌握移动模架的弹性变形外，还需要在施工过程中，对其挠度变形进行进一步监控。
移动模架在施工过程中的监控是一个“施工一测量一计算分析一修正”的循环过程。
施工过程中由测量人员在施工过程中严格采集测量数据，然后对测量数据进行分析，获得参考数据，然后根据参考数据进行下孔梁的预拱度设置，指导下一片箱梁的施工。
移动模架的挠度变形观测采用电子水准仪，按照二等精密水准测量的标准进行测试。
特别强调的一点是测量水准点的布置应该布置在桥梁附近硬质地基上。
不得设置在桥台或已施工完毕的箱梁顶部，防止桥墩台基础的沉降和张拉力的影响及箱梁混凝土的徐变引起观测数据的不准确。
水准点应该布置2个以上，以便互相校核。
八、质量保证措施
1、铺设底模、侧模后测量前应加强对移动模架的全面检查，确保移动模架在荷载作用下无异常变形。
2、由于移动模架依靠前后支腿受力，加载重量较大，因此在加载及卸载过程中必须随时对前后支腿情况进行观测，以免发生意外。
如有异常变形，应及时通知现场技术人员立即停止加载，在采取足够的加固措施后方可继续加载，以免出现重大安全事故。
3、加载及卸载过程应加强施工现场安全保卫工作，确保各方面的安全。
4、沉降观测仪器为专用精密仪器，要专职测量人员负责；
5、测点要固定，用红油漆提前做好标识；测点应布置在横梁或支点对应主梁的中间位置处。
6、不能随意更换测量人员，防止出现人为误差；
7、专人负责对水准点位置进行保护；
8、如实填写观测数据，绘制弹性和非弹性曲线。
如出现意外数据，应分析原因，不得弄虚作假。
9、观测过程如局部位置变形过大，应立即停止加载并卸载，及时查找原因，采取补救措施。
10、堆码砂袋一定要按施工设计方案认真堆码，确保模拟状态接近实际状态。
九、安全保证措施
1、进入现场必须遵守安全生产纪律。
2、吊装时必须有统一的指挥、统一明确的信号。
3、作业人员上班前不得喝酒。
4、作业人员禁止穿硬底鞋、高跟鞋、塑料底鞋和带钉的鞋。
5、吊车行走道路和工作地点应坚实平整，以防沉陷发生事故。
6、起重吊装所用之钢丝绳，不准触及有电线路和电焊搭铁线或与坚硬物件磨擦。
7、吊装区域应设置警戒线，危险点须设专人监护。
8、吊机驾驶员、指挥员必须持证上岗。
9、起重机工作前应检查距尾部的回转范围50cm内无障碍物。
10、起重臂最大仰角不得超过制造厂规定。
11、起吊时的一切动作要以缓慢速度进行，吊车司机严禁同时进行两个动作的操作。
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