ZQM800移动模架桥位造桥机

ZQM800移动模架桥位造桥机摘要：详细介绍了移动模架桥位造桥机的构造和工作原理，结合实际介绍了施工工艺，提出了今后的研究方向。关键词：造桥机；桥位；施工工法；应用；研究一、桥位制梁顾名思义，桥位制梁就是在桥原位（桥墩上）灌注混凝土梁体，拆除模板后，梁体就直接座落在桥墩上。这一施工工法在西欧、日本及中国台湾比较流行，而随着用于桥位制梁的施工设备——移动模架造桥机的引进、消化、吸收后，桥位制梁的施工工法在国内也逐步推广开来。在深沟峡谷、场地狭窄等恶劣的施工地况处，采取移动模架造桥机进行桥梁施工具有较大优势，同时在陆地或浅水中建造多跨梁，它同样可以方便快捷的完成施工。一般情况下，建造一跨32米跨桥梁所需要的时间为10～12天。利用移动模架造桥机进行桥位制梁具有下列优点：（1） 机械化程度高，劳动力投入少；（2） 工作场地紧凑，无需制梁场和存梁场；（3） 桥位就地制梁，无需运梁设备和架梁设备；（4） 模架在高处前移方便迅速，不妨碍桥下交通；（5） 适用范围广，可造连续梁或简支梁，可用于高墩和矮墩。二、施工机械移动模架桥位造桥机是一种自带模板，利用两组钢箱梁支承模板，对混凝土梁进行逐孔现场浇筑的施工机械。实际上是一种自动化程度较高的可自行移位的混凝土制品工厂。与架桥机相比，它是将制梁、运梁、架梁等工作合为一体的施工机械。ZQM800造桥机采用桥面下桥墩承台支承，逐孔向前施工法的方案。见图一。本造桥机直接用于秦沈客运专线小凌河大桥建造32m双线简支箱型PC梁。更换部分模板并略作修改后可建造20m～32m简支或连续箱形PC梁，其模板系统可用于预制梁场制相应混凝土梁。本机既可建造直线桥梁又可建造曲线桥梁。图一  ZQM800移动模架桥位造桥机（一）工作原理造桥机工作时，整个模架在靠墩旁托架支撑的支承台车作用下，可实现纵移、横移、竖移。底模在横移油缸作用下，实现开合并可通过底模螺杆调整高程。内模在内模小车的作用下实现走行、开、合动作。而模板成形面则靠螺杆来支撑并调节，支撑螺杆将力传给主梁。墩旁托架和支承台车靠另外的设备器具向前方桥墩移位。模架纵移时在判断无障碍物后由油缸基本同步地顶推（或拉）移位。内模系统由一个内模小车作为工具车逐段将全跨长内模板背负走行并开、合。浇混凝土时内模板靠螺杆支撑。两台10t龙门吊在侧模板上走行作业。所有模板系统均有微调机构，既可靠油缸整体脱模又可通过螺杆单独脱模。浇筑连续混凝土梁时，一般混凝土梁的分段位在反弯点处，则造桥机前支点用墩旁托架及台车支承。后支点另挂于已浇好的混凝土梁段处，其余动作原理同上。（二）主要技术性能                         项     目 参     数整机性能参数 施工方法                 整跨段逐孔向前现场浇注适应范围 24m；32m简支（或连续）PC箱梁支承型式 桥面下墩台支承现浇PC梁重 小于800t现浇桥梁最小曲线半径 1000m主梁长度 全长75m；其中钢箱梁40m辅助门吊 起重量10t；起升高度4.5m。两台运输条件 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 585t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 移动时允许最大风压 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 10m/min模架横移速度 0.46m/min模架纵移速度 0.87m/min此表格系建造32m简支梁时的参数，建造其它桥型时，参数稍有变化。（三）主要构造ZQM800造桥机自下而上可分为墩旁托架、支承台车、主梁、内外模板系统、辅助门吊、电气及液压系统等。见图二。图二  ZQM800移动模架桥位造桥机工作状态1 墩旁托架  2 支承台车  3主梁  4 外模及支撑        5 内模及支撑  6 门吊  7 电气系统  8 液压系统现分别简述如下。1、墩旁托架墩旁托架起着将整机载荷和施工工作载荷传到桥墩的作用。托架采用承台支承结构，分为左右两部分。两部分之间采用扎丝锚连接。托架上平面设有导向滑轨，便于模架的横向移动，托架下部通过立柱支承在墩身承台上。托架与桥墩之间设有带橡胶垫的螺旋顶，便于力的传递和调整。2、支承台车支承台车包括车轮组、支承架、模架前移机构、模架顶升机构及横移机构。车轮组采用两级平衡梁安装，便于各车轮受力均衡，在其外侧墙板上设有反钩，钩住主梁外侧，对模架侧向稳定起保护作用。    支承架采用框架式金属结构。其下部设置铜滑板，使支承台车可在墩旁托架上沿横桥向滑动。模架可在竖向、横向、纵向以及适量水平转动等四个方向运动，均可依靠几种不同的油缸来实现。模架前移油缸安装在台车架上，活塞杆与顶推滑板相连，顶推滑板可在主梁底部的纵移孔板上滑动，安装上销轴，即可利用油缸来完成模架的纵向移动。    模架横移油缸同样安装在台车架上，活塞杆与活动安装座相连，活动安装座可在墩旁托架上滑动，安装销轴，即可利用油缸来完成支承台车在墩旁托架上的移动，内侧车轮的轮缘推动主梁底部的车轮轨道，这样就实现了模架在沿桥横向的运动。模架顶升油缸安装在墩旁托架上，施工时，顶升油缸将整个模架顶起，使车轮离开轨面。移动时，顶升油缸缩回，脱模，使主梁坐落在车轮上，以便完成横向、纵向移动。顶升油缸设置液压锁和机械锁，以确保浇混凝土施工时的安全。3、主梁主梁由中部承重钢箱梁及两端钢桁导梁组成，承重钢箱梁抗扭能力强，分节段制造，节段之间采用螺栓联接。减少节段数量可适应20m至32m桥跨的需要。通过底模桁架将两片主梁连成整体，底模板通过螺旋千斤顶支撑在底模桁架上，侧模板通过撑杆支撑在主梁上部。导梁采用桁架形式，主梁前后各一段。它与箱梁之间采用铰接，带调整螺杆。可适应建造不同曲率半径和不同纵向坡度的桥梁。在主梁的外侧面设置有平台，其上放置配重。4、内外模板系统外模是为32 m简支梁而设计的，根据梁型特点，外模板设计有首尾两种异形模板，中间标准模板及梁1/4、3/4处有锚柱位置的异形模板，各模板之间相互联接，亦与底模相联。内模系统由内模标准段、内模非标段、内模小车、轨道、模板密封条、螺旋撑杆及垫块等组成。其中内模小车由车架、撑杆、车轮、液压站、油缸、走行液压马达、电缆卷筒等组成。内模小车可逐段运输、安装和拆卸内模板。5、辅助门吊为配合施工，本造桥机的外侧模上配置了两台10吨的龙门吊机，可将分段制造的钢筋笼整体吊装。（四）施工工艺施工工艺流程可按下列步骤进行：（1）造第一孔梁安装墩旁托架及支承台车→主梁安装就位→外模系统安装→门吊安装→扎钢筋、布管→内模系统安装→检测、调整模板、补缝→扎顶板钢筋→全断面快速浇注混凝土→检测浇注清况→养生、安装前方墩旁托架→脱开外侧模异形板；脱开内模标准段一至两节→施加预应力、压浆→检测→进入下一操作循环。（2）正常作业循环在已制梁面上分段或分片扎制钢筋→门吊落位于已浇梁面→检测、调整前方已装好的墩旁托架→清理造桥机上杂物→除内模系统外将造桥机整体下放100mm左右→松开底模桁架中部连接螺栓→两组模架基本同步向两外侧横移→检测纵移是否有障碍→两组模架基本同步向前移动→调整墩旁托架横向顶块→整机纵移到位→两组模架基本同步向内侧横移到位→连接底模桁架→调整外侧模、底模→检测→门吊落位→吊装或扎制钢筋骨架→安装内模轨道支点→内模小车将内模板从已完成梁腔逐一拖出安装就位→检测→绑扎或吊装顶板钢筋→全断面快速浇筑混凝土→检测→养生→拆除后方墩旁托架安装于前方桥墩；在前一孔已制梁面上扎下一孔梁钢筋→脱外侧模异形板；脱开内模标准段一至两节→张拉、压浆→检测→进入下一循环。（五）施工周期设计施工周期见下表：施 工 周 期 表       天数               项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12拆模、移模架 装外模并调整 扎或吊装底板，侧板钢筋，铺内模轨道 内模就位，安装锚具 扎顶板钢筋，补前一孔梁，质检 浇筑，养生 施予应力，压浆 为了消除天气、气候对施工周期的影响，施工单位可在移动模架上架设临时帆布雨棚，以保证全天候工作。用户可在模架上设置包围混凝土梁的养护罩。（六）实际应用ZQM800移动模架造桥机于2000年10月安装于秦沈客运专线小凌河桥32＃至31＃墩，然后空车走行至31＃和30＃墩处，10月22日上午浇第一片梁体混凝土，10月底初张拉完成，脱模、走行十分顺利，梁体其外观质量美观。至小凌河桥工程完毕共完成十一孔32m梁的建造，混凝土梁体质量合格。其中最快施工周期可达10～12天/孔。三、今后的研究方向实践表明，ZQM800移动模架造桥机设计先进，其技术性能和设备配置满足施工实际需要，采用造桥机原位整体现浇制梁的施工工法是可行的。但是，实践也表明，移动模架造桥机必须不断地完善和改进，以便在我国的桥梁建设和发展中起着更大的作用。采用造桥机原位整体现浇制梁的工法，应从下面几个方面进一步加以研究。首先，造桥机制造单位和桥梁设计部门应该保持密切合作，经常沟通，在桥梁跨度、桥墩形式、梁型等各方面达成共识，使造桥机的适用范围进一步扩大。其次，造桥机制造单位和施工单位也必须充分沟通，让使用者了解和熟悉造桥机的各种功能和使用注意事项，避免在工地出现质量事故。最后，制造单位必须在下述问题上不断地完善和改进造桥机，比如，墩旁托架向前方桥墩运输和安装必须要辅助设备的问题，弹性模床对混凝土梁体成形的影响的定量分析，内模系统进一步简化，整机重量进一步降低等等。