中国市政工程协会
China  Municipal  Engineering  Association
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砂当量的研究之砂当量方程的建立与讨论及应用

发表时间：2014-07-10 09:18
　　1 工程概况
　　金州大桥位于大连市金州新区，是辽宁省滨海公路上一座特大桥，横跨沈大高速公路与在建的哈大客运专线，桥下为新建城市道路。桥孔布置为（20×40+130+27×40）m，桥梁全长2010m.移动模架施工范围为0#～20#墩，21#～29#墩，共计56孔40m箱梁，按计划配置两台40m移动模架施工。
　　2移动模架主要结构部件
　　MSS移动模架系统（move support system）是世界桥梁施工的先进工法，主要由牛腿、推进平车、主梁、鼻梁、横梁、外膜及内膜组成，每一部分都配有相应的液压或机械系统。施工时无需在桥下设置模板支架，而采用两个支撑在牛腿上的钢结构主梁支承外模板，两主梁通过牛腿支架支撑在插入桥墩中的托梁上，通过推进小车、液压系统、电气系统等作为自行整体移动的依托，在桥轴线处进行分合，从而完成逐孔现浇梁片的造桥设备。移动模架各组成部分结构功能简介如下：
　　（1）牛腿：牛腿采用横梁与桁架组合式结构，通过墩身预留孔支撑在墩柱上，从而完成将施加在主梁上的荷载传递到桥梁墩柱上。本工程墩高从19m～31m不等，根据工程实际情况，设计方案采用牛腿拆装式移动模架系统，共设置三对牛腿系统，施工时只要用其中二对，另一对牛腿先安装在下一孔桥墩上，以缩短移动模架的施工周期。
　?。?）推进平车：推进平车安装在牛腿上，每台平车上配有两台推力390KN行程500㎜横向移动液压缸、两台推力2600KN行程350㎜的竖向顶升主液压缸和一台推力490KN行程1000㎜纵向顶推液压缸。推进平车上下表面分别安有高密度聚乙烯滑板，通过三向液压系统可以使主梁在横向、顺桥向及竖向正确就位。    （3）主梁：移动模架系统主梁为一对钢箱梁。根据计算，主梁刚度按最大净挠度≤1／500施工跨径控制，最大净挠度控制在80㎜以内。主梁长度约为52m，分为四节，节间用高强螺栓连接。
　?。?）鼻梁：主梁两端设有前后鼻梁，长约21m，分为两节，节间也用高强螺栓连接，起到支架向下一孔移动时的引导和承重作用。
　　（5）横梁：横梁为焊接钢箱梁形式，同一断面上每对横梁间销连接，横梁上设有销孔，以安置外膜支架。横梁通过机械支撑系统进行竖向和横向调整。
　?。?）外膜：外膜由底板、腹板、肋板及翼缘板组成。底板分块直接铺设在横梁上，并与横梁相对应。腹板、肋板及翼缘板也与横梁相对应，并通过在横梁设置的模板支架及支撑来安装。
　?。?）内膜：移动模架系统的内膜系统采用小块组钢模板以方便拆装，加快施工速度。
　?。?）液压系统：每套液压系统有液压站、液压缸、液压管路和电气控制系统组成。液压站驱动电动机通过联轴器驱动轴向恒功率变量柱塞泵，移动模架主梁作纵、横、竖方向移动时，油泵通过并联多路换向阀向纵、横、竖移动油缸供油，系统工作压力有多路换向阀前阀所带的溢流阀限定在32Mpa.
　　3 移动模架系统的组装与施工
　　⑴施工准备：拼装前对拼装现场进行平整、压实处理，并预先浇筑好的砼墩以便将主梁垫起进行连接拼装。拼装场地填铺石碴和碎石进行硬化，以保证足够承载力，确保大型吊车和其他吊装设备能安全顺利地到达现场。
　?、颇＜芷醋埃合冉辛河肱Ｍ劝沧霸谇哦丈?，二者都要严格的进行水平调整后方可上推进平车；主梁为了方便运输，单片主梁分为4节段（共约85吨），现场用高强螺栓连接拼装成整体（高强螺栓用扭力扳手拧紧，必须达到计算的扭力），同时安装配重托架与横梁螺旋顶。后用一台 200吨和一台300吨吊机一次性吊装到牛腿横梁的平车上（若无大型吊机时，也可在每节段处搭设临时墩逐节段拼装）。主梁拼装完毕后，接着拼装横梁，待横梁全部安装完成后，主梁在液压系统作用下，横桥向、顺桥向依次准确就位。在墩中心放出桥轴线，按桥轴线方向调整横梁，并用销子连接好，然后安装混凝土配重块。最后铺设底板和侧模、肋板及翼缘板。侧模底边坐在底模上，通过螺栓与底模连结，支撑采用螺旋丝杠与造桥机主梁联结成一整体，以增加体系的抗弯刚度，减少模板的变形，通丝杠可调节模板上口尺寸。移动模架拼装时要求各部位之间连接可靠，拼装完后要通过认真地全面检查，确认安全可靠后方可用作上部结构施工使用。
　　⑶荷载预压：移动模架预拱度的调整是施工中的重点，通过加载试验观测设备的挠度变形值。试验采用砂袋堆载的方法逐级加载，直至加至与混凝土等载，应注意箱梁腹板与顶底板处荷载不同，以保证移动模架系统的受力与实际浇筑混凝土时一致。持荷48小时，观测设备各构件、零部件的变形量和沉降量，及主梁和模板的挠度变形值，并作好记录值。现场根据实际测量值与理论计算值对比确定第一孔的预拱度调整值。移动模架的挠度值主要有三部分组成：
　　a、混凝土自重产生的挠度值；
　　b、预应力钢束张拉产生的反拱值，支点间按抛物线计算；
　　c、牛腿压缩产生的变形值。
　　因此，模架预拱度数值=模架弹性变形值＋支腿沉降变形值＋张拉起拱值
　　通过预压消除结构非弹性变形，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。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。
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　　①模架合模后，液压系统左右移动调节底模的平面位置，通过主梁液压千斤顶调节支座处模板的高程，再由主梁上螺旋千斤顶通过横梁调节底模及顶板预拱度，。
　?、诎沧坝谰眯灾ё采璧装寮案拱甯纸?、预应力钢束。
　　③底板腹板钢筋及预应力钢束验收合格后，安装内模。
　?、苣谀Ｑ槭蘸?，安设顶板钢筋及预应力钢束。
　?、菰谝碓蛋宀嗄６ゲ?，安装全幅振捣梁，控制混凝土高程及平整度（条件不具备时，在腹板钢筋顶部焊接滑移轨道并安放振捣梁）。
　?、奕抗ば蜓槭蘸细窈?，浇筑箱梁混凝土并养生。
　?、叽炷亮淦诤颓慷却锏缴杓苹蚬娣兑蠛?，进行预应力钢束张拉、孔道压浆。
　　⑧张拉压浆完成后，通过液压缸使主梁下移脱离梁体（液压缸伸长值为零），当移动模架过孔时，解开底模横梁销轴，左右两组外模通过液压系统横移开模，用液压缸顶推纵移模架至下一孔，向内横移带动外模合拢，连接横梁销轴合模，进行下一孔施工。
　　4高强螺栓的连接施工
　?。?）高强螺栓连接在施工前対连接实物和摩擦面进行检验，表面上和螺栓螺纹内有油污或生锈的应以煤油清洗，清洗后于螺母的螺纹内及垫圈的支承面上涂以少许黄油，以减少螺母与螺栓间的摩擦力。
　?。?）安装时要注意垫圈的正反面，螺母有圆台面的一面朝向垫圈有倒角的
　　面；对于六角头高强度螺栓连接副靠近螺栓头一侧的垫圈，有倒角的一面应朝向螺栓头。
　?。?）高强螺栓用气动扳手初拧后，用标过的扭矩扳手进行终拧，对欠拧者
　　补拧，超拧者更换后，重新补拧。对于大六角头高强度螺栓连接副，拧紧螺栓时，加到螺母上的扭矩值M和倒入螺栓的轴向紧固力（轴力）P之间存在对应关系：
　　M=K*D*P
　　式中   D--螺栓公称直径（mm）
　　P--螺栓的轴力（KN）
　　M--施加于螺栓上的扭矩值（KN.m）
　　K--扭矩系数
　　高强度螺栓连接副的扭矩系数K是衡量高强度螺栓质量的主要指标，该值由厂家根据试验数理统计值取得并提供。
　　5 移动模架操作注意事项
　　5.1落模时操作事项
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　　⑵不能在主梁尚未落到位，提前打开所有的横梁销子，这样易造成设备倾斜失稳。
　　5.2模架开模操作事项
　?、拍＜芸Ｇ坝Ｍ群崃河胄〕档哪Σ撩媲謇砀删唬裨蚧岬贾滤姆迥ニ?，横移困难，甚至横移不动。
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　　⑶检查墩顶处模板、钢管架等是否已拆除。
　　⑷操作滑移小车横移油缸，模架开模直至模板让开墩身。
　?、苫菩〕岛嵋朴透妆匦氡３滞?；左右两侧主梁（鼻梁）打开的宽度保持一致，误差不超过500mm。