MSS3200移动模架预压施工工艺.docx
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MSS3200移动模架预压施工工艺
MSS3200移动模架预压施工工艺
一、编制依据及编制原则
1、编制依据
根据白马河特大桥32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32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。
移动模架组装后应进行模拟箱梁施工过程的加载预压。
2、编制原则
贯彻“安全第一、预防为主”的原则，完善规章制度，狠抓现场各项机械设备的操作规程与制度、措施的落实，确保预压安全目标的实现。
借鉴挂篮预压相关技术和施工经验，重视移动模架结构预压过程的安全与技术控制措施，确保预压材料的物资准备、规范预压过程测量工作的要点，顺利实现首片梁按预定时间灌注与后续工序的施工。
在确保施工人员和设备安全的基础上，按照50%、75%、100%、102%逐步加载试验的方法，获取每个阶段的测量数据，分析处理测量数据，制定合理的移动模架纵、横梁预拱度值，达到有效控制现浇梁线形的目的。
二、移动模架的概况
移动模架是世界桥梁现浇梁与预制拼装的先进施工工法。
施工时无需在桥下设置模板支架，采用两个支撑在牛腿上的钢结构主梁支承模板系统，两主梁通过牛腿支架支撑在桥墩柱或承台上。
MSS3200移动模架系统采用下承式，主要由承重系统、移动系统、模板系统三部分组成。
承重系统由牛腿、主梁、横梁三部分组成，移动系统由鼻梁、推进平车、C形梁组成，模板系统由外模及内模组成。
每一部分都配有相应的液压或机械系统。
下面简略介绍MSS3200移动模架系统的主要构件：
①牛腿：
牛腿为钢箱梁式结构，通过牛腿支腿支撑在承台上。
牛腿横梁及支腿共有三对，它的主要作用是支撑主梁，将施加在主梁上的荷载传递到承台上。
每个牛腿顶部滑面上安装有推进平车。
并配有一对横向顶推液压油缸、一对竖向顶升液压油缸和一个纵向顶推液压油缸。
主梁支撑在推进平车上。
推进平车上表面安有聚四氟乙烯滑板或高密度塑料板，通过三向液压系统使主梁在横桥向、顺桥向及标高上正确就位。
②主梁：
移动模架造桥机主梁为一对钢箱梁。
分为三节。
节间用高强螺栓连接。
主梁两端设有鼻梁，起到支架向下一孔移动时的引导和承重作用。
主梁横断面尺寸为1800mm2800mm39870mm，材质为Q345B。
③横梁：
横梁为焊接工字钢结构，每对横梁间为销连接，外模板支撑在横梁上。
横梁通过机械螺旋系统进行竖向和横向调整。
模板横梁断面尺寸为300mm1200mm13660mm，材质为Q345B。
④外模：
外模由底板、腹板及翼缘板组成。
底板分块铺设在横梁上，并与横梁相对应。
每对底板沿横梁销接方向由普通螺栓连接。
腹板及翼缘板也与外模板支撑梁相对应，并通过在支撑梁设置的模板支架及支撑来安装。
外模板按33.45m的长度设计。
平曲线通过模板分块间的相对移动来调整。
外模板主要由10mm面板与工型钢、6mm面板与角钢和槽钢组拼而成。
材质为Q235B。
⑤内模：
采用小块组合钢模板配型钢支撑架。
三、移动模架预压时的状态
32m简支梁采用等高设计，梁体跨中高度为2.8m，至梁端2m处渐变至3m。
线间距为4.6m的部位，箱梁顶桥宽为13.0m，线间距大于4.6米至5米的部位，箱梁顶板宽为13.4m。
由于全桥32米简支梁均处于桥梁的曲线段，钢筋混凝土与预应力采用曲线梁通用图施工。
移动模架在首跨与第二跨施工中，因有桥台阻碍，后端鼻梁与前端C梁暂不安装，待第三孔正常状态时，全部安装模架的所有结构。
在第一跨施工状态时，主梁一端必须支撑在临时支墩上，开模行走时，在两跨中间搭设临时支撑，使用前移千斤顶顶推，使移动模架过孔就位。
移动模架造桥机系统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；
c、牛腿沉降产生的挠度值。
移动模架预压的目的是为了获得混凝土自重作用下模架系统产生的挠度值的精确测量资料。
第一孔梁施工前预压由于没有安装牛腿，仅为获取混凝土自重作用下模架纵、横梁系统与基础的变形值。
四、预压施工的管理与资源配置
1.移动模架制梁属新工艺，操作工人没有成熟的经验，给施工管理提出了很高的要求，为了确保工期、质量、安全，三公司成立了移动模架预压现场领导小组，形成一套模架预压的作业班组管理体系。
管理人员设副经理各一名，技术干部2名、装吊技术工人4人、测量工4名、试验工2名。
其各类工程人员配置如下表1：
表1移动模架施工人员配置表
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
后勤人员
10
技术人员
2
测量工
4
试验工
2
施工人员
装吊工
6
机械工
4
电工
2
修理工
2
电焊工
2
其它人员
30
2、预压施工机械设备配置
表2主要机械设备配备表
序号
设备名称
规格型号
数量
拟用于何处
序号
设备名称
规格型号
数量
拟用于何处
1
移动模架
MSS32-900
1套
制梁现场
5
千斤顶
YDL350型
12台
顶梁用
2
轮胎吊车
25T
2套
吊装砂包
6
电动油泵
ZB4-500型
12台
顶梁用
3
装载机
ZL40E
2台
砂包运输
7
履带吊机
50T
2台
吊装钢板
4
挖掘机
PC200
2台
便道维修
8
自卸车
10T
3台
运输钢板
9
发电机
500kw
1台
制梁现场
10
电焊机
各类
2台
加固结构
3、预压材料供应
32m简支箱梁每片梁C50混凝土315.2m3，Ⅰ级钢筋2t，Ⅱ级钢筋55.5t，钢铰线12.4t。
箱梁封锚后浇段有1.4m3，预压重量为313.6m3。
采用全断面模拟荷载进行预压，预压材料钢板主要为200*8482*14~16mm钢板约700吨，其它辅助材料200余吨。
表3MSS3200移动模架首跨浇注状态主梁挠度
横梁编号
主梁总挠度（mm）
主梁净挠度（mm）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
表4MSS3200移动模架中间跨浇注状态主梁挠度
横梁编号
主梁总挠度（mm）
主梁净挠度（mm）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
五、移动模架现浇简支梁预压施工
移动模架安装完成后，应检查所有构件的连接质量和构件的焊接质量与安装质量，确认各项指标均符合设计要求，验收合格后方可进行荷载压重试验施工。
（1）预压重量的计算
预压重量按MSS3200移动模架在箱梁施工过程中最不利状况：
现浇32m箱梁混凝土施工完毕状态进行考虑，其箱梁浇筑过程的荷载如下（见表11）：
内模重量：
17.7t，浇注混凝土体积：
313.6m3，混凝土重量：
784t；钢筋、钢绞线重量为71t，合计荷载总和为872.7t，施工荷载为总荷载的2%，为17.5t，总计预压荷载为890.2t。
注：
施工附加荷载按砼重量的2%。
钢筋混凝土配重块重量未计算。
预压荷载=梁体重量+内模重量+2%附加荷载=890.2T。
（2）荷载预压
造桥机拼装完成后，首先根据计算书中提供的理论挠度值进行预拱度调整。
共调整9组横梁下面支撑在主梁箱梁体内的支撑螺旋千斤顶。
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。
荷载采用钢板堆载的全断面等载预压方法：
状态一、预压50%荷载重量全部压在底板与腹板位置处，先堆载箱梁底板混凝土的重量且均匀分布，再将荷载均匀堆在腹板位置处，每次荷载堆放方式尽量与混凝土重量分布形式接近，50%荷载堆载完成后测量每个观测点至少2遍；
状态二、增加25%荷载重量，先完成腹板位置处荷载，再将顶板荷载堆载在箱梁底板位置处，每次荷载堆放方式尽量与混凝土重量分布形式接近，75%荷载堆载完成后测量每个观测点至少2遍；
状态三、增加25%荷载重量，堆载在顶板和翼缘板以及底模处；
状态四、增加施工荷载，施工荷载均匀分布，堆载的总荷载量控制在32m跨箱梁895T，持荷时间24小时即可，最多不超过48小时，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。
钢板荷载预压过程中可采用胶囊充水或砂包补充荷载的方法满足施工荷载的分布。
（3）加载顺序
MSS32-900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。
图1箱梁施工“预压-卸载”试验流程图
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、场地平整硬化，预压材料过磅及装袋，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（需要水平仪2部，全站仪1部）。
⑤、观测点的设置
MSS32-900型的移动模架在预压过程中测量观测点分布情况如下：
四个支点千斤顶纵梁顶部观测点各1个点；四个支点千斤顶下部基础观测各1点；6道横梁中点各1点；9道横梁位置处纵梁顶观测点各1点，总计观测点32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。
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、腹板钢筋、预应力筋、内模安装、顶板翼缘钢筋、预应力筋的安装等施工过程，其荷载按均布于底板上考虑如图2：
图2“状态一”加载示意图
加载过程的观测：
由于“状态一”荷载相对较小，可以考虑完成“状态一”加载后立即进行各观测点观测，观测至少2遍。
第三步：
“状态二”加载模式
“状态二”的加载模式是模拟底板砼、斜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
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砼浇筑完成时顶板、翼缘板砼的状况，其加载示意如图4：
加载过程观测：
第一级为底板砼全部浇筑完成，第二级为完成腹板砼浇筑，第三级为完成顶板翼缘板砼施工。
图4“状态三”加载示意图
第五步：
“状态四”加载模式
加载过程的观测：
“状态四”是模拟预压施工过程中最不利的受力状态，其加载过程共分为三级，第一级底板砼1.02q2，第二级斜腹板砼1.02q3，第三级顶板翼缘板砼1.02q4。
每完成一级加载均要对观测点进行观测、记录，同时测量观测贯穿于加载全过程，发现异常应立即停止加载，查找原因处理后在进行。
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“状态四”加载后应持荷观测24小时，每小时观测一次，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32m梁跨中、二根纵梁底各用钢垫块搭设一个临时支墩，墩顶与移动模架钢梁距离控制在12cm，若发现异常，用钢板与钢楔块顶紧，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（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残余变形、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，对局部刚度不足的部位提出加固方案。
（4）MSS3200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。
如雨水多，砂的含水量变化在0—6%之间。
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MSS造桥机进行检查，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、模架变形观测应采用钢板尺，精确至mm，观测过程中前后置尺地方要保持一致。
3、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-L3（mm）
L1:
模架等载预压时底模跨中的挠度值（弹性变形值）。
为负值（-）
L2:
张拉及混凝土收缩徐变引起的上拱值。
为正值（+），设计埋论值为22.5mm。
L3:
预应力60天后的残余徐变拱度值。
为正值（+），理论计算值为7.76mm。
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
每个移动模架对底模的支撑不尽一致，有的是通过横梁直接支撑底模，底模标高调整通过横梁两端的螺旋千斤顶来调节，有的采用横梁与主梁固定，通过横梁上的螺旋千斤顶来支撑底模并调节底模标高。
根据计算所求得的预（反）拱度值，以两支座处为“O”，通过底模（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、预应力60天后的理论残余徐变拱度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几乎没有侧压力。
b、部份荷载通过支座直接传递至墩台身，没有作用在模架上。
c、张拉时实际砼弹性模量值比估算设定值大。
六、质量保证措施
坚持“百年大计，质量第一”方针，按照ISO2000标准，结合本工程质量管理的特点，制定完善的工程质量管理制度，建立有效的、系统的质量保证体系，从保证质量的组织措施、管理措施及控制措施三方面入手，在分部、分项施工工序技术上严格把关。
建立系统、完善的工程质量保证体系，确保工程质量目标的实现。
操作规程如下：
（1）对进入现场的UNMW-PE型滑板，应避免直接与地面接触。
（2）主梁分3节运至现场后再拼装成一根主梁，其各节之间用螺栓连接，每一螺栓需施加相同预压力。
（3）在起吊、安装过程中无论何时都需安全操作。
（4）主梁不容许直接存放在地面上，可采用混凝土垫块或方木垫放其四角，使其悬空。
以防止主梁下轨道及其它部件污损。
（5）所有机加工件需防止雨水、灰尘等，包括螺栓、螺母及垫片。
（6）所有液压件需防止雨水、灰尘等，液压软管应存放在室内，长时间的高温及潮湿环境会损毁软管。
（7）吊装钢板时，钢板下不得操垫枕木等物体，防止荷载集中损坏模板；吊装过程中不得碰撞模板与钢梁。
七、安全保证措施
1、安全保证体系
安全生产是工程项目重要的控制目标之一，也是衡量企业的施工管理水平的重要标志。
为确保施工作业安全，我们将加强安全教育，提高广大职工的安全意识和防范安全事故的能力创建安全生产标准化工地。
2、安全保证措施
（1）移动模架操作安全保证措施
①进入现场必须遵守安全生产纪律。
②吊装前应检查机械、索夹吊环等是否符合要求并应进行试吊。
③吊装时必须有统一的指挥、统一明确的信号。
④作业人员上班前不得喝酒。
⑤作业人员禁止穿硬底鞋、高跟鞋、塑料底鞋和带钉的鞋。
⑥吊车行走道路和工作地点应坚实平整，以防沉陷发生事故。
⑦六级以上大风和雷雨、大雾天气，应暂停露天起重和高空作业。
⑧构件在未经校正、焊牢或固定之前，不准松绳脱钩。
⑨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。
⑩遵守有关起重吊装的“十不吊”中的有关规定。
⑾吊装区域应设置警戒线，危险点须设专人监护。
⑿吊机驾驶员、指挥员必须持证上岗。
⒀起重机工作前应检查距尾部的回转范围50cm内无障碍物。
⒁起重臂最大仰角不得超过制造厂规定。
⒂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。
（2）行车安全保证措施
车辆运输坚持“三个合理安排”、“五定”、“五上路”的方法。
坚持“四项车管制度”：
严格执行“三定”保养制度，定人、定位、定项分工保养。
施工时，派专人负责各种机械设备安全作业范围监督、检查，杜绝伤人事故的发生。
（3）电器设备安全操作保障措施
编制施工现场临时用电的施工组织设计，按《施工现场临时用电安全技术规范》的要求进行设计、验收和检查，进行安全技术交底，建立、健全安全用电管理制度，严格落实“防止误触带电体、防止漏电、实行安全电压”三项技术措施。
（4）夜间施工安全保障措施
各级领导轮流在工地进行夜间现场值班，保证只要工地开工，就有领导在场。
保证夜间施工照明设施的完备，各作业面配备足够的照明，并确保照明电路的良好运行。
对夜间施工人员经常进行教育，提高夜间施工的安全意识，避免产生麻痹大意的思想。
机械作业时至少有1名人员配合司机进行现场指挥，防止出现车辆翻车及机械伤人等安全事故的发生。
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