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【摘 要】 随着经济的发展,我国的交通运输方式也在逐年进步。在道路施工中,桥梁施工是比较常见的工程项目,我国引入了移动模架制梁技术后,桥梁施工得到了跨越性的进步,大大缩短了工程工期,有效降低了工程造价,移动模架施工法在我国得到了广泛的应用。本文主要介绍的移动模架施工方法在路桥梁中的应用,并分析其特点。
【关键词】 桥梁;移动模架;施工技术;特点;应用
我国的桥梁移动模架施工技术在1980年由外国引入,进行自主研发,在最近的三十多年来已经在我国各个路线上得到了实际的造桥应用。比之传统的造桥技术,移动模架技术的跨越能力更强、使用范围更广、施工周期减短、综合效益更高,适合进一步研发应用,下面对移动模架施工方法进行简单的介绍,并分析其特点,探索其应用。
一、移动模架施工方法概述
移动模架施工技术的全称是预应力混凝土梁移动模架逐孔现浇技术,最早在西欧的德国地区得到应用。这种施工技术能够在桥位间自动移位,自己带有模板,逐孔进行混凝土浇筑。移动模架的作用相当于提供了一个可以移动的空中平台,在这个平台上,箱梁的钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉工作都能统一完成,之后可以依靠自身的动力滑移到下个施工位,继续进行施工。
二、移动模架施工方法的分类和特点
按照不同的分类方法,移动模架可以分成不同的类型。根据移动模架的承重主梁和混凝土箱梁的位置可以将之分为主梁上行式和主梁下行式两种;根据外膜打开形式划分,可以分成旋转打开式、底模平开式、外膜系统平开式三种。
上行式移动模架的承重主梁位于桥面上方,外膜则吊挂在主梁上,主梁在桥面或桥墩顶部支撑开来,过孔时要避开桥墩,所以外膜系统就要横向开启,桥下位置占用较少,对于低矮的桥梁设计实用性很高,也可以应用到超高型的桥墩设计施工中,跨梁施工方便,可以快速通过隧道。
下行式移动模架的承重主梁位于桥面下方,外膜在两侧的承重主梁上支撑起来,主梁依靠托架在承台上进行支撑,也可以在桥墩上的预留安装孔上安装托架进行主梁支撑。过孔时要避开桥墩,所以外膜系统就要横向开启,并在主梁移动时一起纵移,桥下位置占用较多,但是采用一定的措施对于低矮桥墩还是比较适用的。
上行式移动模架和下行式移动模架的性能有所区别的,具体的区分我们可以对二者进行分项对比,具体结果参照表1.
表1 上行式与下行式移动模架施工性能对比
项目 施工安全性 施工方便性 适应性 制梁周期 造价
上行式 制梁和过孔时均安全可靠,但重心较高 主梁下方可以设置辅助设备,作业空间封闭,过孔速度较快 使用时可以用到各种高度的桥墩上,首末跨箱梁施工方便,中部不易 長 使用钢材较多,造价较高
下行式 制梁和过孔时会受到摩擦力影响,但重心较低 主梁上不方便设置辅助设备,过孔速度慢 桥墩在4米以下时不适用,首末跨箱梁施工需要支撑 短 使用钢材较少,造价较低
三、移动模架施工方法的优缺点
(一)移动模架施工方法的优点
与传统的桥梁施工方法对比,移动模架施工方法有着明显的优点:
施工周期短,自动化机械化程度高;
移动模架标准化设计,桥梁整体性好,方便控制工程质量和安全;
施工用设备可以反复使用,节约经费,适用范围广泛,尤其是高架桥梁和脚手架搭建困难的桥梁设计,在各个环境中都可以正常施工;
桥梁施工时和投入使用中后的受力是相同的,不需要额外添加受力用钢筋,节约了材料;
施工中不会受到桥下各类条件影响,更加安全可靠;
施工中占地位置较少,同时对于环境的影响也很小,不会造成过于严重的污染,更好地实现文明施工。因为移动模架施工是从桥梁的首端到末端逐孔进行的,施工完成的位置可以作为接下来要使用的材料的堆放场地,有效节省了空间;
采用移动模架技术施工对于地下管线不会造成影响,有效减少工期,并能安装各类辅助设施,防雨防雪防晒,保证施工进度不会受到天气的影响;
移动模架施工方法适用于大规模的桥梁设计;
移动模架的结构设计抗弯能力和承载能力很好,能够对预拱度加以控制,直到灌注混凝土为止。
(二)移动模架施工方法的缺点
虽然移动模架施工方法有着诸多优点,但是与整孔预制架设法比较起来,还是存在着一些缺点的:
由于一系列的钢筋绑扎、浇筑混凝土和预应力张拉工作必须在移动模架上完成,虽然整体工期缩短了,但是单孔的作业周期较长;
混凝土养护工作比较困难,预应力的张拉也更大一些;
应用到下行式移动模架时,需要在桥墩上预留孔道,影响桥梁的美观程度。
四、移动模架施工方法的应用
(一)国外移动模架施工方法的应用现状
移动模架技术最早发明于1959年,在德国的高速公路上建成,虽然施工完成效果很好,但是造价很高,消耗了大量的钢材,并没能马上进行大规模的推广。指导20世纪的七十年代初,挪威的工程师与企业合作改进了移动模架技术,发明出新型的移动模架造桥机,并在大量的桥梁施工工程中进行实践应用,完善施工技术,得到了重量轻、安装方便、操作简单、使用高效的国际著名桥梁施工技术,并进一步在全世界进行了推广,成为全球范围内最重要的建桥方法之一。
移动模架施工技术在日本有着广泛的应用,四叶叮某工区的一座高架桥就是采用了这种新型的高效造桥方法,这座桥的长度有93米,采用三跨连续空心板梁的基本体系,跨径24-29米,桥墩选用双柱式桥墩,通过调整模架位置进行施工;东北新干线上的一座双线铁路桥也是采用的移动模架施工方法,该桥有33孔,每孔施工周期为15天,全部完成用了23个月,比之传统的施工方法要快很多。 英国的奥维尔桥和瑞士列嫩高架桥也是采用了支撑式的活动模架施工法,奥维尔引桥中有15个孔,采用的是等截面梁、分离式单箱截面,设计时为了保证能够支撐混凝土的重量,还要进行缆索加固,在承重梁下设计支撑杆,同时也能有效避免承重梁脱架困难。
(二)我国移动模架施工方法的应用现状
我国在使用移动模架技术时一般将之称为MSS造桥机,我国的造桥机最开始应用在伊拉克的摩索尔四号桥,由中国路桥公司承建,国内首次建造桥梁是在厦门建造高集海峡大桥,采用的是等跨径截面的分离式双箱预应力混凝土连续式梁桥,该施工法应用良好,随后的南京长江二桥、武汉军山大桥等桥梁都采用了这种新型方法,施工效果良好。
在建设杭州湾大桥时,由于当地的气候条件比较恶劣,经常出现台风龙卷风,突发性的小范围灾害,有效工作日非常有限,为施工方案的设计造成了很大困难。针对这样的苛刻条件,设计师采用了针对性的移动模架施工技术研究,攻克了该桥梁的建设难点,开创了世界上的桥梁设计建设记录,也为后期同样条件的桥梁设计提供了有效的经验。
我国的铁路部门也很早就将移动模架造桥机引入到了桥梁建设中,从1993年开始到现在修建了很多铁路桥梁,包括单线铁路桥和双线铁路桥。
虽然我国在公路和铁路上都已经利用移动模架技术建设出了多架桥梁,但是我国的施工技术研究时间还很短,很多设计方法都是参考国外的先进技术和制造经验,同时我国的造桥材料也并不能完全达到国际水平,导致实际的桥梁制造中还存在着很多问题,还需进一步研究探索。
五、结语
采用了先进的移动模架桥梁建造方法后,我国的桥梁工程建设工期缩短、造价减低、效益增高。在今后的日子里,应该进一步研发改进该技术,并向全世界推广。
参考资料:
[1]刘家锋,叶娟.我国铁路客运专线桥梁移动模架施工方法[J].中国铁道科学,2009(01).
[2]张俊杰.32m跨双线铁路桥梁移动模架施工技术与试验研究[J].铁道标准设计,2007(03).
[3]项贻强,张少锦,程晔,汪劲丰,景强,王立超.移动模架施工技术的应用与研究创新[J].中外公路,2008(01).
[4]刘宏刚,侯嵩.移动模架制梁技术在我国桥梁施工中的应用历程[J].高速铁路技术,2013(06).
【关键词】 桥梁;移动模架;施工技术;特点;应用
我国的桥梁移动模架施工技术在1980年由外国引入,进行自主研发,在最近的三十多年来已经在我国各个路线上得到了实际的造桥应用。比之传统的造桥技术,移动模架技术的跨越能力更强、使用范围更广、施工周期减短、综合效益更高,适合进一步研发应用,下面对移动模架施工方法进行简单的介绍,并分析其特点,探索其应用。
一、移动模架施工方法概述
移动模架施工技术的全称是预应力混凝土梁移动模架逐孔现浇技术,最早在西欧的德国地区得到应用。这种施工技术能够在桥位间自动移位,自己带有模板,逐孔进行混凝土浇筑。移动模架的作用相当于提供了一个可以移动的空中平台,在这个平台上,箱梁的钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉工作都能统一完成,之后可以依靠自身的动力滑移到下个施工位,继续进行施工。
二、移动模架施工方法的分类和特点
按照不同的分类方法,移动模架可以分成不同的类型。根据移动模架的承重主梁和混凝土箱梁的位置可以将之分为主梁上行式和主梁下行式两种;根据外膜打开形式划分,可以分成旋转打开式、底模平开式、外膜系统平开式三种。
上行式移动模架的承重主梁位于桥面上方,外膜则吊挂在主梁上,主梁在桥面或桥墩顶部支撑开来,过孔时要避开桥墩,所以外膜系统就要横向开启,桥下位置占用较少,对于低矮的桥梁设计实用性很高,也可以应用到超高型的桥墩设计施工中,跨梁施工方便,可以快速通过隧道。
下行式移动模架的承重主梁位于桥面下方,外膜在两侧的承重主梁上支撑起来,主梁依靠托架在承台上进行支撑,也可以在桥墩上的预留安装孔上安装托架进行主梁支撑。过孔时要避开桥墩,所以外膜系统就要横向开启,并在主梁移动时一起纵移,桥下位置占用较多,但是采用一定的措施对于低矮桥墩还是比较适用的。
上行式移动模架和下行式移动模架的性能有所区别的,具体的区分我们可以对二者进行分项对比,具体结果参照表1.
表1 上行式与下行式移动模架施工性能对比
项目 施工安全性 施工方便性 适应性 制梁周期 造价
上行式 制梁和过孔时均安全可靠,但重心较高 主梁下方可以设置辅助设备,作业空间封闭,过孔速度较快 使用时可以用到各种高度的桥墩上,首末跨箱梁施工方便,中部不易 長 使用钢材较多,造价较高
下行式 制梁和过孔时会受到摩擦力影响,但重心较低 主梁上不方便设置辅助设备,过孔速度慢 桥墩在4米以下时不适用,首末跨箱梁施工需要支撑 短 使用钢材较少,造价较低
三、移动模架施工方法的优缺点
(一)移动模架施工方法的优点
与传统的桥梁施工方法对比,移动模架施工方法有着明显的优点:
施工周期短,自动化机械化程度高;
移动模架标准化设计,桥梁整体性好,方便控制工程质量和安全;
施工用设备可以反复使用,节约经费,适用范围广泛,尤其是高架桥梁和脚手架搭建困难的桥梁设计,在各个环境中都可以正常施工;
桥梁施工时和投入使用中后的受力是相同的,不需要额外添加受力用钢筋,节约了材料;
施工中不会受到桥下各类条件影响,更加安全可靠;
施工中占地位置较少,同时对于环境的影响也很小,不会造成过于严重的污染,更好地实现文明施工。因为移动模架施工是从桥梁的首端到末端逐孔进行的,施工完成的位置可以作为接下来要使用的材料的堆放场地,有效节省了空间;
采用移动模架技术施工对于地下管线不会造成影响,有效减少工期,并能安装各类辅助设施,防雨防雪防晒,保证施工进度不会受到天气的影响;
移动模架施工方法适用于大规模的桥梁设计;
移动模架的结构设计抗弯能力和承载能力很好,能够对预拱度加以控制,直到灌注混凝土为止。
(二)移动模架施工方法的缺点
虽然移动模架施工方法有着诸多优点,但是与整孔预制架设法比较起来,还是存在着一些缺点的:
由于一系列的钢筋绑扎、浇筑混凝土和预应力张拉工作必须在移动模架上完成,虽然整体工期缩短了,但是单孔的作业周期较长;
混凝土养护工作比较困难,预应力的张拉也更大一些;
应用到下行式移动模架时,需要在桥墩上预留孔道,影响桥梁的美观程度。
四、移动模架施工方法的应用
(一)国外移动模架施工方法的应用现状
移动模架技术最早发明于1959年,在德国的高速公路上建成,虽然施工完成效果很好,但是造价很高,消耗了大量的钢材,并没能马上进行大规模的推广。指导20世纪的七十年代初,挪威的工程师与企业合作改进了移动模架技术,发明出新型的移动模架造桥机,并在大量的桥梁施工工程中进行实践应用,完善施工技术,得到了重量轻、安装方便、操作简单、使用高效的国际著名桥梁施工技术,并进一步在全世界进行了推广,成为全球范围内最重要的建桥方法之一。
移动模架施工技术在日本有着广泛的应用,四叶叮某工区的一座高架桥就是采用了这种新型的高效造桥方法,这座桥的长度有93米,采用三跨连续空心板梁的基本体系,跨径24-29米,桥墩选用双柱式桥墩,通过调整模架位置进行施工;东北新干线上的一座双线铁路桥也是采用的移动模架施工方法,该桥有33孔,每孔施工周期为15天,全部完成用了23个月,比之传统的施工方法要快很多。 英国的奥维尔桥和瑞士列嫩高架桥也是采用了支撑式的活动模架施工法,奥维尔引桥中有15个孔,采用的是等截面梁、分离式单箱截面,设计时为了保证能够支撐混凝土的重量,还要进行缆索加固,在承重梁下设计支撑杆,同时也能有效避免承重梁脱架困难。
(二)我国移动模架施工方法的应用现状
我国在使用移动模架技术时一般将之称为MSS造桥机,我国的造桥机最开始应用在伊拉克的摩索尔四号桥,由中国路桥公司承建,国内首次建造桥梁是在厦门建造高集海峡大桥,采用的是等跨径截面的分离式双箱预应力混凝土连续式梁桥,该施工法应用良好,随后的南京长江二桥、武汉军山大桥等桥梁都采用了这种新型方法,施工效果良好。
在建设杭州湾大桥时,由于当地的气候条件比较恶劣,经常出现台风龙卷风,突发性的小范围灾害,有效工作日非常有限,为施工方案的设计造成了很大困难。针对这样的苛刻条件,设计师采用了针对性的移动模架施工技术研究,攻克了该桥梁的建设难点,开创了世界上的桥梁设计建设记录,也为后期同样条件的桥梁设计提供了有效的经验。
我国的铁路部门也很早就将移动模架造桥机引入到了桥梁建设中,从1993年开始到现在修建了很多铁路桥梁,包括单线铁路桥和双线铁路桥。
虽然我国在公路和铁路上都已经利用移动模架技术建设出了多架桥梁,但是我国的施工技术研究时间还很短,很多设计方法都是参考国外的先进技术和制造经验,同时我国的造桥材料也并不能完全达到国际水平,导致实际的桥梁制造中还存在着很多问题,还需进一步研究探索。
五、结语
采用了先进的移动模架桥梁建造方法后,我国的桥梁工程建设工期缩短、造价减低、效益增高。在今后的日子里,应该进一步研发改进该技术,并向全世界推广。
参考资料:
[1]刘家锋,叶娟.我国铁路客运专线桥梁移动模架施工方法[J].中国铁道科学,2009(01).
[2]张俊杰.32m跨双线铁路桥梁移动模架施工技术与试验研究[J].铁道标准设计,2007(03).
[3]项贻强,张少锦,程晔,汪劲丰,景强,王立超.移动模架施工技术的应用与研究创新[J].中外公路,2008(01).
[4]刘宏刚,侯嵩.移动模架制梁技术在我国桥梁施工中的应用历程[J].高速铁路技术,2013(06).