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摘要:结合商合杭铁路芜湖长江公铁大桥北引桥40.7m铁路简支梁施工,分别从适用条件、工效、成本等方面进行剖析,分别阐述移动模架法与支架法制梁工艺的不同点,总结出移动模架法与支架法的优缺点,为相关类似工程提供经验。
关键词:移动模架法;支架法;适用条件;工效;成本;施工难度;对比
1 工程概况
商合杭铁路芜湖长江公铁大桥北引桥W22#〜W9#墩为双幅13跨40.7m钢筋混凝土简支梁,梁体为单箱单室箱梁。其中市域轨道交通线在上游侧,商合杭客运专线在下游侧。W22#〜W10#墩市域轨道交通线采用MSS40.7m上行式移动模架施工,共计12孔简支梁;W22#〜W9#墩商合杭客运专线与W10#〜W9#墩市域轨道交通线采用支架法施工,共计14孔简支梁。
图1.1芜湖长江公铁大桥北引桥W22#〜W9#墩平面图
2 施工技术方案简述
2.1 移动模架法
本桥移动模架采用MSS40.7m上行式移动模架,共分为主梁、导梁、横梁、挂梁、模板、小车、支腿和门吊以及电气系统等几个部分。该套移动模架最大施工重量为1300t。移动模架进场后,在市域轨道交通线W22#墩和W21#墩之间完成拼装,拼装采用钢管立柱加型钢搭设的拼装平台配合履带吊机进行作业。移动模架拼装完成后,从城市轨道交通W22#墩向W10#墩方向施工,待施工完W11#墩~W10#墩的梁时,在原位拆除移动模架。
图2.1 移动模架效果图
移动模架拼装施工流程:场地硬化→移动模架拼装支架钢管桩插打→钢管桩连接系吊装焊接→底座梁及主梁调节系统安装→主梁分节段吊装→主梁节间高强度螺栓施拧→前后支腿吊装→拼装支架拆除→上横梁、挂梁吊装→导梁拼装→前支腿吊装→前后小车吊装→外模板吊装→设备调试→移动模架预压。
现浇梁施工流程:底腹板钢筋绑扎→安装预应力波纹管→穿预应力束→安装内模→绑扎顶板钢筋→安装预埋件→绑扎防护墙、竖墙A等预埋钢筋→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除内模→拆除端头模板→安装锚垫板→张拉预应力→预应力管道压浆→封端封锚施工。
移动模架纵移过孔施工流程:预应力张拉压浆完成→拆除前支腿斜撑→锁定主梁顶龙门吊机→拆除挂梁横向对拉精轧螺纹钢→移动模架分级落模→底腹板模板开模→纵移过孔→底腹板模板合模。
移动模架拆除施工流程:拆除前支腿→移动模架最后一次过孔→拆除中支腿→拆除导梁与连接系→前支腿剩余部分拆除→中间底模拆除→挂梁及侧模拆除→底模工作小车拆除→上横梁拆除→主梁拆除→中后小车拆除→拆除剩余部分。
2.2 支架法
支架采用钢管桩+贝雷梁组合支架形式,支架底部采用钻孔桩基础,钻孔桩直径为1.2m,其上为φ1000×10mm钢管桩,钢管桩之间设置连接系,连接系采用2[20a,钢管桩顶部设置分配梁,分配梁采用2I56b型钢,分配梁上摆放贝雷梁,贝雷梁顶部放置I20a小分配梁,分配梁顶部放在外模板。外模板采用钢模,现浇梁施工工艺同移动模架法。现浇梁施工完成后,拆除管桩支架。
图2.2 钢管桩支架断面图
支架搭设施工流程:场地平整→钻孔桩钻孔→钢筋笼下放→水下混凝土灌注→柱脚桩帽施工→钢管桩吊装→连接系吊装→砂筒安装→柱顶分配梁施工→贝雷梁吊装→小分配梁吊装→铺设底模→吊装侧模→支架预压。
现浇梁施工工艺与移动模架法一致。
支架拆除施工流程:预应力张拉完成→分级卸砂顶→拆除侧模→拆除底模→分组拆除贝雷梁→拆除柱顶分配梁→拆除砂筒→分节拆除钢管桩及连接系→拆除柱脚桩帽。
3 适用范围对比
3.1 移动模架法
移动模架法适合用于跨越河流、山川等复杂地形,对桥下通航及通行要求高的地区,也适用于上下层工作面同时平行作业。高墩、底墩均适合移动模架法施工。
3.2 支架法
支架法适合用于场地平整,地基承载力较好,对桥下通航及通行要求较低的地区。底墩适合支架法施工,高墩支架稳定性较难保证,一般情况下不适用。
4 工效对比
4.1 移动模架法
移动模架根据现场实际需要,新购置一套MSS40.7m上行式移动模架。移动模架拼装按照15天考虑,拼装支架在进场前提前准备,不占用关键线路时间。移动模架拆除按照20天考虑。移动模架纵移过孔和现浇梁施工工效按照正常施工时考虑。
表4.1 移动模架法工效
4.2 支架法
北引桥配置3套钢管桩支架材料倒用施工,简支梁施工配备2套钢外模板,内模采用木模,配备2套。除第一孔支架搭设需要考虑时间,其余支架拼装,可在现浇梁施工过程中同步进行。简支梁张拉完成后,既可拆除侧模。支架拆除不占用关键线路时间,按15天考虑。现浇梁施工工效按照正常施工时考虑。
表4.1 支架法工效
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每孔梁施工时间 21
5 成本对比
5.1 移动模架法
移动模架根据现场实践需要,新购置一套MSS40.7m上行式移动模架。按照12孔移动模架来分析其施工成本,详见下表。
表4.1 移动模架法施工成本分析表
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移动模架拆除完成后,根据需要,可重新改制,用于下一个工地,本表中,未考虑移动模架在其他工地周转使用的摊销费。
5.2 支架法
支架高度按照14孔墩身平均高度计算,即支架高度约为28m。支架配备3套,侧模钢模板配备2套,木底模配备2套,木内模配备2套。其施工成本详见下表。
表4.1 支架法施工成本分析表
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本表中支架钢结构及钢模板,未考虑其在下个工地的周转摊销费,在现场实际中,拆除出来的钢结构,大部分材料往往达不到预计的周转次数。
6 施工难度对比
6.1 移动模架法
移动模架结构较复杂,安装精度要求高,安装、拆除施工难度大。芜湖地区全年≥6级大风天数较多,施工环镜恶劣,对移动模架安装、走行、拆除影响较大。移动模架现浇梁施工过程中,模架结构体系转换次数多,操作复杂。移动模架施工需要多工种配合,人员和机具设备、材料多,安全管理难度大。移动模架整个作业过程中,尤其是过幅和过跨时,危险源多且杂,且重点不突出,难以把控。作业高度较高,高空作业危险性大,安全管理难度大。
6.2支架法
简支梁采用支架法施工,作业范围广,安全保障性低。支架搭设质量要求高,材料要求高。支架高度较高,达到28m,高空作业危险性大,安全管理难度大。芜湖地区全年≥6级大风天数较多,施工环镜恶劣,对支架拼装、拆除等有影响。
7 对比分析
根据以上分析,移动模架法和支架法,各种有各自的特点,移动模架法与支架法施工工期相差不大,施工成本来考虑的,移动模架法施工成本较低,且移动模架的适用范围较广,但是施工难度系数较大。总体来说,移动模架法要比支架法更加适合本桥施工,但当初考虑到现浇梁工期要求,且尽可能考虑其他跨度简支梁、连续梁施工,决定一部分简支梁采用支架法,支架周转用于其他跨度简支梁、连续梁施工。移动模架法具体优势如下:
(1)移动模架法和支架法施工前期投入资金差不多,当移动模架只有一次拼装和一次拆除费用,而支架法需要重复拼装支架,支架拼装费用高。且拼装支架存在一定的安全隐患,危险性大。
(2)移动模架可以自行完成走向,不需要吊机配合,机械化程度高,操作简单,安全可靠。且过孔时间短,需要配合人员少,相比于支架搭设,可减少工期与人工费。
(3)移动模架可单独完成制梁施工,对其他机械设备等要求低,移动模架制梁作业时,可使用自带龙门吊机完成施工。
(4)移动模架对桥下基本不产生影响,可以上下层平行作业。且若跨越桥梁、河流、架高线等,移动模架优势就体现出来了。
(5)支架法对地基承载力要求高,若地基承载力差,则需要考虑对地基进行处理,或者采用插打钢管桩、钻孔桩等形式满足受力要求。
(6)移动模架法适用范围广,可用于高墩、底墩,也可以用于地址较差、地势复杂的地区。
8 结束语
在本桥中,移动模架法相对于支架法来说,移动模架法较适用,但移动模架也存在一定缺点,移动模架在设计时,未充分考虑众多因素对移动模架过孔的影响,导致前几孔移动模架过孔过程中,苦难重重。其他类似工程,在选择现浇施工方案时,可综合考虑多方面的因素,根据现场实际环境特点,选择合适的施工方案。