一、概述
由于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁具有變形小,結(jié)構(gòu)剛度好,行車平順舒適,伸縮縫少,養(yǎng)護簡易,抗震能力強等優(yōu)點,小跨度(一般在60m 以內(nèi))等截面PC 連續(xù)箱梁在大型現(xiàn)代化橋梁中的引橋配孔和高速公路高架橋、城市立交的建設(shè)中已有越來越多的應(yīng)用,且又以逐孔澆注施工設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟指標為優(yōu)。由湖南省公路橋梁建設(shè)總公司承建的南京長江第二大橋(南汊橋)南、北引橋原設(shè)計為滿堂腳手架運孔施工方案.上部構(gòu)造設(shè)計分別為5x48+5x48(m)十孔兩聯(lián)和 3 x 50+ 55+ 3 x 50(m)七孔一聯(lián)兩聯(lián)雙箱單室等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,設(shè)有2.8%的縱坡及2%的雙向橫坡,并設(shè)有平曲線及豎曲線,梁高28m,單幅箱梁頂板寬15.4~16.9m,底板寬6.2m。墩身高度10.8~22.5m。但橋下地基表層為淤泥質(zhì)亞粘土,地質(zhì)復(fù)雜,橋下凈空高,對于軟弱地基處理和較大的支撐高度,在質(zhì)量保證上顯然令人擔憂,而且滿堂腳手架損耗大,需大量勞動力,沉降難以控制,需逐孔試壓,施工周期長等。經(jīng)過經(jīng)濟、技術(shù)比較,決定使用移動支撐系統(tǒng)(簡稱MSS)進行逐孔現(xiàn)澆。
本橋引進挪威NRS 公司設(shè)計的下承式移動支撐系統(tǒng)。中交公路規(guī)劃設(shè)計院根據(jù)支撐模板系統(tǒng)的特點對箱梁進行了修改設(shè)計。該系統(tǒng)在南京二橋創(chuàng)造了單跨支架9 天一孔的施工記錄,節(jié)約了施工成本。
二、移動支撐系統(tǒng)簡介
1.移動支撐系統(tǒng)的組成
移動支撐系統(tǒng)由主梁、鼻梁、橫梁、推進臺車、支撐托架、外模、內(nèi)模、掛梁、平臺爬梯等主要構(gòu)件組成。
?。?)主梁
一套移動式支架系統(tǒng)由兩組主梁組成,分設(shè)在混凝土箱梁兩翼板的下方,是支架系統(tǒng)的主要承載結(jié)構(gòu)。單組主梁各由6 節(jié)鋼箱梁組成,節(jié)與節(jié)之間以高強螺栓及鋼板相連,梁高3.5m,寬1.8m,總長為60m。
?。?)鼻梁
鼻梁位于主梁的前后兩端,共有四組。單組長30.5m,由兩節(jié)鋼橋架構(gòu)成。其節(jié)塊之間以及其與主梁之間均為鉸接,可以保證它豎向和水平轉(zhuǎn)動。鼻梁和主梁拼接好后整個支架系統(tǒng)總長為121m。
?。?)橫梁
在主梁內(nèi)側(cè),每隔一定距離就設(shè)有一道橫梁,一套移動支撐共提有橫梁20 片,分左右兩側(cè)對稱布置。其端部與主梁以懸臂桁架形式結(jié)合,中間橫梁與橫梁則以梢連接。每道橫梁上有四個支承點,支撐外模板,使用千斤頂可調(diào)整梁體的預(yù)拱度。
(4)門型吊架
門型吊架包括一個門型工作架及一組預(yù)應(yīng)力鋼棒和油壓千斤頂,在澆筑混凝土時,主梁的后方部分以門吊懸掛于已澆注混凝土箱梁上。門型吊架以油壓千斤頂直接支撐在已澆混凝土梁的腹板位置上。鋼棒貫穿橋梁翼板的預(yù)留孔,固定并連接門吊和主梁。
?。?)推進臺車
推進臺車是移動支撐系統(tǒng)滑移的關(guān)鍵部分,它安裝在支撐托架上,并且能依靠四氟板實現(xiàn)核橋向位移。同時依靠自身滾動輪支撐主梁滑移。當澆注完一跨染后,支架須向下一跨移動時,先打開橫梁連接,將移動支撐分為兩個獨立的部分。主梁落在臺車上,實現(xiàn)橫向水平滑動,直至橫梁和底模能通過墩身。利用主梁移動牽引裝置,使主梁在推進臺車上向前緩慢前進。
?。?)支撐托架(又稱牛腿)
支撐托架安設(shè)在墩身兩側(cè),共3 套。它是整個移動支撐的支撐,每一個托架主要包括兩個懸臂板梁、斜撐及支撐于承臺上的鋼立柱。并通過預(yù)應(yīng)力鋼棒對拉和墩身固定。
?。?)外模
外模分為底模、腹板模、翼板模。整跨外模依中心線縱向分割,并通過千斤頂和橫梁相連。墩頂處底模需臨時加工。
?。?)內(nèi)模
內(nèi)模由五塊模板組成,兩塊腹板和三塊頂板,每一單元長度為3.3~5.5m,每塊模板由10 根不同方向的可調(diào)撐桿支撐,使得內(nèi)模施工空間寬敞。內(nèi)模的拆、裝都是通過內(nèi)模小車過行,小車在軌道上行進。
?。?)平臺及爬梯
移動式支架設(shè)有非常舒適的工作平臺及爬梯,可到達支架任何地方。
?。?0)主梁配重混凝土塊
為了保證主梁在滑移過程中的穩(wěn)定與平衡,在主梁外側(cè)頂部配掛預(yù)制混凝土塊以平衡內(nèi)側(cè)的橫梁和模板對主梁產(chǎn)生的向內(nèi)側(cè)傾覆力矩。
2.主要技術(shù)參數(shù)
?。?)適用橋梁跨徑30~55m
橋面板最大寬度16.9m
上部結(jié)構(gòu)重量25t/m
橋墩適宜高度9.2m 以上
最小平曲線半徑400m
最大撓度L/400
鋼材質(zhì)量Q345c/Q235
支撐模板系統(tǒng)總重量約為733t
?。?)風力參數(shù)
澆注混凝土時風速限制22m/s(10 級)
縱移時風速限制12m/s(6 級)
2.主要技術(shù)參數(shù)
?。?)適用橋梁跨徑30~55m
橋面板最大寬度16.9m
上部結(jié)構(gòu)重量25t/m
橋墩適宜高度9.2m 以上
最小平曲線半徑400m
最大撓度L/400
鋼材質(zhì)量Q345c/Q235
支撐模板系統(tǒng)總重量約為733t
(2)風力參數(shù)
澆注混凝土時風速限制22m/s(10 級)
縱移時風速限制12m/s(6 級)
三、技術(shù)、經(jīng)濟分析(表2)
南京長江二橋處于長江中下游地區(qū),地質(zhì)復(fù)雜,地表為承載力極差的淤泥質(zhì)亞粘土,對于滿堂支架來說,地基處理便是個大問題,且有一跨為跨大堤施工,一為跨小河溝施工。按照原方案,為確保工期,是投入二跨滿堂支架及一跨鋼管樁支架,兩套模板,加上地基處理,需投入1200 多萬元,且勞動強度大,速度慢,需大量人工等。而一套移動支撐系統(tǒng)僅需700多萬元,速度快,操作簡便,只需少量人工,且不需進行地基處理,不受地質(zhì)影響,基本上不受橋下地形限制。
四、展望
移動支撐系統(tǒng)在我國臺灣地區(qū)納入營建自動化專項研究,并得到推廣應(yīng)用,據(jù)1997 年的統(tǒng)計資料,已擁有20 余臺套,用于總里程170km 的橋梁中。在大陸使用,如果采用標準化設(shè)計推廣之,其優(yōu)越性將會充分體現(xiàn)出來,共產(chǎn)生較大的社會經(jīng)濟效益。