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客運(yùn)專線雙線箱梁施工上行式移動(dòng)模架設(shè)計(jì)

文檔作者：潘春風(fēng)1，鞏立輝2，孫慶珍1 文檔來(lái)源： 1．鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院土木建筑工程學(xué)院 2．蘇州大方特種車(chē)輛有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年11月01日
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2010年4月
第39卷第4期
施工技術(shù)
CONSTRUCTION TECHNOLOGY 49
客運(yùn)專線雙線箱梁施工上行式移動(dòng)模架設(shè)計(jì)
潘春風(fēng)1，鞏立輝2，孫慶珍1
(1．鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，河南鄭州450015；2．蘇州大方特種車(chē)輛有限公司，江蘇蘇州215151)
[摘要】在我國(guó)武廣、鄭西、溫福等鐵路客運(yùn)專線的修建過(guò)程中，大量采用了移動(dòng)模架現(xiàn)場(chǎng)澆筑32、24m雙線箱粱。
分別對(duì)移動(dòng)模架現(xiàn)場(chǎng)澆筑工藝與預(yù)制架設(shè)工藝、上行式與下行式移動(dòng)模架的優(yōu)缺點(diǎn)加以分析，介紹了MZ900S型上
行式移動(dòng)模架的主要技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)、工作原理、施工工藝流程、主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果以及實(shí)際應(yīng)用情況，并
根據(jù)模架的實(shí)際應(yīng)用情況提出了進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)的方向。
[關(guān)鍵詞】客運(yùn)專線；上行式移動(dòng)模架；雙線箱梁
【中圖分類號(hào)】U445．463 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A 【文章編號(hào)】1002-8498(2010)04-0049-03
Design on Hanging Movable Gantry for Construction of Double-line
Box Girder in Passenger Dedicated Lines
Pan Chunfen91，Gong Lihui2，Sun Qingzhenl
(1．School ofCivil Engineering，Zhengzhou Institute ofAeronautical Industry Management，Zhengzhou，He’／1411"1,450015，China；
2．Suzhou Dqf4ng 5燁cial Purpose Vehicle Manufacturing Co．，Ltd．，Suzhou，脅ngsu 215151，China)
Abstract：Movable gantry is used extensively in construction of double—line box girder of passenger
dedicated lines such as Wuhan-Guangzhou，Zhengzhou-Xi’an，Wenzhou—Fuzhou railway and 80 on．
Construction technologies of cast-in—place and precast erection are analyzed．Characteristics of hanging
movable gantry and bracing movable gantry are introduced．Some technologies of MZ900S hanging
movable gantry are introduced in detail，such拈main technological characteristics，main technological
parameter，work principle，technological process，main structural design calculation result and practical
application situation．Finally，direction of further optimization is put forward．
Key words：passenger dedicated line；hanging movable gantry；double—line box girder
1 MZ900S型上行式移動(dòng)模架
1．1主要特點(diǎn)
1)采用上行式移動(dòng)模架能自行完成支腿過(guò)孔移
位，無(wú)須地面其它輔助起吊設(shè)備，機(jī)械化程度高，操作
簡(jiǎn)單，安全可靠。
2)首、末跨施工同標(biāo)準(zhǔn)跨作業(yè)基本相同，無(wú)須拆除
導(dǎo)梁等結(jié)構(gòu)。
3)當(dāng)通過(guò)連續(xù)梁或連續(xù)剛構(gòu)等橋問(wèn)轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)，只需
展開(kāi)側(cè)模架和底模，即可方便通過(guò)，減少整機(jī)拆除工作
量，提高轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)效率。
4)主梁及模架采用對(duì)稱設(shè)計(jì)，只需調(diào)換前導(dǎo)梁及
輔助支腿安裝位置就能滿足雙向施工的要求。
5)主梁及支腿結(jié)構(gòu)無(wú)須改造即能滿足32m箱梁
節(jié)段拼裝架設(shè)工藝，綜合利用率高。
1．2主要技術(shù)參數(shù)
主要技術(shù)參數(shù)：①一次現(xiàn)澆梁片重量約900t；②現(xiàn)
澆梁片32．6m(及24．6m等高)鐵路客運(yùn)專線雙線整孔
箱梁；③整機(jī)自重約450t；④整機(jī)縱移速度0．5m／min；
⑤整機(jī)功率50kW(不含混凝土箱粱施工用電)；⑥工
作時(shí)支點(diǎn)最大支反力5 800kN；⑦整機(jī)外形尺寸62．5m
(長(zhǎng))×20．6m(寬)X 5．6m(橋面以上高)；⑧平均施工
速度12d／孔(施工熟練后可達(dá)lld／孔)；⑨適應(yīng)曲線半
徑R>2 000m；⑩適應(yīng)2％縱坡／橫坡。
1．3工作原理
MZ900S型移動(dòng)模架采用橋面上支承、一次澆筑一
跨PC梁的方法施工。按荷載傳遞路徑可分為外模板
及內(nèi)模、模架及開(kāi)模機(jī)構(gòu)、挑梁、吊臂及吊桿、主粱、前
后支腿支承機(jī)構(gòu)、縱移輔助支腿等系統(tǒng)。
[收藕日期】2009．12-08
【作者簡(jiǎn)介】潘春風(fēng)。鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院土木建筑工程學(xué)院
助教，河南鄭州450015，電話：13837129702，E—mail：
panchunfengl00@163．COHI
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
施工技術(shù)第39卷
主梁在支承油缸及托輥輪箱的作用下，可實(shí)現(xiàn)升
降及縱移動(dòng)作；模架及模板在模架開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的作用下
完成底模架橫移開(kāi)啟及閉合的動(dòng)作；模架通過(guò)挑梁、吊
臂及吊桿懸掛在主箱梁底面，利用可調(diào)撐桿調(diào)節(jié)模板
的預(yù)拱度，按設(shè)計(jì)要求調(diào)整梁底的線形高程。
2移動(dòng)模架主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及功能
本移動(dòng)模架分為承重主梁及其導(dǎo)梁、前后支腿、縱
移輔助支腿及配重、挑梁和吊臂及軌道、外側(cè)模板及底
模、底模架及吊桿、外側(cè)模架、拆裝式內(nèi)模、模架防護(hù)
棚、液壓及電氣系統(tǒng)等，構(gòu)成一個(gè)完整的承載結(jié)構(gòu)體
系。整體構(gòu)成如圖l所示。
·側(cè)立面
b工作狀態(tài)巧中截面c過(guò)孔狀態(tài)耵夏噩鬣面
圍1移動(dòng)模架整體構(gòu)成
Fig．1 Structure of movable gantry
2．1承重主梁及導(dǎo)梁
2．1．1鋼箱梁
鋼箱梁含5節(jié)(8m+3×7m+8m)承重鋼箱梁、l
節(jié)2．5m輔助鋼箱梁和5組接頭，各節(jié)間以精制螺栓連
接，單節(jié)最大重量19．8t。箱梁全寬2 500mm，全高
3 200mm，下翼緣設(shè)2根50mm高軌道方鋼，供整機(jī)縱
移使用；腹板根部設(shè)有吊掛角鋼及加勁肋，作為支腿吊
掛的軌道，同時(shí)保證腹板根部在輪壓作用下不發(fā)生局
部翹曲。輔助鋼箱梁位于主梁尾部，為正交箱形結(jié)構(gòu)，
底部安裝有輔助支腿及吊掛移動(dòng)支腿的卷?yè)P(yáng)機(jī)。
鋼箱梁在支腿部位設(shè)有可拆裝式支承牛腿，牛腿
為獨(dú)立的制造單元，以精制螺栓安裝在主梁相應(yīng)部位。
在移動(dòng)模架工作時(shí)，主梁及其模架、模板、箱梁鋼筋及
混凝土等荷載均通過(guò)牛腿傳遞至支腿，并通過(guò)支腿傳
遞至墩身或混凝土箱梁頂面。
2．1．2導(dǎo)梁
導(dǎo)梁由2節(jié)11．5m空腹箱形梁組成，為輔助整機(jī)
過(guò)孔的結(jié)構(gòu)。每節(jié)間均以精制螺栓及節(jié)點(diǎn)板連接。導(dǎo)
梁下弦焊有兩根50mm高走道方鋼，供整機(jī)縱移使用。
2．2前、后支腿
前、后支腿是移動(dòng)模架主梁的直接支承結(jié)構(gòu)。
前支腿支承在前墩墩頂，是移動(dòng)模架工作狀態(tài)的
前支點(diǎn)。整體為門(mén)式結(jié)構(gòu)，由支腿立柱、支腿橫梁、橫
向微調(diào)機(jī)構(gòu)、托輥輪箱、吊掛輪、液壓系統(tǒng)等構(gòu)成。移
動(dòng)模架工作時(shí)，豎向荷載通過(guò)鋼箱梁牛腿依次傳遞至
支承油缸、橫向微調(diào)機(jī)構(gòu)、支腿橫梁、支腿立柱、墩頂。
后支腿在后跨已澆筑的混凝土箱梁頂面安裝，是
移動(dòng)模架工作的后支點(diǎn)。后支腿無(wú)立柱結(jié)構(gòu)，其它結(jié)
構(gòu)與前支腿基本相同，通過(guò)鎖定墊塊支承在混凝土箱
梁頂面，墊塊尺寸須滿足箱梁混凝土局部承壓要求。
2．3縱移輔助支腿及縱移機(jī)構(gòu)
MZ900S型移動(dòng)模架縱移機(jī)構(gòu)安裝在輔助支腿處，
它由縱移油缸、固定耳座、移動(dòng)耳座、移動(dòng)滑道和定位
銷軸等組成?？v移油缸一端通過(guò)固定耳座連在滑動(dòng)走
道上，另一端通過(guò)移動(dòng)耳座連在后支腿橫梁上。其推
移步距為750mm，推移合力約2×490kN=980kN。
縱移機(jī)構(gòu)工作過(guò)程：整機(jī)需要過(guò)孔移位時(shí)，先將移
動(dòng)滑道一端與后支腿橫梁鉸座收至最小行程，同步頂
推0．75m后，將后支腿千斤頂起頂脫空移動(dòng)滑道，回收
縱移千斤頂0．75m，收起后支腿千斤頂并脫空，繼續(xù)千
斤頂頂推0．75m，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式縱移。
2．4挑梁、吊臂及軌道
挑梁為桁架結(jié)構(gòu)，位于主梁兩側(cè)，負(fù)責(zé)吊掛模架，
將模架荷載傳遞給主梁。挑梁每?jī)筛鶠橐唤M，每組中
間用聯(lián)結(jié)系連接；整個(gè)移動(dòng)模架含10組挑梁系統(tǒng)。
吊臂為焊接桁架結(jié)構(gòu)，上下分別與挑梁及側(cè)模架
通過(guò)銷軸連接，另與挑梁間設(shè)斜向可調(diào)撐桿，實(shí)現(xiàn)側(cè)模
架及側(cè)模在水平方向整體微調(diào)。吊臂下端通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)
構(gòu)吊掛側(cè)模架，可實(shí)現(xiàn)側(cè)模架在豎直方向整體調(diào)節(jié)，可
方便實(shí)現(xiàn)模架及模板預(yù)拱度的設(shè)置。
挑梁下弦安裝有縱向的電動(dòng)葫蘆吊掛軌道，用于
安裝3t電動(dòng)葫蘆，以完成鋼筋、內(nèi)模等施工的小起重
量吊裝工作。
2．5底模及外側(cè)模板
1)底模底模是箱梁混凝土的支撐及成型體系，
由鋼板和型鋼組焊而成，為適應(yīng)施工需要及滿足運(yùn)輸
要求，縱橫向與模架對(duì)應(yīng)分塊制造；為脫模及移動(dòng)模架
施工方便，在縱橋向兩相鄰模板間留20mm的縫隙；底
模與底模架間以螺栓連接固定，以利于脫模及過(guò)孔。
2)側(cè)模側(cè)模包括腹板模板及翼板模板，均通過(guò)
螺栓固定在側(cè)模架上。側(cè)模與側(cè)模架間通過(guò)可調(diào)機(jī)構(gòu)
連接，以利于模板調(diào)整定位。
2．6底模架及吊桿
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
2010 No．4 潘春風(fēng)籌：客運(yùn)專線雙線箱梁施工上行式移動(dòng)模架設(shè)計(jì)5l
1)底模架底模架共8個(gè)，正反各4個(gè)。該模架
左右對(duì)稱，由對(duì)接法蘭連接成整體，構(gòu)成一個(gè)工作單
元。該工作單元共有4個(gè)吊掛點(diǎn)：外側(cè)通過(guò)吊掛輪吊
掛在側(cè)模架的下弦桿上，內(nèi)側(cè)通過(guò)吊桿吊掛在挑粱或
已澆筑的混凝土箱梁上。當(dāng)模架過(guò)孔時(shí)，拆除底模架
工作單元中的對(duì)接法蘭螺栓和吊桿，此時(shí)底模架由吊
掛輪和托輥輪支承，并可在側(cè)模架的下弦桿上滑移。
2)吊桿吊桿是吊掛在挑粱上的傳力結(jié)構(gòu)，頂端
與挑梁相連，下端與模架錨固。為便于安裝、拆卸，吊
桿分為上、中、下三節(jié)，節(jié)間通過(guò)連接器連接，吊桿拆除
時(shí)，旋動(dòng)下方螺母即可。
2．7外側(cè)模架
外側(cè)模架為左右對(duì)稱的桁架結(jié)構(gòu)。通過(guò)上弦外側(cè)
的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)吊掛在吊臂上，通過(guò)下弦桿內(nèi)側(cè)的兩個(gè)節(jié)
點(diǎn)吊掛底模架。側(cè)模架上弦內(nèi)側(cè)節(jié)點(diǎn)以鉸板交承側(cè)模
板，下弦內(nèi)側(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可調(diào)節(jié)側(cè)模斜度并在水
平方向支撐側(cè)模。側(cè)模架上弦中間的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置
可調(diào)撐桿，以調(diào)節(jié)翼板模板的位置并輔助拆模。
過(guò)孔時(shí)，底模架對(duì)拉螺栓解除，拆除吊桿，底模架
以側(cè)模架的下弦桿為依托通過(guò)液壓系統(tǒng)向外頂推滑
動(dòng)，達(dá)到理想位置后與側(cè)模架臨時(shí)固定。
需要說(shuō)明的是：底模架與底模始終保持一體；側(cè)模
架與側(cè)模始終保持一體。側(cè)模架設(shè)有可調(diào)撐桿用以固
定模板和輔助拆模。
2．8拆裝式內(nèi)模
內(nèi)模采用拆裝式組合鋼模板結(jié)構(gòu)體系，節(jié)間按2m
模數(shù)分段制作，以利于拆裝和搬運(yùn)。內(nèi)模設(shè)可調(diào)撐桿，
以便調(diào)整定位。
2．9模架防護(hù)棚
主梁兩側(cè)挑梁頂部設(shè)置防風(fēng)、防雨、防曬的頂棚，
能保證移動(dòng)模架全天候工作，提高總體工作效率。
3移動(dòng)模架施工步驟
1)步驟l ①箱梁張拉完畢，拆除墩頂散模及墩
頂處側(cè)模對(duì)拉設(shè)施；②拆除吊桿、底模及側(cè)模縱橫向連
接螺栓，拆除模架橫向?qū)勇菟ǎ虎圯o助支腿油缸伸出
與橋面頂緊，后支腿油缸收回脫空并吊掛前移至指定
位置；④輔助支腿及前支腿支承油缸收回脫空，整機(jī)下
降0．18m；⑤底模架橫移開(kāi)啟并臨時(shí)鎖定，準(zhǔn)備第1次
前移過(guò)孔。
2)步驟2①啟動(dòng)縱移機(jī)構(gòu)，整機(jī)前移10．7m后
停止；②移動(dòng)模架后支腿油缸伸出與主梁轉(zhuǎn)換支點(diǎn)牛
腿頂緊，解除前支腿與墩頂鎖定；③后支腿油缸伸出頂
升0．1m，前支腿脫空，準(zhǔn)備吊掛前移。
3)步驟3①輔助支腿與橋面豎向預(yù)應(yīng)力筋或橋
面預(yù)留吊桿孔鎖定；②前支腿脫空后吊掛前移至前墩
頂指定位置安裝，并將立柱與墩頂臨時(shí)斜拉桿張緊，與
墩頂預(yù)埋件間鎖定，經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，后支腿油缸收
回，準(zhǔn)備第2次前移過(guò)孔。
4)步驟4①啟動(dòng)縱移機(jī)構(gòu)，整機(jī)前移22m后到
位；②橫移關(guān)閉底模架，連接左右模架間連接螺栓；③
前后支腿油缸頂升0．18m至工作狀態(tài)并鎖定；④安裝
吊桿并調(diào)整，模板測(cè)量并調(diào)整，拆除前支腿立柱臨時(shí)斜
拉桿；⑤綁扎底板、腹板鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋；⑥安裝拆裝
式內(nèi)模完畢；⑦綁扎頂板鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋；⑧澆筑箱梁
混凝土并養(yǎng)護(hù)；⑨混凝土養(yǎng)護(hù)至張拉強(qiáng)度，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力
張拉作業(yè)。
4結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)計(jì)算
1)主要工況移動(dòng)模架支腿反力計(jì)算(見(jiàn)表1)
裹1移動(dòng)模架支腿反力
Table 1 Reaction of support leg of movable gantry
kN
2)主要工況移動(dòng)模架抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算
移動(dòng)模架整機(jī)縱向傾覆穩(wěn)定性最不利情況出現(xiàn)在
整機(jī)縱移過(guò)孔過(guò)程中，整機(jī)前移10．7m后，后支腿油缸
與主梁轉(zhuǎn)換牛腿頂緊，前支腿吊掛至前墩墩頂，但尚未
安裝，此時(shí)：M儡=21 702kN‘m；M鼉=34 458kN‘m；K鼉
=M藿／M懾=1．6。
3)主要工況下主梁強(qiáng)度計(jì)算
滿載(澆筑完成后)工況下主梁跨中：
M。。=47 392kN。m，礦。。=134．3MPa
滿載(澆筑完成后)工況下主梁：
Q。。=5 265kN，f。。=71．3MPa
4)主要工況移動(dòng)模架主梁變形計(jì)算
滿載(澆筑完成后)工況下主梁跨中變形：
△。。=49．8ram(澆筑前△=15．8ram)
灌注狀態(tài)撓跨比：
(49．8—15．8)／34 800=1／1 024
經(jīng)計(jì)算，各項(xiàng)參數(shù)均滿足規(guī)范要求。
5結(jié)語(yǔ)
MZ900S型上行式移動(dòng)模架于2006年在武廣、鄭
西、溫福等客運(yùn)專線多個(gè)工地成功應(yīng)用，正常情況下每
孔達(dá)到11d的施工周期，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，總體變形值與理
論值相符，移動(dòng)模架主梁實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論計(jì)算偏離小
于5％，充分證明了設(shè)計(jì)階段理論計(jì)算的合理性。在
應(yīng)用過(guò)程中也反應(yīng)出～些需要優(yōu)化的地方，例如在縱
坡作業(yè)施工中，模板吊掛系統(tǒng)的縱向剛度稍差，但如果
(下轉(zhuǎn)第60頁(yè))
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
施工技術(shù)第39卷
2)成立專業(yè)鋼管柱混凝土澆注班組，對(duì)其進(jìn)行詳實(shí)
的技術(shù)交底，專業(yè)班組人員未經(jīng)允許，不得隨意調(diào)換。
3)混凝土澆注過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理，確保下
料和振搗滿足方案要求。
4)對(duì)節(jié)點(diǎn)板位置混凝土進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，必須保證
振搗充分后才能繼續(xù)澆注。
5)做好混凝土養(yǎng)護(hù)措施，同時(shí)做好柱頭防雨措施，
若遇管內(nèi)積水或存有雜物，應(yīng)嚴(yán)格清除干凈后方可進(jìn)
行混凝土澆注。
4．2安全保證措施
1)認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，結(jié)合
工程實(shí)際，制定并落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制。
2)對(duì)鋼管柱混凝土施工班組進(jìn)行有針對(duì)性的安全
交底。
3)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用
電安全技術(shù)規(guī)范)JGJ46-2005的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
4)混凝土澆注過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督，實(shí)施專
職安全員旁站制度。
5)確保澆注混凝土用的操作平臺(tái)穩(wěn)定，澆注時(shí)操
作人員系好安全帶，并做好高空作業(yè)各項(xiàng)安全措施。
5 實(shí)施效果
在廣交會(huì)大廈工程施工過(guò)程中對(duì)鋼管混凝土柱進(jìn)
行超聲波檢測(cè)54次，檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，鋼管內(nèi)混凝土無(wú)
質(zhì)量缺陷，滿足相關(guān)施工規(guī)范要求；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件20
組，均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，合格率100％。
檢測(cè)結(jié)果說(shuō)明，本項(xiàng)目采用的施工技術(shù)成功地控
制了鋼管混凝土柱內(nèi)混凝土尤其是內(nèi)節(jié)點(diǎn)板范圍內(nèi)混
凝土的施工質(zhì)量，同時(shí)此技術(shù)同其它施工方法相比，不
需要特種設(shè)備，簡(jiǎn)單實(shí)用、操作性強(qiáng)，節(jié)約成本，有顯著
的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
6 結(jié)語(yǔ)
對(duì)于方形鋼管混凝土柱，通常梁柱節(jié)點(diǎn)范圍設(shè)置
多層內(nèi)節(jié)點(diǎn)板，且此部位是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵受力部位，其混
凝土澆注質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)受力，內(nèi)節(jié)點(diǎn)板式方形鋼
管混凝土柱施工技術(shù)具有很強(qiáng)的操作性，且能夠有效
控制鋼管柱內(nèi)尤其節(jié)點(diǎn)板范圍混凝土施工質(zhì)量，對(duì)類
似工程具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
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(上接第51頁(yè))
設(shè)計(jì)成剛性吊掛，則模板預(yù)拱度的調(diào)節(jié)則變得十分困
難，這些問(wèn)題的研究解決將是我們下一步對(duì)MZ900S
型移動(dòng)模架進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化的工作重點(diǎn)。
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