一种非自行式移动模架牛腿倒运装置研究

一种非自行式移动模架牛腿倒运装置研究

李强

中交一航局第一工程有限公司

摘要：移动模架广泛应用于公路桥、铁路桥的桥梁工程施工中。移动模架牛腿系统的主要作用是在移动模架浇筑和纵移的过程中，支撑整个模架，并将承受的荷载传递到承台上。移动模架从一个施工位置移动到下一个施工位置时，需要先一步将牛腿倒运至下一桥墩，即将后桥墩牛腿拆除，转运至前桥墩并安装就位。目前，非自行下行式移动模架牛腿倒运大多采用吊机辅助、人工拆装的方式。在牛腿拆装位置超出起吊设备工作范围和起吊能力的情况下，完成牛腿的倒运就成了一个难题。在这种背景下研究提出一种新型的牛腿倒运装置，就十分必要，既能在净空不足的情况下满足远距离吊装，又能操作简便，智能化程度高，节约成本。

关键词：移动模架；倒运；新型；非自行式、节约

一、工程简介

项目主桥箱梁左幅15跨，跨径组合为：3×55+（55+55+48）+3×57+（55+55+48）+（48+55+55）；右幅15跨，跨径组合为：6×55+（57+55+52）+（55+55+48）+（48+55+55）。从21#墩至36#墩，跨径主要有48m、52m、55m和57m，等截面梁高3m。57m箱梁顶宽15.25m，底宽6.5m。顶板厚度28~60cm，底板厚度28~60cm。主桥承台为圆端形，长8.9m，宽6.6m，高2.8m。基础采用4根φ1.8m的钻孔灌注桩。

二、下行式移动模架工作原理

下行式移动模架承重的主梁系统位于桥面下方，主梁加上鼻梁其总长度大于两倍跨径，便于模架在各墩之间移动，主梁系统在支腿支承千斤顶的作用下，可实现升降及纵移。支腿支撑在承台上，并利用高强精轧螺纹钢筋将支撑托架对拉在桥墩上。模板系统通过吊架系统和丝杆将荷载传递至主梁上，模架支承调节器支撑在主梁顶面，并利用支承调节器调整模架的预拱度，按设计要求调整梁底的线形高程。过孔时主梁、吊架及模板在移动模架横移系统的作用下，完成横移开启及闭合的动作，外模模板随主梁一同横向开启或单独横向开启，并于桥轴线分开，通过墩身。外模和底模系统随主梁一同纵移。

三、移动模架主要构造

移动模架主要由主梁鼻梁系统、吊架支撑系统、模板系统、移位调整系统、液压电气系统及辅助设施组成。

图3.1-1 各结构组成图

四、牛腿的组装及倒运

1、本项目牛腿倒运工艺出发点为利用现有资源（主栈桥、已完成的承台墩柱、已完成的箱梁、现场80t履带吊），不增加额外的船机设备的情况下，创新性的提出的一种牛腿倒运装置。

本牛腿倒运装置，包括沿混凝土箱梁上行走的桥面吊机、锚固在桥墩顶部的墩顶吊机、设置于桥墩承台与栈桥之间的横移梁、设置于横移梁上用于运送牛腿的倒运小车。

桥面吊机在拆除位置将需拆除的牛腿吊装至倒运小车上，倒运小车沿横移梁运送牛腿至主栈桥附近，主栈桥上的履带吊吊运牛腿至安装位置的倒运小车上，倒运小车运送牛腿至牛腿中线与桥墩中线重合，墩顶吊机起吊、安装牛腿。满足了在超出起吊设备工作范围和起吊能力情况下牛腿的倒运要求。

图4.1-1 转运小车示意图

2、工艺流程

图4.2-1 安装倒运装置施工流程图

3、施工步骤

（1）墩顶吊机安装

在准备安装牛腿的桥墩墩顶设置两组起吊能力16吨的墩顶吊机，墩顶吊机主梁通过墩顶预埋精轧螺纹与桥墩锚固，牛腿横梁采用墩顶吊机安装。

图4.3-1 墩顶吊机横向布置 图4.3-2墩顶吊机纵向布置

图4.3-3 墩顶吊机结构示意图

墩顶吊机安装利用85吨履带吊安装，每个墩顶吊机及其轨道自重约7吨，近栈桥侧（左幅）采用85吨履带吊在主栈桥上吊装，远栈桥侧（右幅）采用50吨汽车吊在已施工的左幅桥面上吊装。φ32精轧螺纹钢埋入墩柱PVC管内，凿除PVC管内混凝土，清理管内杂物，除去精轧螺纹钢表面杂物，利用连接器进行接长，精轧螺纹钢长度满足40mm为宜，采用18mm钢板制作精轧螺纹钢扳手，由于施工空间狭小，可利用手锤敲击扳手。

（3）牛腿安装及横移

将牛腿放至主栈桥上（顺桥向），85t履带吊机站位于牛腿中心侧，转运小车停放在承台边，吊机将牛腿吊装至转运小车上，利用扁担梁+螺纹钢组合进行加固，转运小车横移和旋转同步进行，将牛腿运输至桥墩中心，利用墩顶吊机进行起吊，墩顶吊机起吊后进行纵移至支腿上方后下放，牛腿下边缘距离支腿3cm时，利用螺栓和冲钉进行对中和初步固定，直至螺栓安装完成后方可解除吊索具。

图4.3-4牛腿安装完成示意图

4、预埋螺纹钢受力计算

（1）墩顶吊机额定载荷

起吊重物最大载荷23t，两台墩顶吊机同时起吊，每台墩顶吊机最大起重载荷取额定载荷的75%：

，墩顶吊机选取额定载荷16t，满足要求。

（2）螺纹钢筋载荷计算

工作时每台墩顶吊机由2根预埋钢筋锚固，

预埋钢筋最大拉力：

吊重距墩中心5m时，反方向配置5吨配重，

预埋钢筋最大拉力：

（3）螺纹钢筋预埋锚固力计算

锚固长度修正系数：

——带肋钢筋公称直径大于25mm，取1.10

——保护层厚度5d，取0.7

螺纹钢筋锚固长度为940mm

螺纹钢筋基本锚固长度：

螺纹钢筋最大拉应力： =501MPa，

式中： ——混凝土轴心抗拉强度设计值，墩柱混凝土C40取1.71MPa，

a——锚固钢筋外形系数，螺纹钢筋取0.13，

d——锚固钢筋直径，取32mm，

PSB830精轧螺纹屈服强度830MPa满足使用要求。

螺纹钢筋最大锚固力： t

锚固安全系数n 满足使用要。

五、结论

非自行下行式移动模架牛腿倒运装置技术应用取得了较好效果，实现在起重设备受限条件下，能够完成移动模架牛腿倒运。通过对人工倒运牛腿技术的研究与应用，较大程度的提升施工质量，其自动化、智能化操作降低了对技术司操人员的依赖程度，减少了人员投入，提高了施工效率，降低了人员失误操作空间。在研究和施工过程中，不断总结和完善施工经验，形成了一套成熟的施工工艺，实际创新经验。

参考文献：

[1] 陈义明. 移动模架在桥梁工程的应用与创新研究[C]//建材发展方向

集，2014.

[2] （JGJ276-2012）《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》；【S】

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