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客運專線雙線箱梁施工上行式移動模架設計

文檔作者：潘春風1，鞏立輝2，孫慶珍1 文檔來源： 1．鄭州航空工業管理學院土木建筑工程學院 2．蘇州大方特種車輛有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年11月01日
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2010年4月
第39卷第4期
施工技術
CONSTRUCTION TECHNOLOGY 49
客運專線雙線箱梁施工上行式移動模架設計
潘春風1，鞏立輝2，孫慶珍1
(1．鄭州航空工業管理學院土木建筑工程學院，河南鄭州450015；2．蘇州大方特種車輛有限公司，江蘇蘇州215151)
[摘要】在我國武廣、鄭西、溫福等鐵路客運專線的修建過程中，大量采用了移動模架現場澆筑32、24m雙線箱粱。
分別對移動模架現場澆筑工藝與預制架設工藝、上行式與下行式移動模架的優缺點加以分析，介紹了MZ900S型上
行式移動模架的主要技術特點、技術參數、工作原理、施工工藝流程、主要結構設計計算結果以及實際應用情況，并
根據模架的實際應用情況提出了進一步優化改進的方向。
[關鍵詞】客運專線；上行式移動模架；雙線箱梁
【中圖分類號】U445．463 【文獻標識碼]A 【文章編號】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型上行式移動模架
1．1主要特點
1)采用上行式移動模架能自行完成支腿過孔移
位，無須地面其它輔助起吊設備，機械化程度高，操作
簡單，安全可靠。
2)首、末跨施工同標準跨作業基本相同，無須拆除
導梁等結構。
3)當通過連續梁或連續剛構等橋問轉場時，只需
展開側模架和底模，即可方便通過，減少整機拆除工作
量，提高轉場作業效率。
4)主梁及模架采用對稱設計，只需調換前導梁及
輔助支腿安裝位置就能滿足雙向施工的要求。
5)主梁及支腿結構無須改造即能滿足32m箱梁
節段拼裝架設工藝，綜合利用率高。
1．2主要技術參數
主要技術參數：①一次現澆梁片重量約900t；②現
澆梁片32．6m(及24．6m等高)鐵路客運專線雙線整孔
箱梁；③整機自重約450t；④整機縱移速度0．5m／min；
⑤整機功率50kW(不含混凝土箱粱施工用電)；⑥工
作時支點最大支反力5 800kN；⑦整機外形尺寸62．5m
(長)×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lld／孔)；⑨適應曲線半
徑R>2 000m；⑩適應2％縱坡／橫坡。
1．3工作原理
MZ900S型移動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
及內模、模架及開模機構、挑梁、吊臂及吊桿、主粱、前
后支腿支承機構、縱移輔助支腿等系統。
[收藕日期】2009．12-08
【作者簡介】潘春風。鄭州航空工業管理學院土木建筑工程學院
助教，河南鄭州450015，電話：13837129702，E—mail：
panchunfengl00@163．COHI
萬方數據
施工技術第39卷
主梁在支承油缸及托輥輪箱的作用下，可實現升
降及縱移動作；模架及模板在模架開啟機構的作用下
完成底模架橫移開啟及閉合的動作；模架通過挑梁、吊
臂及吊桿懸掛在主箱梁底面，利用可調撐桿調節模板
的預拱度，按設計要求調整梁底的線形高程。
2移動模架主要結構設計及功能
本移動模架分為承重主梁及其導梁、前后支腿、縱
移輔助支腿及配重、挑梁和吊臂及軌道、外側模板及底
模、底模架及吊桿、外側模架、拆裝式內模、模架防護
棚、液壓及電氣系統等，構成一個完整的承載結構體
系。整體構成如圖l所示。
·側立面
b工作狀態巧中截面c過孔狀態耵夏噩鬣面
圍1移動模架整體構成
Fig．1 Structure of movable gantry
2．1承重主梁及導梁
2．1．1鋼箱梁
鋼箱梁含5節(8m+3×7m+8m)承重鋼箱梁、l
節2．5m輔助鋼箱梁和5組接頭，各節間以精制螺栓連
接，單節最大重量19．8t。箱梁全寬2 500mm，全高
3 200mm，下翼緣設2根50mm高軌道方鋼，供整機縱
移使用；腹板根部設有吊掛角鋼及加勁肋，作為支腿吊
掛的軌道，同時保證腹板根部在輪壓作用下不發生局
部翹曲。輔助鋼箱梁位于主梁尾部，為正交箱形結構，
底部安裝有輔助支腿及吊掛移動支腿的卷揚機。
鋼箱梁在支腿部位設有可拆裝式支承牛腿，牛腿
為獨立的制造單元，以精制螺栓安裝在主梁相應部位。
在移動模架工作時，主梁及其模架、模板、箱梁鋼筋及
混凝土等荷載均通過牛腿傳遞至支腿，并通過支腿傳
遞至墩身或混凝土箱梁頂面。
2．1．2導梁
導梁由2節11．5m空腹箱形梁組成，為輔助整機
過孔的結構。每節間均以精制螺栓及節點板連接。導
梁下弦焊有兩根50mm高走道方鋼，供整機縱移使用。
2．2前、后支腿
前、后支腿是移動模架主梁的直接支承結構。
前支腿支承在前墩墩頂，是移動模架工作狀態的
前支點。整體為門式結構，由支腿立柱、支腿橫梁、橫
向微調機構、托輥輪箱、吊掛輪、液壓系統等構成。移
動模架工作時，豎向荷載通過鋼箱梁牛腿依次傳遞至
支承油缸、橫向微調機構、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
移動模架工作的后支點。后支腿無立柱結構，其它結
構與前支腿基本相同，通過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構
MZ900S型移動模架縱移機構安裝在輔助支腿處，
它由縱移油缸、固定耳座、移動耳座、移動滑道和定位
銷軸等組成。縱移油缸一端通過固定耳座連在滑動走
道上，另一端通過移動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。
縱移機構工作過程：整機需要過孔移位時，先將移
動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滑道，回收
縱移千斤頂0．75m，收起后支腿千斤頂并脫空，繼續千
斤頂頂推0．75m，實現步進式縱移。
2．4挑梁、吊臂及軌道
挑梁為桁架結構，位于主梁兩側，負責吊掛模架，
將模架荷載傳遞給主梁。挑梁每兩根為一組，每組中
間用聯結系連接；整個移動模架含10組挑梁系統。
吊臂為焊接桁架結構，上下分別與挑梁及側模架
通過銷軸連接，另與挑梁間設斜向可調撐桿，實現側模
架及側模在水平方向整體微調。吊臂下端通過調節機
構吊掛側模架，可實現側模架在豎直方向整體調節，可
方便實現模架及模板預拱度的設置。
挑梁下弦安裝有縱向的電動葫蘆吊掛軌道，用于
安裝3t電動葫蘆，以完成鋼筋、內模等施工的小起重
量吊裝工作。
2．5底模及外側模板
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，為適應施工需要及滿足運輸
要求，縱橫向與模架對應分塊制造；為脫模及移動模架
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，以利于脫模及過孔。
2)側模側模包括腹板模板及翼板模板，均通過
螺栓固定在側模架上。側模與側模架間通過可調機構
連接，以利于模板調整定位。
2．6底模架及吊桿
萬方數據
2010 No．4 潘春風籌：客運專線雙線箱梁施工上行式移動模架設計5l
1)底模架底模架共8個，正反各4個。該模架
左右對稱，由對接法蘭連接成整體，構成一個工作單
元。該工作單元共有4個吊掛點：外側通過吊掛輪吊
掛在側模架的下弦桿上，內側通過吊桿吊掛在挑粱或
已澆筑的混凝土箱梁上。當模架過孔時，拆除底模架
工作單元中的對接法蘭螺栓和吊桿，此時底模架由吊
掛輪和托輥輪支承，并可在側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構，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，節間通過連接器連接，吊桿拆除
時，旋動下方螺母即可。
2．7外側模架
外側模架為左右對稱的桁架結構。通過上弦外側
的兩個節點吊掛在吊臂上，通過下弦桿內側的兩個節
點吊掛底模架。側模架上弦內側節點以鉸板交承側模
板，下弦內側節點設調節機構，可調節側模斜度并在水
平方向支撐側模。側模架上弦中間的兩個節點上設置
可調撐桿，以調節翼板模板的位置并輔助拆模。
過孔時，底模架對拉螺栓解除，拆除吊桿，底模架
以側模架的下弦桿為依托通過液壓系統向外頂推滑
動，達到理想位置后與側模架臨時固定。
需要說明的是：底模架與底模始終保持一體；側模
架與側模始終保持一體。側模架設有可調撐桿用以固
定模板和輔助拆模。
2．8拆裝式內模
內模采用拆裝式組合鋼模板結構體系，節間按2m
模數分段制作，以利于拆裝和搬運。內模設可調撐桿，
以便調整定位。
2．9模架防護棚
主梁兩側挑梁頂部設置防風、防雨、防曬的頂棚，
能保證移動模架全天候工作，提高總體工作效率。
3移動模架施工步驟
1)步驟l ①箱梁張拉完畢，拆除墩頂散模及墩
頂處側模對拉設施；②拆除吊桿、底模及側模縱橫向連
接螺栓，拆除模架橫向對接螺栓；③輔助支腿油缸伸出
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，整機下
降0．18m；⑤底模架橫移開啟并臨時鎖定，準備第1次
前移過孔。
2)步驟2①啟動縱移機構，整機前移10．7m后
停止；②移動模架后支腿油缸伸出與主梁轉換支點牛
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，準備吊掛前移。
3)步驟3①輔助支腿與橋面豎向預應力筋或橋
面預留吊桿孔鎖定；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斜拉桿張緊，與
墩頂預埋件間鎖定，經檢查確認無誤后，后支腿油缸收
回，準備第2次前移過孔。
4)步驟4①啟動縱移機構，整機前移22m后到
位；②橫移關閉底模架，連接左右模架間連接螺栓；③
前后支腿油缸頂升0．18m至工作狀態并鎖定；④安裝
吊桿并調整，模板測量并調整，拆除前支腿立柱臨時斜
拉桿；⑤綁扎底板、腹板鋼筋及預應力筋；⑥安裝拆裝
式內模完畢；⑦綁扎頂板鋼筋及預應力筋；⑧澆筑箱梁
混凝土并養護；⑨混凝土養護至張拉強度，進行預應力
張拉作業。
4結構主要設計計算
1)主要工況移動模架支腿反力計算(見表1)
裹1移動模架支腿反力
Table 1 Reaction of support leg of movable gantry
kN
2)主要工況移動模架抗傾覆穩定性計算
移動模架整機縱向傾覆穩定性最不利情況出現在
整機縱移過孔過程中，整機前移10．7m后，后支腿油缸
與主梁轉換牛腿頂緊，前支腿吊掛至前墩墩頂，但尚未
安裝，此時：M儡=21 702kN‘m；M鼉=34 458kN‘m；K鼉
=M藿／M懾=1．6。
3)主要工況下主梁強度計算
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)主要工況移動模架主梁變形計算
滿載(澆筑完成后)工況下主梁跨中變形：
△。。=49．8ram(澆筑前△=15．8ram)
灌注狀態撓跨比：
(49．8—15．8)／34 800=1／1 024
經計算，各項參數均滿足規范要求。
5結語
MZ900S型上行式移動模架于2006年在武廣、鄭
西、溫福等客運專線多個工地成功應用，正常情況下每
孔達到11d的施工周期，經現場測量，總體變形值與理
論值相符，移動模架主梁實測應力與理論計算偏離小
于5％，充分證明了設計階段理論計算的合理性。在
應用過程中也反應出～些需要優化的地方，例如在縱
坡作業施工中，模板吊掛系統的縱向剛度稍差，但如果
(下轉第60頁)
萬方數據
施工技術第39卷
2)成立專業鋼管柱混凝土澆注班組，對其進行詳實
的技術交底，專業班組人員未經允許，不得隨意調換。
3)混凝土澆注過程中加強現場監督管理，確保下
料和振搗滿足方案要求。
4)對節點板位置混凝土進行嚴格監控，必須保證
振搗充分后才能繼續澆注。
5)做好混凝土養護措施，同時做好柱頭防雨措施，
若遇管內積水或存有雜物，應嚴格清除干凈后方可進
行混凝土澆注。
4．2安全保證措施
1)認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，結合
工程實際，制定并落實安全生產責任制。
2)對鋼管柱混凝土施工班組進行有針對性的安全
交底。
3)施工現場臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用
電安全技術規范)JGJ46-2005的有關規定執行。
4)混凝土澆注過程中加強現場安全監督，實施專
職安全員旁站制度。
5)確保澆注混凝土用的操作平臺穩定，澆注時操
作人員系好安全帶，并做好高空作業各項安全措施。
5 實施效果
在廣交會大廈工程施工過程中對鋼管混凝土柱進
行超聲波檢測54次，檢測數據顯示，鋼管內混凝土無
質量缺陷，滿足相關施工規范要求；標準養護試件20
組，均達到設計強度要求，合格率100％。
檢測結果說明，本項目采用的施工技術成功地控
制了鋼管混凝土柱內混凝土尤其是內節點板范圍內混
凝土的施工質量，同時此技術同其它施工方法相比，不
需要特種設備，簡單實用、操作性強，節約成本，有顯著
的經濟效益和社會效益。
6 結語
對于方形鋼管混凝土柱，通常梁柱節點范圍設置
多層內節點板，且此部位是結構的關鍵受力部位，其混
凝土澆注質量直接影響結構受力，內節點板式方形鋼
管混凝土柱施工技術具有很強的操作性，且能夠有效
控制鋼管柱內尤其節點板范圍混凝土施工質量，對類
似工程具有較高的推廣應用價值。
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(in Chinese)
(上接第51頁)
設計成剛性吊掛，則模板預拱度的調節則變得十分困
難，這些問題的研究解決將是我們下一步對MZ900S
型移動模架進行升級優化的工作重點。
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