CN102653938A - 下行式移动模架海上拆除施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行式移动模架海上拆除施工工法，它适用于水上施工的梁体浇筑成型、拆除工期要求紧的大型移动模架设备，能够适应7米及以上高墩拆除。其技术方案是在箱梁顶面留出卷扬机下放预留孔，利用桥面卷扬机对移动模架主梁进行整体下放，再利用钢管桩搭设临时墩并配合架桥机卷扬机将主梁整体起吊至桥面，最后在桥面上对主梁进行分解。与主梁下水中打桩架设支架的传统拆除方案相比，具有良好的安全性、施工周期短、施工成本低、不损坏设备原有的作业性能，从技术细节与管理上充分考虑了施工的可操作性和安全性。

Description

下行式移动模架海上拆除施工工法

技术领域

本发明涉及一种建筑设备施工法，具体地说是一种下行式移动模架海上拆除施工工法，它适用于水上施工的梁体浇筑成型、拆除工期要求紧的大型移动模架设备，能够适应7米及以上高墩拆除。

背景技术

移动模架***MSS(Move Support System)是目前世界桥梁施工的较为先进的技术，施工时无需在桥下设置模板支架，而采用两个支撑在牛腿上的钢结构主梁支承外模板，两主梁通过牛腿支架及钢立柱支撑在桥梁承台上。主要部件有主梁及外模板、底横梁、鼻梁、模板支撑、配重和配重架及底横梁等。移动模架配置全液压***，其行走以及支模等由液压***来完成。下行式移动式模架海上施工的技术特点是：滑移支架具有周转次数多，周转时间短，使用辅助设备少的特点，自动化程度高，减少了人力物资的浪费，特别适用于多跨现浇箱梁施工，既保证了工程质量，又能加快施工进度。保证施工现场的文明施工和安全施工，在现代化桥梁施工中的应用日益广泛。

由于移动模架施工均在海上，而且此时的现浇箱梁已形成，模架本身重量较重，且吊机作业面受到影响，因此给移动模架的拆除工作带来了很大困难。传统的拆除法是主梁下水中打桩架设支架拆除方案，主要特点是：

1、主梁拆除前需要在主梁滑行方向(后退方向)水中打桩，因为每套模架的每侧主梁下均需要有桩进行支撑，所以在节约成本与工期的前提下，每侧主梁下打桩6至10根，单排固定，其稳定性相对差些；另外随着拆除模架数量增加打桩的数量也在增加，则海上作业活动增加，进而安全隐患大大增加。

2、每一节主梁的切割、分解、吊装等工作均需要施工人员在架在海上的主梁上作业，其作业危险性随时存在。

3、海上打桩及固定需4天，模架部件拆卸10天，主梁分解运输20天，其中打桩与主梁部件拆除可同时进行，因此单套模架拆除总工期为30天。对于拆除工期要求紧的大型移动模架设备显然工期太长。

4、所耗费的人工费、材料费、机械费限定在30天内。拆除单套费用达34万元。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足而提供下行式移动模架海上拆除施工工法，该方法具有良好的安全性、施工周期短、施工成本低、不损坏设备原有的作业性能，从技术细节与管理上充分考虑了施工的可操作性和安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，在箱梁顶面留出卷扬机下放预留孔，利用桥面卷扬机对移动模架主梁进行整体下放，再利用钢管桩搭设临时墩并配合架桥机卷扬机将主梁整体起吊至桥面，最后在桥面上对主梁进行分解。

进一步地，

1)、在最后一孔箱梁浇筑时，预先按设计图纸在箱梁顶面留出卷扬机下放预留孔；

2)、施工完毕后，首先按照操作规程开模，拆除包括外模、横梁在内的移动模架主梁以上部分；

3)、其次移动模架向内合模至桥面预留孔对应位置，用架设在桥面上的桥面卷扬机通过预留孔将主梁整体吊起，利用吊车拆除主梁支撑***的包括小车和牛腿在内的部件；

4)、利用桥面卷扬机将主梁整体下放到预先停放在主梁下的浮船上；

5)、搭建临时墩拆卸平台；

6)、利用架桥机用卷扬机整体将主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除；对于内侧主梁，桥面卷扬机将主梁整体下放到预先停放在主梁下的浮船“炮车”上，利用2台360°旋转式“炮车”作为承载主梁的底座，以便内侧主梁在移出箱梁下方调整方向，最后用浮船运至拆卸平台附近，再利用架桥机用卷扬机整体将主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除；

7)、待移动模架拆除完毕后，将箱梁顶面所有的预留孔钢筋进行搭接，吊设模板，采用水泥基进行修补。

在设置预留孔时，在箱梁的翼板上，沿箱梁中心线两侧对称设有用于卷扬机钢绳通过的第一预留孔、第二预留孔、第三预留孔、第四预留孔，预留孔水平截面呈长方形，位于第一桥墩中心线、第二桥墩中心线、第一主梁端线和第二主梁端线之间；第一主梁端线和第二主梁端线分别位于第一桥墩中心线和第二桥墩中心线的外侧。

箱梁顶面预留孔要满足卷扬机操作空间，避开箱梁横向预应力管道，预留后对露出的钢筋进行涂刷防锈漆。

在施工完最后一孔后，对模架所有零部件按照类别和施工方向分组编号，编号后主梁整体开模至最大宽度，用吊车依次按编号对称拆除包括外模、横梁在内的移动模架主梁以上部分。

起吊、拆除小车和牛腿：移动模架，左右分别向内合模，至主梁位于预留孔正下方，在四个预留孔位置上安装桥面卷杨机，桥面卷扬机的钢绳通过预留孔至箱梁下，钩挂在与主梁连接的吊具上；将两主梁同时吊起至设定高度；利用2台吊车从左右幅拆除小车、牛腿，下放至船上；运用浮吊将牛腿支腿部分拆除。

主梁下方的支撑***拆除完毕后再利用桥面卷扬机将主梁整体下放到预先停放在主梁正下方的浮船上，主梁下放时，两台桥面卷扬机要同步下放；船在主梁下横桥向停放，外海主梁可直接利用架桥机用卷扬机整体将外海主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除；拆除内侧主梁时可利用2台360°旋转式炮车作为主梁放置底座，通过调整“炮车”角度可以转换主梁方向以便浮船移出，最后运至右幅箱梁间的拆卸平台临时墩附近；再利用架桥机用卷扬机整体将该主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除。

拆卸平台临时墩搭建方式：吊装前要在水中打钢管桩，共两组12根，其中6根为一组，分置于主梁的两个端部，钢管桩的顶端纵向、横向均由工字钢连为一体，双排间用剪刀撑进行固定，拆卸平台临时墩搭建箱梁的右侧，并与右幅箱梁边缘之间的最小间距大于主梁的最大宽度。

主梁提升：在拆卸平台临时墩与箱梁间搭建移动模架拆卸平台后，安装架桥机，架桥机主梁一端由架桥机支腿支撑在桥墩身上，另一端连接在拆卸平台临时墩上；利用架桥机上的2台架桥机用卷扬机提升主梁至桥面。

吊装时，将钢丝绳沿主梁吊点部位兜底，在梁肋部位钢丝绳下垫厚钢板。

本发明的有益效果是：本发明创造性地提出了对移动模架主梁进行整体下放，再利用钢管桩搭设临时墩并配合架桥机卷扬机将主梁整体起吊至桥面，最后在桥面上对主梁进行分解的施工方法，相对于传统的拆除法，该方法具有如下特点：

1、在安全性方面：

首先，由于主梁整体吊装至桥面上，其切割分解工作全部在桥面上进行，大大避免了人员海上施工的危险性；

其次，吊装前要在水中打桩12根，其中6根为一组，双排间用横梁及剪刀撑进行固定，保障了吊装架子的稳固性；另外对于要拆除多套模架的施工，打桩作业一次即可满足全部模架拆除，从而大大减少了海上打桩、固桩作业等危险性工作，安全隐患大大减少。

2、在拆除工期方面：

海上打桩及固定需7天，模架部件拆卸10天，主梁下放及吊运2天，主梁分解运输8天，其中打桩与主梁部件拆除可同时进行，因此单套模架拆除总工期为20天。工期缩短了33％。

3、在经济性方面：

所耗费的人工费、材料费、机械费仅限定在20天内，拆除单套费用约24万元，费用节约了30％。

总之，与主梁下水中打桩架设支架拆除方案相比，具有良好的安全性、施工周期短、施工成本低、不损坏设备原有的作业性能，从技术细节与管理上充分考虑了施工的可操作性和安全性。

本工法适用于水上施工的梁体浇筑成型、拆除工期要求紧的大型移动模架设备，能够适应7米及以上高墩拆除。对于低墩模架的拆除，可将主梁或导梁提升，保证水平面与主梁底部净距大于3米，以保证载重200T船只可以通过即可运用此工法(200T船通常通行高度为2.5米)。

附图说明

图1移动模架拆除平面预留孔示意图(俯视)；

图2箱梁纵截面预留孔示意图；

图3混凝土箱梁预留孔截面示意图；

图4吊车拆除外模板、模板支撑、配重、底横梁、鼻梁及主梁连接桁架等部件状态示意图；

图5拆除外模板、模板支撑、配重、底横梁、鼻梁及主梁连接桁架等部件后状态示意图；

图6主梁悬吊示意图；

图7临时墩顺桥向主视图；

图8为图7的左视图(临时墩横桥向图)；

图9为图7的俯视图；

图10主梁提升示意图。

附图标记说明：1箱梁，2第一预留孔，3第二预留孔，4第三预留孔，5第四预留孔，6第一桥墩中心线，7第二桥墩中心线，8第一主梁端线，9第二主梁端线，10箱梁中心线，11第一桥墩，12内侧主梁，13第二桥墩，14吊车，15外海主梁，16桥面卷扬机，17贝雷梁，18支撑，19吊具，20工字钢，21钢管桩，22剪刀撑，23架桥机主梁，24架桥机支腿，25桥墩身，26钢丝绳，27架桥机用卷扬机。

具体实施方式

本工法为利用桥面卷扬机对移动模架主梁进行整体下放，再利用钢管桩搭设临时墩并配合架桥机卷扬机将主梁依次整体起吊至桥面，最后在桥面上对主梁进行分解。

在最后一孔箱梁浇筑时，预先按设计图纸在箱梁顶面留出卷扬机下放预留孔；施工完毕后，首先按照操作规程开模，拆除包括外模、横梁在内的移动模架主梁以上部分；其次移动模架向内合模至桥面预留孔对应位置，用架设在桥面上的桥面卷扬机通过预留孔将主梁整体吊起，利用吊车拆除主梁支撑***的包括小车和牛腿在内的部件；搭建临时墩拆卸平台；再利用桥面卷扬机将主梁整体下放到预先停放在主梁下的浮船上，利用架桥机用卷扬机整体将主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除；对于内侧主梁，桥面卷扬机将主梁整体下放到预先停放在主梁下的浮船“炮车”上，利用2台360°旋转式“炮车”作为承载主梁的底座，以便内侧主梁在移出箱梁下方调整方向，最后用浮船运至拆卸平台附近，再利用架桥机用卷扬机整体将主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除。(注：主梁长60米，两桥墩静间距约为47米)。

施工工艺流程：

在进行最后一跨箱梁施工时，为保证模架主梁以及承载模架的箱梁桥面系受力均匀，同时兼顾模架主梁的吊装便捷性，箱梁预留孔洞位置设在翼板处，左右对称留设。

见图1，在箱梁1的翼板上，沿箱梁中心线10两侧对称设有用于卷扬机钢绳通过的第一预留孔2、第二预留孔3、第三预留孔4、第四预留孔5，预留孔水平截面呈长方形，位于第一桥墩中心线6、第二桥墩中心线7、第一主梁端线8和第二主梁端线9之间；第一主梁端线8和第二主梁端线9分别位于第一桥墩中心线6和第二桥墩中心线7的外侧。

箱梁顶面预留孔要满足卷扬机操作空间，避开箱梁横向预应力管道，预留后对露出的钢筋进行涂刷防锈漆。

图2为图1中沿第一预留孔2和第二预留孔3纵向中心线剖面。其中，第一桥墩11、内侧主梁12、第二桥墩13均位于箱梁的下方。

图3混凝土箱梁预留孔截面示意图(为图1中沿第一预留孔2和第二预留孔5横向中心线剖面)。

图4吊车拆除主架上部件状态示意图。

在施工完最后一孔后，对模架所有零部件按照类别和施工方向分组编号，编号后主梁整体开模3450mm，用吊车14依次按编号对称拆除外模板、模板支撑、配重、底横梁、鼻梁及主梁连接桁架等部件。

图5为图4拆除后的状态示意图。

其中，内侧主梁12和外海主梁15上部已具备起吊条件。

图6主梁悬吊示意图。

移动模架，左右分别向内合模，至主梁中心间距13000mm时止，此时主梁位于预留孔正下方，在四个预留孔位置上安装桥面卷杨机16，该桥面卷扬机通过贝雷梁17和支撑18座落在预留孔的上方，桥面卷扬机16的钢绳通过预留孔至箱梁下，钩挂在与主梁连接的吊具19上。

将主梁同时吊起20cm。

利用2台25T吊车从左右幅拆除小车、牛腿，下放至船上。运用50T浮吊将牛腿支腿部分拆除。

主梁下方的支撑***拆除完毕后再利用桥面卷扬机16将主梁整体下放到预先停放在主梁正下方的浮船上，主梁下放时，两台桥面卷扬机要同步下放；船在主梁下横桥向停放，由于拆卸平台临时墩离外侧主梁15较近，可直接利用架桥机用卷扬机整体将外侧主梁15起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除。由于内侧主梁12位于箱梁的内侧，故在拆除内侧主梁12时可利用2台360°旋转式炮车作为主梁放置底座，通过调整“炮车”角度可以转换主梁方向以便浮船移出，最后运至右幅箱梁间(外海侧)的拆卸平台临时墩附近；再利用架桥机用卷扬机整体将该主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除。

图7～图9为拆卸平台临时墩搭建方式。

吊装前要在水中打钢管桩21，共两组12根，其中6根为一组，分置于主梁的两个端部，钢管桩21的顶端纵向、横向均由工字钢连为一体，双排间用剪刀撑22进行固定，保障了吊装临时墩的稳固性。拆卸平台临时墩搭建箱梁的右侧，并与右幅箱梁边缘之间的最小间距大于主梁的最大宽度。以保证主梁顺利起吊。拆卸平台临时墩要保证承载力及钢管桩的打入深度满足拆卸需要。钢管桩入土深度以贯入度进行控制，并保证垂直度，实际入土深度以现场发生量为准，钢管桩接头处要焊接加强板，纵横梁、剪刀撑的焊接处要有坡口，并进行满焊。

图10主梁提升示意图。

在拆卸平台临时墩与箱梁间搭建移动模架拆卸平台后，安装架桥机，该架桥机主要由架桥机主梁23、架桥机支腿24、钢丝绳26和27架桥机用卷扬机组成，架桥机主梁23一端由架桥机支腿24支撑在桥墩身25上，另一端连接在拆卸平台临时墩上。利用架桥机上的2台10T架桥机用卷扬机27提升主梁至桥面。吊装时，将钢丝绳26沿主梁吊点部位兜底，在梁肋部位钢丝绳下垫厚钢板，以防钢丝绳被撕裂割断；主梁被提升至略高出箱梁顶面后，架桥机用卷扬机沿架桥机桁架轨道缓慢移至桥面中心然后下放至桥面，最后拆除时可用螺旋千斤顶将主梁稍稍顶起，便于对其拆除分解。

待移动模架拆除完毕后，将箱梁顶面所有的预留孔钢筋进行搭接，吊设模板，采用水泥基进行修补。

下行式移动模架海上拆除操作要点：

1、关于鼻梁拆除：拆除主梁两端鼻梁时，对于鼻梁之间的高强螺栓以及主梁与鼻梁连接销轴的拆除，要有施工人员随时观察螺栓连接处的水平状态，通过吊机调整两节鼻梁见高度，使螺栓及连接销在自由状态下拆除以降低冲击力，从而减小鼻梁的摆动幅度，保证安全性。

2、关于主梁拆除与分解：不管是桥面卷扬机还是架桥机用卷扬机的型号都要与移动模架主梁重量匹配，保证钢丝绳安全系数足够，同时在每次吊装前检查卷扬机工作性能和钢丝绳的质量。本方案卷扬机采用JMN10型号，单个卷扬机起重能力达到160T，用2台卷扬机共同起吊，总起重能力达到320T，而单个主梁总重153.407T，满足起吊要求。拆除主梁顶部连接板时要求保留连接板两侧最外缘两个对角螺栓(单个8.8级螺栓至少可承受173kN剪力)，此时施工人员要仔细观察两节主梁对接处是否有角度，如有偏差可利用螺旋千斤顶调整主梁的高度，使两节主梁基本在同一平面上，保证最后两个对角螺栓在自由状态下拆除，以降低拆除连接板时两节主梁突然分开可能出现的冲击力，从而确保施工安全。

3、随时检查机电控制***，保证架桥机主梁与其上的卷扬机运行良好。

应用实例

青岛海湾大桥，位于胶州湾北部，是国家高速公路网青岛至兰州高速公路的起点段，主线全长26.707km，其中跨海大桥长25.88km，黄岛侧接线长827.319m。青岛海湾大桥第八合同段由中交第四公路工程局有限公司承建，起迄点桩号为：K28+200～K30+650，其中上部结构共计12联，第一联为5×50m，第2-12联为4×50m，共98孔箱梁全部使用移动模架在海上现浇。在施工完毕箱梁后，青岛海湾大桥第八合同段利用本工法将4套MSS50-1800海上移动模架全部拆除，拆除效率极高，安全风险降低，大幅度节约了施工成本。有关试验情况如下表：表1为传统分部拆除一套移动模架的成本表，表2为本发明工法拆除一套移动模架的成本表。表3为本发明工法与传统工法拆除一套移动模架的工期比较。

表1传统分部拆除一套移动模架的成本表

表2本发明整体拆除一套移动模架的成本表

通过上表分析得知，整体拆除比逐节分部拆除一套移动模架节约成本90500元，并且大大降低了安全风险，也减少了箱梁顶面预留孔数量，从而大大减少拆除完毕后预留孔修复数量，也节约修复材料。

表3为本发明工法与传统工法拆除一套移动模架的工期比较。

通过上表分析得知，整体拆除比逐节分部拆除一套工期缩短了约33％。

Claims (10)

1.下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，在箱梁顶面留出卷扬机下放预留孔，利用桥面卷扬机对移动模架主梁进行整体下放，再利用钢管桩搭设临时墩并配合架桥机卷扬机将主梁整体起吊至桥面，最后在桥面上对主梁进行分解。

2.根据权利要求1所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，

1)、在最后一孔箱梁浇筑时，预先按设计图纸在箱梁顶面留出卷扬机下放预留孔；

2)、施工完毕后，首先按照操作规程开模，拆除包括外模、横梁在内的移动模架主梁以上部分；

3)、其次移动模架向内合模至桥面预留孔对应位置，用架设在桥面上的桥面卷扬机通过预留孔将主梁整体吊起，利用吊车拆除主梁支撑***的包括小车和牛腿在内的部件；

4)、利用桥面卷扬机将主梁整体下放到预先停放在主梁下的浮船上；

5)、搭建临时墩拆卸平台；

6)、利用架桥机用卷扬机整体将主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除；对于内侧主梁，桥面卷扬机将主梁整体下放到预先停放在主梁下的浮船“炮车”上，利用2台360°旋转式“炮车”作为承载主梁的底座，以便内侧主梁在移出箱梁下方调整方向，最后用浮船运至拆卸平台附近，再利用架桥机用卷扬机整体将主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除；

7)、待移动模架拆除完毕后，将箱梁顶面所有的预留孔钢筋进行搭接，吊设模板，采用水泥基进行修补。

3.根据权利要求1或2所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，在设置预留孔时，在箱梁的翼板上，沿箱梁中心线两侧对称设有用于卷扬机钢绳通过的第一预留孔、第二预留孔、第三预留孔、第四预留孔，预留孔水平截面呈长方形，位于第一桥墩中心线、第二桥墩中心线、第一主梁端线和第二主梁端线之间；第一主梁端线和第二主梁端线分别位于第一桥墩中心线和第二桥墩中心线的外侧。

4.根据权利要求3所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，箱梁顶面预留孔要满足卷扬机操作空间，避开箱梁横向预应力管道，预留后对露出的钢筋进行涂刷防锈漆。

5.根据权利要求3所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，在施工完最后一孔后，对模架所有零部件按照类别和施工方向分组编号，编号后主梁整体开模至最大宽度，用吊车依次按编号对称拆除包括外模、横梁在内的移动模架主梁以上部分。

6.根据权利要求5所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，起吊、拆除小车和牛腿：移动模架，左右分别向内合模，至主梁位于预留孔正下方，在四个预留孔位置上安装桥面卷杨机，桥面卷扬机的钢绳通过预留孔至箱梁下，钩挂在与主梁连接的吊具上；将两侧主梁同时吊起至设定高度；利用2台吊车从左右幅拆除小车、牛腿，下放至船上；运用浮吊将牛腿支腿部分拆除。

7.根据权利要求6所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，主梁下方的制动和支撑***拆除完毕后再利用桥面卷扬机将主梁整体下放到预先停放在主梁正下方的浮船上，主梁下放时，两台桥面卷扬机要同步下放；船在主梁下横桥向停放，外侧主梁可直接利用架桥机用卷扬机整体将外侧主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除；拆除内侧主梁时可利用2台360°旋转式炮车作为主梁放置底座，通过调整“炮车”角度可以转换主梁方向以便浮船移出，最后运至右幅箱梁间的拆卸平台临时墩附近；再利用架桥机用卷扬机整体将该主梁起吊至桥面上，然后进行主梁分解拆除。

8.根据权利要求7所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，拆卸平台临时墩搭建方式：吊装前要在水中打钢管桩，共两组12根，其中6根为一组，分置于主梁的两个端部，钢管桩的顶端纵向、横向均由工字钢连为一体，双排间用剪刀撑进行固定，拆卸平台临时墩搭建在箱梁外侧，并保证与箱梁边缘间的最小净间距大于主梁最大宽度。

9.根据权利要求8所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，主梁提升：在拆卸平台临时墩与箱梁间搭建移动模架拆卸平台后，安装架桥机，架桥机主梁一端由架桥机支腿及箱梁和桥墩组成支撑墩，另一端由拆卸平台组成临时支撑墩；利用架桥机上的2台架桥机用卷扬机提升主梁至桥面。

10.根据权利要求9所述的下行式移动模架海上拆除施工工法，其特征是，吊装时，将钢丝绳沿主梁吊点部位兜底，在梁肋部位钢丝绳下垫厚钢板。

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