中铁大桥局五公司 江西九江 332000
摘要：结合平潭海峡公铁两用桥现浇箱梁的建设实际，本文介绍上行式移动模架在复杂海域下防台施工技术，为类似工程施工提供借鉴。
关键词：复杂海域 移动模架 防台施工设计
1、工程简介
1.1、工程概述
平潭海峡公铁两用大桥起于福建省长乐市松下镇，经人屿岛，跨越元洪航道和鼓屿门水道，再依次通过长屿岛和小练岛、跨越大小练岛水道抵达大练岛，再跨越北东口水道上平潭岛，大桥全长约16.338km。风向季节性变化明显，且稳定，桥址工程区域百年重现期十分钟平均最大风速44.8m/s。大风日数主要集中在10月～次年2月，占全年的50％左右。
1.2、移动模架概述
移动模架为MSS1600-46.48m上行式移动模架（改制），可满足7级及7级风以下风力正常走行、8级及8级风以下模板安装、钢筋绑扎及混凝土浇筑等要求。
2、移动模架防台设计
移动模架工作环境为海上作业，环境条件恶劣，在结构设计时制梁状态抗风能力按14级风设计，过孔状态按10级风计算。从以下两个方面考虑防台加固措施：
⑴移动模架走行就位，模板处于合模状态，混凝土未浇筑：此状态下，移动模架前支腿位于墩顶，中支腿位于已浇筑箱梁上，前支腿已按设计要求和垫石上预留预埋件连接完毕。当有台风预报时，在台风过境前完成不了过孔、合模、锚固等工作要求时不得进行移动模架过孔施工。
（2）混凝土浇筑完毕：此工况挑梁、滑梁、吊臂、侧模架、侧模及底模均按混凝土浇筑前的状态进行防台。
3、移动模架防台计算
采用《起重机设计规范》规范计算台风作用下（14级风）移动模架所受风荷载值：
风荷载标准值：；14级风速值： 
算得：横向风荷载为：P横风=3457.2kN；竖向上风荷载为：P横风=3730.4kN；纵向风荷载为：P横风=563.2kN
模型建立：计算模型采用midas civil有限元程序建立，移动模架各结构用梁单元模拟。
荷载施加：模架自重根据各结构实际重量及位置以线荷载施加在主梁和导梁上，各结构所受风荷载等效换算为线荷载施加在主梁和导梁上，模架主梁与侧模板所受风荷载对主梁千斤顶支点处产生的扭矩以节点荷载施加在主梁上。
边界条件：模架主梁与支腿横梁之间采用铰接，支腿横梁与支腿之间采用刚接，中支腿在砼梁面处采用铰接，前支腿底部采用铰接。
移动模架自身结构在14级风作用下其强度及稳定性已由相关单位出具检算报告，不再对该部分内容进行计算，仅针对移动模架在台风作用下，如何增加其抗倾覆及抗滑移能力进行计算。经计算，移动模架结构自重+14级横向风+0.6倍14级竖向向上风工况组合下移动模架所受风载最不利，经加强后，模架稳定性计算分析如下。
3.1、模架主梁与支腿连接处计算
模架主梁支承在支腿横梁上方千斤顶上，考虑千斤顶与横梁之间连接螺栓作用，不考虑主梁与千斤顶之间摩擦及模架主梁与墩顶拉杆作用。
（1）主梁抗滑移计算：
从上述结果可知，中支点水平反力F中反=1471.4kN，中支点螺栓抗剪F中抗剪=1775kN，安全系数为1.2，前支点处整体水平滑动力F前滑 =1926kN，前支点螺栓抗剪F前抗剪=1775kN，安全系数为0.9。螺栓抗剪安全系数小于1.3，需采取加强措施。
设计采用钢拉杆（拉压杆）将主梁风荷载传递至支腿横梁上。经计算，中支点拉杆轴力设计值为159.1kN，前支点拉杆轴力设计值为841.5kN，因此，拉杆轴力设计值可取为1000 kN。
（2）前支腿横梁计算
前支腿材质均为Q345B，支点处截面计算得应力为108.4MPa，跨中处截面计算得应力为177.2MPa，均满足受力要求。
（3）支腿、横梁连接螺栓计算
螺栓采用M24-5.6级普通螺栓，单颗螺栓抗剪承载力为67.1 kN，而由风载作用在移动模架上产生的单颗螺栓所受剪力为25kN，满足设计要求。
（4）前支腿计算
前支腿横梁采用箱型截面，取底部最小截面进行计算。取最不利支腿背风面前支腿计算，结果如下：σ折=213.8MPa＜250MPa；τ=29MPa＜120MPa。
（5）前支腿预埋爬锥计算
爬锥类型为M24-15型。爬锥受力设计值：拉力设计值68kN，剪力设计值79.2kN。迎风面单个爬锥拉力为3kN，单个爬锥剪力为37kN。背风面爬锥不受拉，单个爬锥剪力为37kN。均满足设计要求。
3.2、中支腿抗滑移计算
由分析可知，中支腿支点处水平反力大于摩擦力，不满足抗滑移要求。故考虑采用8套抗滑移系统将支腿横梁钩在混凝土箱梁翼缘板上，单根拉杆的设计承载力N设=360kN。支点处水平抵抗力F抵=2116.5kN，支点处整体水平滑动力F滑 =1650.9kN，抗滑移安全系数K≥1.3，满足要求。
3.3抗滑移体系结构计算
横梁及钩梁上耳板承载力最小值为417.6kN＞360kN。滑移体系通过钩梁钩在箱梁翼缘板上，钩梁最大应力为231.7MPa＜250MPa，满足要求。
图1 钩梁受力图
3.4可调钢拉杆设计
移动模架防台措施主要是采用可调刚拉杆来抵抗台风产生的风载，保证移动模架具有抗滑移抗倾覆的稳定性能。调拉杆材质为42CrMn，采用KATTOR公司定制产品。用于横梁抗滑移系统的可调拉杆3，设计荷载360kN，采用直径为φ35mm的钢棒，两端车丝，车丝要求为梯形螺纹，螺距p=10mm，牙顶间隙ac=0.5mm，结合圈数z=6圈；用于主梁与墩顶横向拉杆系统的可调拉杆2，设计荷载为1000kN，采用直径为φ60mm的钢棒，两端车丝，车丝要求为梯形螺纹，螺距p=10mm，牙顶间隙ac=0.5mm，结合圈数z=6圈。
4、总结
本文就从技术角度分析了移动模架防台应该从哪几个方面去进行防台加固，主要采用了定制钢拉杆对移动模架相关部位进行限位，保证了移动模架的整体稳定，并在实际当中得到了考验。该防台技术不仅制作成本低，而且施工简便，更重要的是降低了项目的工期成本，
本文所述防台施工技术在同类型海域桥梁移动模架施工当中具有借鉴意义。
参考文献：
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[5] 中华人民共和国行业标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
[6]《路桥施工计算手册》.人民交通出版社
论文作者:曹少华
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/21
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