短線匹配法節段箱梁預制關鍵技術

劉程洪

（廣東省長大公路工程有限公司,廣東 廣州 510000）

短線匹配法節段箱梁預制關鍵技術

劉程洪

（廣東省長大公路工程有限公司,廣東 廣州 510000）

通過介紹臺州灣跨海特大橋節段箱梁預制施工過程,對短線匹配法節段箱梁功效進行總結,然后對節段箱梁預制過程中的關鍵技術進行分析,以期為類似工程提供參考。

節段預制；鋼筋綁扎；線型控制

1 工程概況

臺州灣特大橋非通航孔橋采用60 m跨徑預應力混凝土連續箱梁（節段拼裝）。標準聯長5跨一聯:其中北側非通航孔橋橋跨布置為4×（5× 60）=1 200（m）,共4聯；南側非通航孔橋橋跨布置為5×（5×60）=1 500（m）,共5聯；全橋節段箱梁共1 782榀,如圖1所示。

節段箱梁中心梁高3.6 m,箱梁翼緣懸臂3.50 m,懸臂端厚度20 cm,懸臂根部厚度50 cm。箱梁頂板厚度28 cm。跨中箱梁截面腹板厚45 cm,底板厚27 cm；根部箱梁截面腹板厚70 cm,底板厚60 cm。

2 場地布置

該項目節段箱梁采用短線匹配法工廠化流水生產線預制,共設兩條45 m/345 m大生產線。整個預制場生產線共配備兩臺150 t大龍門吊（一條大生產線1臺）、4臺16 t（一條大生產線2臺）小龍門吊負責起重吊裝作業；設置9個鋼筋胎架、9個預制臺座負責鋼筋及節段箱梁預制；布置32個整修臺座負責轉向塊澆筑及表面修整；布置232個存梁臺座負責節段梁存放（存梁臺座+整修臺座+預制臺座共可存梁514榀）,如圖2所示。

3 關鍵控制技術

3.1 鋼筋加工及綁扎

針對節段箱梁鋼筋散件尺寸較小、用量大、不同梁型之間通用性高等特點,項目部引入“鋼筋配送”理念。即:按照圖紙數量和規格將散件鋼筋在加工場集中加工,并分類存放,施工現場按需取料。采用先進的機具設備（全自動鋼筋彎箍機、鋼筋彎曲中心等）能保證鋼筋散件尺寸精度,同種類大批量的生產模式能夠提高作業工人生產效率。

節段箱梁鋼筋按照“在專用胎架上綁扎成型→采用龍門吊整體吊裝入模”的工藝進行安裝。節段箱梁模板周轉使用次數多,安裝精度要求高,箱梁成品外觀質量要求高,采用此工藝能大大縮短鋼筋入模到混凝土澆筑之間的時間,減少鋼筋施工對模板的損傷。另外,鋼筋綁扎與節段混凝土澆筑施工流水作業、互不干擾,真正實現節段預制“工廠化”施工,完成從“預制場”到“預制廠”的轉變。

在模板端部按照主筋位置和間距焊接無縫鋼管,鋼筋骨架整體吊裝入模后在鋼管內插入圓鋼對鋼筋骨架進行快速精確定位。入模就位以后在鋼筋骨架頂部設置6條型鋼挑梁,用以固定鋼筋骨架[1]。

3.2 箱梁質量管理

（1）采用不銹鋼復合板作為外模,即有效地提高了箱梁外觀質量,又明顯地降低了作業隊伍模板打磨作業時間；通過配合比調配,有效地改善混凝土作業性能并保證混凝土顏色的一致性；箱梁內腔底板處倒角模板采用貼模板布處理,氣泡數量得到有效控制。

（2）采用“充氣膠囊+堵頭”作為波紋管內襯及端頭連接,既能快速準確地完成波紋管定位,又能確保相鄰梁段管道接頭平順。

（3）采用吸塵器對模板上雜物進行清理,有效地提高箱梁外觀質量。

圖1 臺州灣特大橋橋型布置圖

圖2 預制場布置平面圖

（4）內模合模前百分百地量測箱梁外側保護層墊塊處數據,確保其合格,以使梁段保護層合格率達到100%。

（5）優化梁端剪力鍵脫模處理工藝。該項目首次提出“涂抹脫模劑”代替“涂抹雙灰粉+洗潔精”作為梁段分離的隔離劑。工藝優化后,成品梁段剪力鍵無需經特殊打磨即可滿足外觀質量要求,節約人力、物力。

（6）采用“智能噴淋（時間繼電器+溫度感應器）+循環利用”養生系統作為梁段養生手段,能夠確保梁段養生完全按照方案要求進行全方位養護,且養護用水用量能夠得到有效控制。

（7）鋼筋胎架及制梁臺座頂部設置防護棚,鋼筋綁扎施工不受雨雪、強光直射等天氣影響,提高工人作業效率。必要時可在防護棚內進行蒸汽養生。

3.3 線形控制

節段預制精度主要由模板的安裝精度和匹配梁段的定位精度決定。而模板的安裝精度主要由固定端模板的安裝精度決定。

3.3.1 固定端模的測量定位技術

在澆筑起始端梁段時,在用固定端模控制其前端面線形的同時,需要用活動端模作為其后端面的線形控制工具,其在預制臺座上的位置如圖3所示。

根據劃分的梁段線形,要求現澆梁段的內、外模板及測量視準軸均嚴格垂直于固定端模,因此在固定端模安裝時需要控制其在水平方向和豎直方向的轉角,即需要控制:

（1）模面與現澆梁段中軸線（測量視準線）垂直,且在豎向上保持鉛直；

（2）上翼緣要進行標高檢測,確保其水平度。

為了達到以上的控制目的,固定端模安裝時需采用高精度全站儀TCA1201和精密水準儀徠卡DNA03作為安裝調整控制依據,安裝控制步驟如下:

（1）中線控制:在梁段前進方向的測量塔上架設全站儀,相鄰位置的測量塔作為后視定向點,并用另一側的測量塔作為定向精度檢核。測量固定端模上的軸線控制點（中點）,通過左右調整使其與測量塔基線重合。

（2）垂直度控制:測量固定端模左右兩個控制點至測量塔的水平距離,調整使其相等,確保固定端模的中軸線與臺座軸線垂直。固定端模的鉛垂性由施工人員使用垂球控制。

（3）水平度控制:利用全站儀測量對稱設置在固定端模翼緣板兩側的2個控制點的高程值,調整使其相等確保固定端模的水平度。

3.3.2 匹配梁段定位技術

該工程首次提出梁段匹配采用“四點尺量法+六點控制法”結合放樣的理論。當起始梁段混凝土達到設計強度的90%后,拆掉其內模并松開側模,啟動底模電機縱向移動,用鋼卷尺（四點尺量法）測出匹配梁與固定端模間的距離使其大致等于下一塊梁段的長度,實現匹配梁段的初步定位。

精確匹配定位時,首先通過水準儀調整梁段的高程。由于計算出的理論匹配坐標值是在預制坐標系下并以固定端模作為高程控制基準的,所以,在匹配梁段精確定位時,用固定端模高程值作為后視,分別測量點LI1、I1、RI1的高程值,并取平均值作為后視讀數。分別測量匹配梁段上點FR1、BR1、FL1、BL1的標高,通過底模臺座上的油壓裝置多次調整趨近四個控制點的高程,調整誤差須控制在±1 mm以內。

在梁段標高調整完成后,開始調整梁段軸線。在一個測量塔上架設儀器,另一測量塔作為后視定向,并用相鄰的一個檢核校對。定向完成后須復核固定端模原點坐標,如若有誤差,必須重新定向找出誤差；如無誤差方可進行軸線調整。調整時分別在FH1、BH1上架設強制對中桿,測出其Y軸坐標值。記其中一個與理論值差值為a,另一個為b,則通過梁段底部的液壓千斤頂整體平移匹配梁段（a+b） /2,再扭轉（a+b）/2,使梁段處于理論匹配位置,調整過程需要多次趨近復核。

完成匹配梁的標高及平面軸線定位后,調整匹配梁段梁長,在點FH1和BH1上架設棱鏡,通過全站儀測出的X軸坐標值,用千斤頂整體平移匹配梁。調整梁長時會引起軸線微小的變化,此時需要再次調整軸線控制點FH1、BH1,使其符合要求。最后測量每個點的坐標,每個點的坐標值與匹配理論數據的差值小于等于±3 mm。如若超出允許范圍,則需要從控制點標高開始重新調整。

類似于安裝活動端模,匹配梁完成定位后,安裝側模、內模并吊入預扎鋼筋,準備澆筑起始梁段。由于施工的影響,要求澆筑前再進行一次匹配梁段的復測工作,測量出固定端模上三點LI1、I1、RI1及匹配梁上六點 FR1、FL1、BR1、BL1、FH1、BH1的坐標,并與理論匹配坐標比較。如若發現差值超出范圍,則需要松開固定支座、內模和側模重新進行梁段的匹配工作。如若測量無誤,則保存測量坐標并記錄。

3.3.3 澆筑梁段與匹配梁段的測量控制技術

匹配梁段放樣完成之后就可以進行下一梁段的澆筑,同樣在梁段上安裝4個高程控制點和兩個平面控制點,對稱梁段的控制點預埋要求類似于上節所述,只是在測量時需要用全站儀測出固定端模上RI1、I1、LI1三點,現澆梁段上FR2、BR2、FL2、BL2、FH2、BH2六點和匹配梁段上FR1、BR1、FL1、BL1、FH1、BH1六點的坐標,其位置如圖4所示。

圖4 梁段控制點坐標測量示意圖

通過測得的控制點坐標值,分析匹配梁段頂面6個控制點的實測匹配坐標值與理論匹配坐標值的差異,可以得到梁段在匹配位置的偏離情況,計算出現澆梁段的預制誤差,為梁段線形調整提供建議。匹配無誤后將匹配梁段和澆筑梁段控制點的坐標測存并記錄。

4 結語

綜上所述,臺州灣特大橋項目通過對短線匹配法節段箱梁預制進行過程跟蹤、總結分析后,對單片箱梁預制功效進行了比較準確的統計；通過引進新設備、新工藝,使箱梁鋼筋加工效率和加工精度、箱梁外觀質量及保護層合格率等得到大幅度提高；通過采用“四點尺量法+六點控制法”對箱梁匹配放樣進行精準控制,使整個項目梁段預制精度保持在偏差5 mm內,各項指標均符合設計及相關規范的要求。該工藝可為類似工程節段梁短線匹配預制提供借鑒經驗。

[1]張校昌.短線匹配法節段箱果施工技術應用研究[D].濟南:山東大學,2015.

重慶合川至四川安岳（重慶段）高速公路項目獲批

全長95.88 km、總投資96.69億元的重慶合川至四川安岳（重慶段）高速公路項目已于日前獲批。

合川至安岳高速公路全線將設置10處互通立交,采用設計速度100 km/h,路基寬度26.0 m,按雙向4車道高速公路標準建設。該項目法人為重慶鐵發雙合高速公路有限公司,由中國鐵建股份有限公司和重慶高速集團有限公司按照80:20比例,共同出資設立。

U445.4

B

1009-7716（2017）07-0124-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.036

2017-03-27

劉程洪（1985-)男,廣東廣州人,工程師,研究方向:橋梁施工技術。