橋梁節段預制拼裝法施工控制技術研究

李宗德

摘要：文章從對環境影響小、較大程度縮短工期、橋梁美觀性強等方面，分析了橋梁節段預制拼裝法的特點，并以實際工程項目為例，闡述了橋梁節段預制技術以及橋梁節段拼裝技術的具體應用，同時從設計參數監測、溫度監測、應力監測以及變形參數監測四個方面研究了橋梁節段預制拼裝施工控制措施。

關鍵詞：橋梁節段;預制拼裝法;施工控制技術

中圖分類號：U445.4 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.08.035

文章編號：1673-4874（2019）08-0127-03

0引言

在城市化進程不斷推進的過程中，為保證橋梁工程的經濟適用性，其工程技術也在不斷更新涌現。橋梁節段預制拼裝法由于自身特點被大量應用到橋梁建設中，經過多次的技術革新及應用實踐，橋梁節段預制拼裝法已日漸完善，人們逐漸將研究重點放在施工控制技術上。若沒有對施工技術進行有效控制，再優質的技術也發揮不出實際功能。因此，本文對橋梁節段預制拼裝法施工控制進行研究，以保證橋梁節段預制拼裝技術發揮出實際效果。

1橋梁節段預制拼裝法的特點分析

橋梁節段拼裝法作為新興的橋梁技術，其特點十分突出，主要有以下幾個方面：

1.1對環境影響小

一般來說，普通橋梁工程都需要大量材料以及足夠的空間來進行施工和堆放，如果是在偏遠地帶對交通影響較小;但是如果在城市中，就會占用很大的地面空間，導致交通受阻。而橋梁節段預制拼裝法能夠在占用較小地面道路的情況下進行施工，對城市主干道橋梁施工特別適用，不僅不影響正常的通行，而且還保護周邊環境不受影響。

1.2較大程度縮短工期

橋梁節段預制拼裝技術使用移動支架進行逐段拼裝，這一方法可以保證整個施工過程的快速進行。相對傳統方法能夠大幅縮短架設跨箱梁的建設施工時間。此方法可以兩個步驟同時進行：一是節段預制;二是下部結構施工。使原本分階段施工變為同時施工，對每一節段施工都可以節省大量時間，集腋成裘，從而大幅度縮短工期。

1.3橋梁美觀性強

橋梁不僅要堅固、可靠，而且還需要有一定程度的美觀性。節段預制拼裝法使用長線法干接縫進行匹配澆筑，這一預制方法可以保證橋梁的流線型，美觀大方。而對于單獨預制使用濕接縫短線法，使橋梁每一個節段都通過同一個模板澆灌出來，可在保證統一性的同時增加美觀度。

2工程概況

某工程A標段線路全長2430.5m，其中橋梁共長1873.6 m，都屬于高架橋梁，此外還設有4座高架車站，1座地面車站。該工程區間高架橋橋墩選擇的是花瓶形橋墩，材料為鋼筋混凝土，在跨越道路部分選擇的是門式框架墩，橋梁為斜腹板連續箱梁，形式是不等跨度單箱單室，跨度范圍在20.13～45m，材料為預應力混凝土。墩梁固結的連續剛構體系為該橋梁的主要結構形式。由于該線路經過城市中心區域，周圍存在較為密集的建筑物，受地形限制，工程最小曲線半徑為48m，橋梁節段預制選擇的方法是短線節段法，拼裝選擇的方法是懸臂平衡拼裝法。

3橋梁節段預制技術

現階段橋梁節段預制技術主要有兩種，分別是長線節段預制法和短線節段預制法。長線法是依據設計的預制梁線型，在一個長臺座上預制所有塊件，使兩塊梁板之間形成自然匹配面。短線法是在同一個模板內澆筑所有節段，模板的一端為固定模，另一端作為先澆筑節段，模板是固定不可移動的，其長度僅為節段長度。兩種預制法有各自的優缺點，詳細如表1所示：

根據本項目的基本特征，橋梁節段預制選擇的是短線法。將梁體分為多個節段，用同一模板在固定位置進行所有節段的預制工作。主要的技術工藝為：從起始節段開始，如圖1中的1#梁段，先在浮動端模與固定端模間進行1#梁段的澆筑，在1#梁段強度達到要求后，1#梁段向前移動作為匹配梁段，隨即開展2#梁段的澆筑工作，待2#梁段強度達到要求后，將2#梁段作為匹配梁段，再進行下一個梁段的澆筑，而1#梁段則用運梁小車運往存梁區，一直重復上述過程，直至所有梁段澆筑完畢。

橋梁階段預制的短線法在線形控制上較為嚴格，施工精度要求高。其主要是通過匹配梁段進行待澆梁段線形的控制，固定端模與大地垂直，另一端為匹配梁段，對匹配梁段進行三維調整保證待澆梁段的三維線形，主要從兩方面進行：制造誤差的修正補償以及調整匹配梁段的安裝位置。該工程共預制節段梁644片，通過施工區實際沿線運輸能力、交通情況以及設備性能的調查，將梁段長度設置為2.5m，最大重量不得超過40t。為保證生產進度在合同要求期限內，共購置9套模板進行作業，生產速度為4片/d。

4橋梁節段拼裝技術

前文已提及本項目選擇的是懸臂平衡拼裝法，原因是本工程涉及曲線較多且半徑較小，若選擇整垮拼裝施工難度較大。關于本項目的懸臂拼裝技術具體工藝為：

如圖2所示，圖中0#塊為墩頂節段，通常選擇現澆施工工藝，為保證與1#塊的良好匹配，會在0#塊與1#塊中間設置0.2～0.3m的現澆帶。若滿足提梁機的安裝空間要求，可在支架上拼裝1#塊。然后以各墩中心線為基準兩側應用提梁機對稱安裝2#節段，隨即對梁段進行調整，在中線標高滿足要求后，將梁段移開大約0.3～0.4m，開展涂膠、穿束、正式定位、張拉臨時束工作。在強度滿足要求后，根據要求進行永久預應力張拉，待壓漿完成，進行下兩塊梁段的拼裝，與上述方法一致，直至將梁段全部拼接完畢。

5橋梁節段預制拼裝的施工控制技術

橋梁節段預制拼裝施工控制中，施工監測工作是關鍵內容所在，這是由于在情況較為復雜的施工環節，會有諸多影響施工控制的不良因素，如：施工測量中的誤差、施工荷載與計算值不符、材料性能與設計值存在的差異、結構模擬與實際情況間的差異、施工條件、施工工藝、人工操作產生的誤差等。所以橋梁節段預制拼裝施工控制工作必不可少，其主要可以從四個方面進行控制，分別是設計參數監測、溫度監測、應力監測以及變形參數監測等。

5.1設計參數監測技術

在橋梁的預制拼裝過程中，有許多技術參數會對其結構內力以及結構線形產生影響。對橋梁結構行為產生影響的技術參數主要分為兩種類型，分別是主要技術參數以及次要技術參數。而在諸多的技術參數中，并不是所有參數都是可以通過實驗能確定的，因此只對可測定參數及主要技術參數進行測定研究。需要根據橋梁所處環境、工序情況、用料情況以及施工工藝進行實際的測定工作。重點應測定以下參數：材料熱膨脹系數、混凝土彈性模量、預應力鋼絞線的強度值及彈性模量、鋼筋的強度值及彈性模量、施工臨時荷載、混凝土容重、混凝土收縮系數等。

5.2溫度監測技術

關于溫度檢測，主要檢測的位置是梁跨支點、L/2及L/4截面處。橋梁的每個截面都要選擇10個觀測點，所選用的儀器為溫度讀數儀以及溫度傳感器，其精度要保證不能超過±0.5℃。需要注意的是，溫度場測試可以同其他測試任務同時進行，有利于對溫度影響的及時修正。

5.3應力監測技術

若橋梁結構的實際應力和設計應力存在差異，其對橋梁的危害程度遠大于橋梁結構變形的危害。因此要將橋梁結構檢測作為重點，與溫度監測技術一致，主要檢測的位置是梁跨支點、L/2及L/4截面處，橋梁的每個截面都要選擇10個觀測點，所選用的儀器為讀數儀以及埋入式振弦式應力計，其精度要保證不能超過±0.2MPa。應力測試時間是在橋梁節段預應力張拉前后以及澆筑混凝土前后。

5.4結構變形監測技術

在橋梁節段預制拼裝施工控制中，對橋梁結構幾何尺寸的控制是重點內容之一。此次結構變形監測首先布置0#塊的高程測點，具體布置位置是在塊件前端的0。1m處，在垂直方向上與頂板鋼筋焊牢，選擇Ф6 mm鋼筋。同時，觀測點鋼筋需要超過箱梁表面大概5cm的長度，測頭磨平同時涂抹上紅色油漆以作標記。進行0#塊高程觀測點的布置，其目的是將其作為基準點，以便后繼各懸澆節段高程的觀測，同時也便于對頂板設計標高進行控制。實際布置的觀測點為11個，具體如圖3所示。

關于1#塊與各懸拼裝階段的高程控制點，主要選擇六點控制坐標進行控制。具體是在節段頂面預埋標高控制點以及軸線控制點，而六點控制坐標共分為三種：第一種是設計的六點坐標;第二種是預制的理論六點坐標;第三種是預制的實際六點坐標。第一種設計的六點坐標是實際成橋坐標;第二種坐標是預制廠最先計算出來的坐標;而第三種坐標是預制過程中，根據前一節段預制誤差實施修正后得到的坐標，它是施工環節線形控制的測點。所用到的儀器是高精度水準儀，其精度要保證不能超過±1mm。具體的測試時間是在縱向預應力張拉前后等環節，以保證高程控制在有關要求范圍內。

6結語

綜上所述，隨著我國橋梁施工項目的增多，橋梁節段預制拼裝法逐漸被應用到橋梁工程中。該方法具有施工周期短、對環境影響低、美觀性強等優點，但通用性較差，與傳統工藝相比有較大的施工難度，所以對其施工進行控制是保證施工有效性的重點。本文根據具體工程實例分析橋梁節段預制拼裝法的施工工藝，同時提出施工控制技術，意在為該方法的實際應用提供借鑒，從而為我國橋梁建設作出貢獻。