簡(jiǎn)支箱梁長(zhǎng)短線結(jié)合法及首節(jié)段定位施工工藝研究

摘要：以某長(zhǎng)江大橋南引橋48m簡(jiǎn)支梁節(jié)段膠拼施工為工程背景，主要介紹長(zhǎng)短線結(jié)合法施工及首節(jié)段定位施工的施工工藝和操作流程，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況闡述施工中的關(guān)鍵技術(shù)。長(zhǎng)短線結(jié)合施工工藝進(jìn)行節(jié)段梁預(yù)制，保證了預(yù)制梁段工作的順利完成。與單獨(dú)采用長(zhǎng)線法或短線法相比，有效節(jié)省了節(jié)段預(yù)制梁的時(shí)間，縮短施工工期和場(chǎng)地費(fèi)用，提高了工程經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：節(jié)段膠拼；長(zhǎng)短線結(jié)合法；首節(jié)段定位；施工工藝

0" "引言

簡(jiǎn)支箱梁預(yù)制節(jié)段拼裝施工工藝是將提前預(yù)制好的若干個(gè)小節(jié)段梁體，通過(guò)運(yùn)梁車運(yùn)輸至指定的位置，通過(guò)架設(shè)拼裝后，在預(yù)應(yīng)力作用下使整段梁體緊緊咬合成橋。其主要采用膠接拼裝方法進(jìn)行連接，利用接觸面的機(jī)械結(jié)合力、化學(xué)鍵合力和物理吸附力使每個(gè)節(jié)段連接起來(lái)[1-2]。

長(zhǎng)短線結(jié)合法預(yù)制節(jié)段技術(shù)施工進(jìn)程快，工程施工質(zhì)量好，建設(shè)周期較短，工程投資相對(duì)較低，且該項(xiàng)目在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需模板支架，不用大量現(xiàn)澆混凝土，因而具有無(wú)空氣粉塵、無(wú)環(huán)境噪聲、綠色環(huán)保、對(duì)城市的交通和周邊環(huán)境的污染小、橋型優(yōu)美精致等特點(diǎn)[3]。

在整個(gè)膠裝施工過(guò)程中，簡(jiǎn)支箱梁首節(jié)段的準(zhǔn)確定位是至關(guān)重要的，首節(jié)段梁定位精確與否直接影響后續(xù)工程質(zhì)量和施工進(jìn)度[4]。目前我國(guó)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用與研究較少，有較多的關(guān)鍵技術(shù)沒(méi)有完善。本文通過(guò)48m簡(jiǎn)支箱梁膠拼施工，深入研究長(zhǎng)短線結(jié)合法及首節(jié)段定位施工方法。

1" "工程概況

某長(zhǎng)江大橋南引橋0#墩至12#墩、15#墩至29#墩為節(jié)段拼裝梁，合計(jì)孔數(shù)26孔，起止里程分別為DK174+021.264～DK174+623.394、DK174+784.544～DK175+472.914。48m簡(jiǎn)支箱梁為單箱單室等高度預(yù)應(yīng)力混凝土梁，采用C60混凝土。實(shí)際總長(zhǎng)為49.10m，計(jì)算跨徑為46.90m。一跨簡(jiǎn)支箱梁分11塊梁體，則有10個(gè)接縫，其中的階段塊體有3.45m、4.3m和4.8m，梁高4.1m，梁面寬12.2m，箱梁底尺寸為6.2m[5]。26孔箱梁共有286個(gè)節(jié)段，梁段最大質(zhì)量164t，簡(jiǎn)支箱梁立面圖如圖1所示。

由于緊鄰長(zhǎng)江且為空心高墩上架設(shè)，平均橋墩高度在50m以上，受大風(fēng)等不利因素較多，為此不建議采用橋下作業(yè)方式。其不具備采用支架施工條件，如果墩高較高的情況下使用架設(shè)設(shè)備，既不安全也不經(jīng)濟(jì)，故48m簡(jiǎn)支箱梁采用節(jié)段預(yù)制膠接法結(jié)合架橋機(jī)膠接拼裝。

膠接縫面剪力鍵按密鍵方式布置，除了在腹板布置剪力鍵外，還在頂板和底板設(shè)置一定數(shù)量的剪力鍵，呈梯形狀，上寬為5cm，下寬為15cm，高5cm。接縫密封措施采用密封墊圈+涂膠方法，密封圈的環(huán)寬為10mm，與預(yù)應(yīng)力孔道直徑相比，內(nèi)環(huán)直徑大5mm，厚度也要厚5mm[6]。

2" "長(zhǎng)短線結(jié)合法施工技術(shù)

2.1" " 長(zhǎng)短線法施工工藝

簡(jiǎn)支箱梁節(jié)段的預(yù)制采用長(zhǎng)線短線結(jié)合法，即在節(jié)段梁預(yù)制場(chǎng)內(nèi)設(shè)置兩條預(yù)制線，短線制梁臺(tái)座和長(zhǎng)線制梁臺(tái)座同步施工。鋼筋骨架綁扎好后整體吊裝入模，在現(xiàn)場(chǎng)鋼筋場(chǎng)集中加工后統(tǒng)一配送。

首尾節(jié)段采用短線法預(yù)制，中間節(jié)段采用長(zhǎng)線法預(yù)制。預(yù)制時(shí)先在短線臺(tái)座上預(yù)制首尾節(jié)段，成品完成后將首尾節(jié)段吊入長(zhǎng)線臺(tái)座，用三維調(diào)節(jié)小車精確就位，然后匹配預(yù)制中間節(jié)段。通過(guò)測(cè)量塔上設(shè)置軸線強(qiáng)制定位基準(zhǔn)點(diǎn)與高程定位基準(zhǔn)點(diǎn)，控制調(diào)整節(jié)段模板的縱橫軸線與標(biāo)高。調(diào)整完模板位置后，進(jìn)行混凝土澆筑、養(yǎng)生，節(jié)段吊運(yùn)存放至存梁場(chǎng)。

具體預(yù)制流程如下：第一步，調(diào)整短線臺(tái)座底模板到設(shè)計(jì)位置，在短線臺(tái)座上立模、綁扎鋼筋、分別澆筑首尾節(jié)段。第二步，調(diào)整長(zhǎng)線臺(tái)座底模板到設(shè)計(jì)位置，將首尾節(jié)段分別移至長(zhǎng)線臺(tái)座兩端，用三維調(diào)節(jié)小車精確調(diào)整并定位。第三步，將第二節(jié)段與首尾節(jié)段進(jìn)行匹配，安裝調(diào)整第二節(jié)段的鋼筋骨架及模板系統(tǒng)，澆筑混凝土。第四步，按上述操作依次預(yù)制之后節(jié)段。第五步，整體養(yǎng)護(hù)。

預(yù)制節(jié)段前底模板上按設(shè)計(jì)要求設(shè)置反拱，在正式施工前對(duì)底模板進(jìn)行預(yù)壓，以消除非彈性變形。整個(gè)預(yù)制過(guò)程需要測(cè)量控制。匹配節(jié)段完成匹配任務(wù)后即可轉(zhuǎn)運(yùn)及存放。使用龍門起重機(jī)移動(dòng)存放節(jié)段梁，吊裝時(shí)采用吊桿穿在箱梁端部的預(yù)留孔內(nèi)，移運(yùn)到存梁區(qū)存梁臺(tái)座上。首尾節(jié)段預(yù)制如圖2所示。

2.2" " 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1" "地基處理

制存梁臺(tái)座及提梁走行軌道采用管樁進(jìn)行地基處理。提升站基礎(chǔ)采用鉆孔樁進(jìn)行地基處理，保證基礎(chǔ)牢固。由于節(jié)段梁精度要求較高，地基處理如果不到位對(duì)預(yù)制精度將產(chǎn)生無(wú)法彌補(bǔ)的影響。

2.2.2" "鋼筋定位

預(yù)制場(chǎng)設(shè)置兩套標(biāo)準(zhǔn)段鋼筋綁扎胎具，在鋼筋胎具上做好鋼筋定位，活動(dòng)定位卡具可方便鋼筋綁扎后吊裝。設(shè)置端面限位角鋼，以保證鋼筋前后端面處于同一水平面上，確保骨架縱橋向尺寸，且利于骨架入模。

2.2.3" "箱梁預(yù)制模板施工

箱梁預(yù)制模板包括固定端模、外模系統(tǒng)、底模系統(tǒng)及內(nèi)模系統(tǒng)四大部分。制作標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制箱梁模板，底模板上按設(shè)計(jì)要求設(shè)置反拱，在正式施工前對(duì)底模板進(jìn)行預(yù)壓，以消除非彈性變形。外模系統(tǒng)全部采用液壓系統(tǒng)，以減少現(xiàn)場(chǎng)工人作業(yè)強(qiáng)度及定位調(diào)整誤差。嚴(yán)格模板各環(huán)節(jié)驗(yàn)收程序，保證精度和各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量。定期檢查模板的變形情況，在每個(gè)塊段接縫處模板上采用雙面膠粘貼防止漏漿，兩相鄰塊段澆筑前水性隔離劑一定要涂刷到位。

2.2.4" "混凝土施工

混凝土集中拌制，采用混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，泵送入模?；炷翝仓捎貌迦胧秸駬v器為主，附著式振搗器為輔的振搗方式。

2.2.5" "成品梁段轉(zhuǎn)運(yùn)存放

存梁時(shí)按照每跨箱梁節(jié)段拼裝的順序進(jìn)行存放，從存梁區(qū)的端頭依次進(jìn)行排放，采用雙層存放方式。雙層存放時(shí)，兩節(jié)段梁之間用臨時(shí)橡膠墊塊支墊，如圖3所示。

2.2.6" "預(yù)制測(cè)量控制

預(yù)制測(cè)量控制包括底模預(yù)拱度、預(yù)制模板定位，平面及高程測(cè)量點(diǎn)位的預(yù)埋精度，都直接影響著節(jié)段梁拼接后的精度。

2.2.7" "節(jié)段梁模板預(yù)壓

每一級(jí)加載過(guò)程中應(yīng)及時(shí)觀察模板的局部變形，如果變形過(guò)大要立即停止，進(jìn)行加強(qiáng)后再繼續(xù)進(jìn)行下一級(jí)加載。加載要求對(duì)稱加載，詳細(xì)記錄進(jìn)行加載的時(shí)間、加載噸位、加載位置，并通知測(cè)量人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如果未觀測(cè)則不能進(jìn)行下一級(jí)加載。每完成一級(jí)加載應(yīng)該暫停一定時(shí)間，并觀測(cè)模板，如果發(fā)現(xiàn)異常情況必須停止加載，及時(shí)分析原因并采取相應(yīng)措施。

3" "首節(jié)段定位施工

3.1" " 首節(jié)段施工操作要點(diǎn)

3.1.1" "架橋機(jī)拼裝就位

先對(duì)2、3號(hào)架橋機(jī)支撐腿進(jìn)行起吊安裝。2號(hào)架橋機(jī)支撐腿采用260t履帶起重機(jī)進(jìn)行吊裝，3號(hào)支撐腿直接采用墩旁支架支撐，其中架橋機(jī)在27與29#墩中間。在地面完成架橋機(jī)主梁的拼裝后，200t提升站結(jié)合260t履帶起重機(jī)繼續(xù)吊裝，最后使用260t履帶起重機(jī)進(jìn)行1、4號(hào)支腿和主、副天車的安裝。

3.1.2" "節(jié)段梁提升

先采用提升站將提前預(yù)制好的梁體提上運(yùn)梁車，運(yùn)輸至需要進(jìn)行施工的提梁機(jī)下方，啟動(dòng)遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)，采用現(xiàn)場(chǎng)提升站將其提升，提上去后通過(guò)調(diào)整天車的橫向位置。節(jié)段梁體位于提升站中間，即架橋機(jī)兩主梁的中間。調(diào)整合適位置后，使用精軋螺紋鋼將已提升的節(jié)段箱梁臨時(shí)吊掛在架橋機(jī)主梁上。同樣操作進(jìn)行其余節(jié)段的提升。

3.1.3" " 首節(jié)段精調(diào)及錨固

首節(jié)段固定前需要先進(jìn)行精調(diào)定位，然后將其與橋墩及墩旁支架進(jìn)行錨固。首節(jié)段精調(diào)采用縱向、橫向、豎向精調(diào)機(jī)構(gòu)配合進(jìn)行?？v向調(diào)節(jié)錨固機(jī)構(gòu)采用4根Ф40精軋螺紋鋼與墩旁支架錨固，縱向用千斤頂精調(diào)，橫向用2個(gè)三角架與墩頂墊石結(jié)合千斤頂進(jìn)行精調(diào)。豎向調(diào)節(jié)使用吊掛與主梁連接精軋螺紋鋼，用千斤頂進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，測(cè)量人員根據(jù)標(biāo)高做好記錄工作。精調(diào)過(guò)程需測(cè)量人員全程做好記錄，縱向、橫向、豎向精準(zhǔn)調(diào)節(jié)必須相互配合。調(diào)節(jié)完成后梁頂縫隙利用木楔塞緊。首節(jié)段精調(diào)定位如圖4所示。

3.2" " 首節(jié)段三維定位施工要點(diǎn)

節(jié)段預(yù)制膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其拼裝質(zhì)量控制一直是節(jié)拼梁質(zhì)量控制難點(diǎn)，嚴(yán)重制約了節(jié)拼梁的推廣使用。首節(jié)段梁作為節(jié)段預(yù)制膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁拼裝的起點(diǎn)，其線形定位直接控制整孔梁的線形。

首節(jié)段定位通常采用架橋機(jī)天車系統(tǒng)，對(duì)首節(jié)段梁進(jìn)行平面及高程位置調(diào)整，從而對(duì)首節(jié)段進(jìn)行定位。但僅利用天車對(duì)首節(jié)段進(jìn)行定位精度低，無(wú)法滿足規(guī)范要求，無(wú)法發(fā)揮節(jié)段預(yù)制膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁的優(yōu)勢(shì)，阻礙節(jié)段膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁的推廣使用。節(jié)段預(yù)制膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁緊鄰長(zhǎng)江且為空心高墩上架設(shè)，平均墩高在50m以上，與平原矮墩上架設(shè)施工不同，風(fēng)荷載對(duì)節(jié)段段定位影響較大，不能忽略，必須采取更為有效的首節(jié)段定位方式。

采用通過(guò)天車、縱向精調(diào)錨固機(jī)構(gòu)、橫向精調(diào)錨固機(jī)構(gòu)和支撐螺旋千斤頂來(lái)完成首節(jié)段（11#段）的精調(diào)及錨固。采用天車粗調(diào)、縱向精調(diào)錨固機(jī)構(gòu)、橫向精調(diào)錨固機(jī)構(gòu)和支撐螺旋千斤頂?shù)娜S精準(zhǔn)定位系統(tǒng)，來(lái)完成梁段的精調(diào)及錨固。

縱向調(diào)節(jié)和錨固機(jī)構(gòu)采用精軋螺紋鋼與前孔梁錨固（首孔梁為與墩旁支架錨固），用千斤頂對(duì)首節(jié)段縱向精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過(guò)程中測(cè)量隊(duì)伍做好記錄，與橫向調(diào)節(jié)，豎向調(diào)節(jié)相互配合，將其調(diào)節(jié)至節(jié)段安裝位置。

橫向精調(diào)機(jī)構(gòu)采用2個(gè)三角架與墩頂墊石用精軋螺紋鋼錨固。橫向精調(diào)錨固機(jī)構(gòu)的底座，利用防落梁的預(yù)埋螺栓孔安裝在首節(jié)段梁底，調(diào)節(jié)絲杠旋出后頂住支座墊石的側(cè)面，通過(guò)調(diào)節(jié)絲杠長(zhǎng)度進(jìn)行橫向精調(diào)。精調(diào)過(guò)程中，測(cè)量人員做好記錄并與縱向，豎向調(diào)節(jié)相互配合，使首節(jié)段調(diào)節(jié)至安裝位置。

豎向調(diào)節(jié)使用吊掛與主梁連接精軋螺紋鋼，用千斤頂進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。測(cè)量人員根據(jù)標(biāo)高做好記錄工作，與橫、縱向精準(zhǔn)調(diào)節(jié)相配合，使首節(jié)段調(diào)節(jié)至安裝位置。調(diào)節(jié)完成后梁頂縫隙利用木楔頂緊。

4" "結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)短線結(jié)合施工工藝進(jìn)行節(jié)段梁預(yù)制，保證了預(yù)制梁段工作的順利完成。與單獨(dú)采用長(zhǎng)線法或短線法相比，有效節(jié)省了節(jié)段預(yù)制梁的時(shí)間，縮短施工工期和場(chǎng)地費(fèi)用，提高了工程經(jīng)濟(jì)效益。首節(jié)段預(yù)制膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁的三維定位一直是施工質(zhì)量控制難點(diǎn)。本文通過(guò)天車、縱向精調(diào)錨固機(jī)構(gòu)、橫向精調(diào)錨固機(jī)構(gòu)和支撐螺旋千斤頂?shù)娜S精準(zhǔn)定位，來(lái)完成的精調(diào)及錨固，大幅提高了節(jié)段拼接質(zhì)量。由于塊段較多，誤差累積，現(xiàn)場(chǎng)在所難免會(huì)產(chǎn)生拼裝超差現(xiàn)象，對(duì)此可以采用加墊調(diào)節(jié)墊片的方法進(jìn)行糾偏，以達(dá)到高精度的定位控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 高明昌.鐵路節(jié)段預(yù)制膠接拼裝簡(jiǎn)支箱梁的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)[J].鐵道建筑，2015（10）：60-63.

[2] 張啟才，唐劍，龔鵬鑫.高鐵膠接節(jié)段箱梁長(zhǎng)短線結(jié)合法匹配預(yù)制施工技術(shù)[J].公路交通技術(shù)，2020，36（5）：89-93+99.

[3] 高明昌，楊少軍，周光忠.鐵路膠接縫節(jié)段拼裝簡(jiǎn)支箱梁的設(shè)計(jì)實(shí)踐與展望[J].中國(guó)鐵路，2018（7）：54-59.

[4] 鄧有輝.風(fēng)區(qū)及高空條件下簡(jiǎn)支箱梁節(jié)段拼裝施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2014（S1）：73-76.

[5] 湯曉光.單線鐵路64m節(jié)段膠拼簡(jiǎn)支箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2018（14）：88-90.

[6] 尚慶保.鐵路64m跨雙線簡(jiǎn)支箱梁節(jié)段（膠接縫）拼裝施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2015（2）：14-17.