浅谈节段箱梁预制施工工艺

2011-07-24麦继婷林联泉

四川建筑 2011年5期

王英，麦继婷，林联泉

(西南交通大学土木学院，四川成都610031)

随着节段拼装技术的发展和成熟，在我国城市桥梁建设施工中逐步被应用。而采用预制箱梁节段拼装技术施工时，预制节段是控制施工质量和制约工期的重要因素。故寻求经济、高效的预制施工方案以提高桥梁的施工质量和缩短工期，并有效地降低成本，成为桥梁工程建设施工不能回避的问题。因此对节段箱梁预制施工工艺进行研究和总结具有非常重要的应用价值和实际工程意义。本文以厦门BRT(快速公交系统)工程为例对预制节段箱梁的施工方法进行了分析和比较。

1 箱梁预制施工工艺

1.1 箱梁长线预制施工工艺

长线法匹配预制就是在预制厂或施工现场，按照桥梁底缘曲线制作一个固定台座，预制台座底模长度为半跨至整垮梁长，将整垮主梁分成若干段，在按设计线形做成的台座上一块接着一块的匹配浇筑节段，使两块间形成自然匹配面，直至完成半跨至整垮主梁的方法[1]。节段块混凝土浇筑完成后，通常放置于制梁台座上，直至完成半跨节段梁的混凝土浇筑，且线形经检验合格后，再逐一吊至存梁区堆置。长线匹配预制施工工艺如图1所示。

1.2 箱梁短线预制施工工艺

短线法匹配预制是指预制台座的底模长度为一个节段的长度，每个节段的浇筑都是在同一个模板内进行，一端为一个固定的钢模板作为端模，另一端利用预制完成的前一节段作为后一节段的端模，逐段进行预制的方法。浇筑模板及设备基本不需要移动，可调的底模和侧模便于平曲线和竖曲线梁段的预制。节段的几何线形是以已完成相邻节段为标准，依据相关测量结果及结构相对拱度计算值进行节段匹配预制。当节段块混凝土已达到拆模强度时，其匹配节段可吊运至存梁区存放，留下刚浇筑完成的节段块作为下一块节段施工的匹配节段。这种方法适合节段的工厂化生产预制，设备可周转使用，台座仅需要三个梁段长，但是几何线形控制仅存在于浇筑节段与相邻匹配节段之间，因此节段块测量控制精度要求较长线匹配预制高。短线匹配预制施工工艺见图2。

1.3 长线法和短线法比较

图1 长线法匹配预制示意

图2 短线法匹配预制示意

长线法匹配预制与短线法匹配预制都有其各自的优缺点，其施工方法的比较见表1。

从表1中可以看出:采用长线法制梁，成桥后梁体线形较好，长线台座使梁段存储有较大余地;但是占地较大，地基要求坚实，混凝土的浇筑和养护分散。短线法预制场地要求小，模板及设备基本不需移动，可调的底、侧模便于梁段的预制;但要求的精度高、施工严、周转不便、工期较长。

表1 长线法和短线法预制的比较

1.4 箱梁预制施工新工艺

1.4.1 长短线法匹配预制

长短线法匹配预制是在通过分析长线法和短线法匹配预制工艺各自优缺点的基础上，结合两种方法的优点，克服单独采用长线法施工时节段预制时模板调整困难、预制速度较慢和场地占地面积大，模板一次性投入大等缺点和单独采用短线法施工时预制精度要求高，需用专用计算程序控制线形和误差等缺点的新工艺。

长短线法匹配预制的工艺原理是:在预制厂内按照桥梁的跨径组合要求设置若干梁段预制长、短线台座，将箱梁分成若干短节段，每跨箱梁的墩顶节段即首末段在短线台座上预制，其他中间节段箱梁在长线台座上依次逐段预制的施工工艺。

1.4.2 长短线法匹配预制施工工艺流程

按某跨箱梁线形要求调整好台座底模，短线台座模板调整拼装好后，在短线台座上预制某跨箱梁首节段块体，待首节段浇筑块达一定强度后将该节段块体吊入相应的长线台座作为该跨起始的匹配梁段。长线台座上预制梁段时，待浇下一节段前端设固定端模，另一端则为已经浇筑好的前一梁段前端面，以该两端的相对位置来控制梁体的线形变化，以形成匹配接缝来确保相邻节段块体拼装精度，如此依次逐段预制直至循环到该跨箱梁的末端块体的相邻节段即倒数第二块节段，满足吊运要求后，将该倒数第二节梁段吊入短线台座匹配预制末端块，至此，整个梁体预制完成。如此周而复始，按跨按联完成整桥梁段的预制工作。长短线法匹配预制施工工艺流程见图3。

2 社会效益

由于厦门BRT项目采用了长短线法匹配预制节段箱梁的施工工艺，并在现场进行拼装，所以该项目施工速度快、工程质量好、建设周期较短、投资相对较少。且鉴于该项目在现场无须模板支架、无须大量现浇混凝土，因而具有无粉尘、无噪音、绿色环保、对城市的交通和周边环境的影响小、桥型优美等特点，故BRT被形象地称为“地面上的地铁”，受到政府和建设单位的表扬及广大市民的好评，同时也为厦门的城市建设提供了很好的经验。

图3 长短线法匹配预制施工工艺流程

3 经济效益

单独采用长线法或短线法施工工艺预制节段箱梁时，每套模板生产一个节段平均天数分别为4 d和2 d[2]，而采用长短线结合法施工工艺预制节段箱梁时，每套模板生产一个节段平均天数为1.5 d。以厦门BRT工程的QG标段为例，共计有1040个节段。长短线结合法预制工艺较之长线法预制工艺，工期效益和场地费用可节约成本104万元，模板及临时设施可节约成本120万元，合计节约成本224万元，平均每个节段箱梁节约2154元。长短线结合法预制工艺较之短线法预制工艺，则可节约成本360万元，平均每个节段节约 3462 元[3]。