短线匹配法预制箱梁施工技术

音欢欢

一、简述

短线匹配法箱梁预制施工技术是悬臂拼装法的一种预制工艺，指将梁一跨结构纵向分成若干节段，采用同一可调整模板逐块浇筑每个节段的施工方法。浇筑时，其一端为固定端模板，另一端为浇筑完成的节段梁（匹配梁），通过调整匹配梁的空间位置定位下一片待浇梁，由此获得设计要求的平、竖曲线，依次完成每跨箱梁的预制。预制过程中，模板是不移动的，节段梁浇筑完成后则由浇筑位置移至匹配位置，再用来匹配定位下一节段梁，最后由提梁机运送至存放场区。短线法预制箱梁适用于相同孔跨、梁段预制数量较大、节段类型变化较多的工程。当孔跨较多时，第1跨的某一个节段梁在一个台座上预制完毕后，该台座可以紧接着预制第2跨的相同部位的节段梁，用流水作业的方法进行多跨箱梁的节段预制，这样有利于工厂化施工，提高工效、加快梁体预制速度，能稳定地控制质量。

二、短线法预制节段梁施工流程

本文以嘉绍大桥箱梁预制梁场为工程实例，介绍短线匹配法预制箱梁的主要施工技术。嘉绍大桥北岸水中区引桥70m等跨径预应力混凝土连续箱梁采用单箱双室斜腹板箱梁形式，梁高为4.0m，箱梁顶板宽19.8m，底板宽10.9m。箱梁顶面有2%横坡。引桥总长5km，大规模采用短线法预制节段箱梁拼装技术，箱梁预制总计2878片，所有箱梁全部由梁场预制后进行悬拼架设。

（一）预制施工工艺流程

预制场设置多个台座，各台座同时作业，所有梁段都在预制台座上进行浇筑。浇筑时，除墩顶块和每跨梁段预制起始梁段采用一端固定端模，一端活动端模进行浇筑外，其余梁段则采用一端为固定端模，另一端为已浇的前一梁段做匹配梁段进行浇注，确保了相邻梁段匹配接缝的拼接精度，当新浇梁段初步养生、拆模后，匹配梁段即运走存放，而把新浇梁段转移到该位置上作为新匹配梁段，完成下一箱梁梁段的预制，并依此循环完成整跨梁段的预制。

箱梁梁段预制施工的总体操作程序如下（以一“T”构右幅B46#墩为例）：

1）立模、测量调整定位模板、吊装钢筋骨架、浇筑墩顶块梁段，安置梁面预埋件（BL1、FL1、BH1、FH1、BR1、FR1六个点）；

2）待混凝土凝固，测量人员对梁面六个预埋件进行数据采集，将数据传送监控单位，由监控单位出下一阶段梁的匹配指令。

3）拆除墩顶块梁段模板（侧模﹑内模及活动端模），将墩顶块梁段编号Y-46-0后移至其他台座作匹配梁；

4）将Y-46-0#墩顶块移至相应位置，测量人员根据监控单位传出的Y-46-1-Q指令，进行匹配梁的精确定位，匹配梁的三维定位由底模台车和液压油顶控制；

5）待匹配梁定位成功，吊装钢筋骨架、浇筑Y-46-1-Q#梁段，安置梁面预埋件（BL2、FL2、BH2、FH2、BR2、FR2六个点）；

6）待混凝土凝固，测量人员对梁面六个预埋件进行数据采集，将采集数据表传送监控单位，由监控单位出Y-46-2-Q的匹配指令；

7）拆除Y-46-0#梁段模板，将Y-46-1-Q#梁段与Y-46-0#梁段分离，Y-46-0#梁段运走养护。如此循环，完成1/2“T”构箱梁的预制；

8）将Y-46-0#梁段起吊并移至另一台座匹配梁的位置，使其另一端作匹配面，根据监控指令Y-46-1-H调整其三维空间位置（注：墩顶块两次作为匹配梁，在流程2时监控单位会同时出两份指令）；

9）立模、吊装钢筋骨架、浇筑墩顶块梁段，安置梁面预埋件。待混凝土凝固，完成Y-46-1-H#梁段的数据采集，送至监控出Y-46-2-H#梁段的匹配指令。

（二）匹配梁段定位

匹配梁段的定位主要通过梁面上6个控制测点来实现，这6个点的设计坐标由前期采集的数据通过软件解算得出，由测量人员指导作业班组进行匹配梁定位。

匹配梁段初步定位：通过卷扬机牵引底模台车作纵向较长距离的移动，使梁段行至目标位置的大致范围。梁段的平面位置主要是通过钢卷尺丈量匹配梁匹配端至固定端模的距离来实现。

匹配梁段精确定位：通过测量仪器观察梁段顶面上的6个控制点，并通过手压千斤顶和底模台车上液压油顶进行调整。手压千斤顶主要是精确控制其纵向距离的微调，油压千斤顶主要是精确调整梁段标高和轴线偏角。

三、预制阶段的线型控制

箱梁预制阶段线形控制主要集中体现在箱梁模板精度控制和匹配梁段精确定位两个环节，每个节段在预制过程中都有可能产生误差，误差的积累最终导致线形走向的偏差，将会直接影响到后期的悬拼架设。

（一）预制线型控制

短线法预制箱梁浇筑时必须依靠已浇筑完成的前一节段梁进行定位，当浇筑不同特定凡何线形的梁段，其实现方法如下：

1.直线

需要浇筑直线梁段时，匹配梁段n一1只需要沿直线从浇筑位置移动到匹配位置（图3.1，a）；

2.平曲线

需要桥梁平曲线时，必须首先把匹配梁段平移到一定的位置，然后在平面上转动一定的角度β（图3.1，b） ；

3.竖曲线

需要竖曲线时，必须首先把匹配梁段移动开，然后在立面上转动一定角度α（图3.1，c）；

（二）坐标系的建立

施工测量计算采用专业的控制软件，平曲线段以及竖曲线段箱梁采取分段计算，将大桥采用的绝对坐标转换成预制台座的相对坐标，方便测量过程的实际操作。

以测量塔为单元在预制台座上建立施工测量坐标系（均设于固定端模上，并经常校核），如此，则每个台座都有对应的坐标系。测量过程中，以中点距离端模边缘5mm处为坐标原点，测量塔向目标塔的连线方向（测量基线）为X正方向。

在测量塔上架设全站仪，实时检测模版的变形、错位情况，精确控制预制梁段平面位置及高程。

（三）模板精度控制

模板精度控制主要体现在固定端模的精度控制。固定端模厚10mm，长19.8m，端模上有5个测量控制点，均做点在距离边缘5mm处，即正中间一个点（简称中点），中点向两边延伸6m处各两个（简称翼缘点），距离中点9.895m处的两端各两点（简称端点）。此5个测量控制点控制模板的水平度、垂直度以及偏位变化。

1.中线控制

测量时，要求该中点与两测量塔之间的测量基线重合。即X=-5mm，Y=0mm；

2.垂直度控制

测量两翼缘点的坐标，应分别为X1=-5mm，Y1=6m；X2=-5mm，Y2=-6m；两翼缘点垂直向下的适当位置应做两个控制点，通过仪器观察此两点坐标和两翼缘点的坐标控制模板的垂直度。理论上四个点的X坐标值应相等。

3.水平度控制

水平度控制：水平度的控制是根据端点的高程进行调整的，参考中点的高程（H=0m），根据梁面的坡度（w=2%）计算出两端点的高程分别为H3=0.1979m；H4=-0.1979m

固定端模模面须平滑，测量控制水平误差和与高程误差须控制在2mm之内。当待浇节段梁浇筑完成后，下一梁段浇筑前，均需对固定端模进行校核。一般情况下，固定端模是不需移动的，但如果过程中发现固定端模位置达不到规定要求时，则必须调校合格后方能进行下一道工序施工。

四、结束语

短线匹配法节段预制拼装成桥，技术新颖、整体流程的优化设计对工程的进度、计划控制起决定性作用，具备预制用地少、施工速度快、控制精度高和桥下交通影响小等特点， 实现工厂化作业后， 成型模具和生产设备可重复使用，耗材少，节约资源和费用，而预制节段在工厂内生产，可减少外界环境影响，提高了混凝土质量，增加桥梁结构使用寿命。