悬臂预制节段梁拼装测量监控方案

徐敬锋，徐焱明，徐建廷

（1.中国铁路上海局集团有限公司徐州铁路枢纽工程建设指挥部，江苏 徐州 221003；2.中铁十二局集团第七工程有限公司，湖南 长沙 410004）

0 引言

就当前节段预制拼装技术而言，以混凝土预制箱梁居多，在拼装时对接头区域涂抹适量的环氧树脂，可以在极短的时间内达到凝固的效果，增强接缝的密实性，并且不需要进行养护作业。这意味着只要完成了梁段的施工作业，在此基础上便可以施加预应力。本文以广州地铁6号线高架工程为背景，围绕主梁吊装拼装作业的结构线形控制工作展开探讨，提出一些可行方案，给相关工程提供参考。

1 工程项目概述

该桥的244～248号采用连续梁桥跨形式，对应的跨径组合为（32.55+48.00+48.00+32.55）m，项目中心里程为DK166＋202.37，在指定的桥位处展开预制、悬臂拼装等环节的施工作业。

工程中采用的是等高梁的形式，截面最低点的梁高达3.035m。关于箱梁部分，其顶宽为12.6m，底宽相对较窄为5.5m，将其设置为单箱单室斜腹板截面形式。整个桥梁共设置5道横隔墙，其中有一处设置在中支点处，其厚度达1.9m；此外在边支点处也需要设置，但厚度适当缩小为1.05m。所有的隔板均设置孔洞，以便工程人员做进一步的检查。

2 节段梁三维线形控制措施

2.1 短线匹配浇筑概述

基于短线配套浇筑法展开施工作业，在固定端模板及活动端模板这两大结构的作用下，可实现对第一节段的控制，以便展开浇筑施工，称之为“基准节段”，在此基础上将其作为后一节段的匹配端，随之提升衔接效果。当结束前一节段的匹配浇筑施工后，便可将后一节段移走，避免在预制场拼合。工程采用分段预制的方法，需要注重对节梁三维尺寸的分析与控制，否则在拼装过程中将会出现无法重合等问题。

基于上述分析可知，浇筑时部分节段需要与固定端模进行连接，称为“现浇节段”（W/C）；除此之外，还存在具有活动端模板作用的节段，称之为“匹配节段”（M/C）。

2.2 桥梁线形总体坐标与节段梁局部坐标关系的建立

当结束节段的拼接作业后，需要与桥梁的线形达到吻合的状态，对此应将控制坐标进行分解，从而得到各节段所对应的三维坐标；在后续的浇筑过程中，以匹配节段的位置为基础，创建新的三维坐标，要求所有的三维坐标经闭合后可以得到整体总坐标。为进一步分析节段与桥梁的关系，创建了3个参考系，具体如下。

1）总体坐标参考系 是指与桥梁结构整体有关的参考坐标，其中的任何一个节段均可通过几何形状进行进一步的描述与分析。

2）局部坐标参考系 基于模具固定端模板而得，与节段梁模具有一致性。

3）节段坐标参考系 在各节段梁的基础上建立所得，通常存在于节段梁的间接接缝处，在进行节段浇筑施工时，要求局部与节段这两部分的坐标参考系达到相重合的状态。

2.3 节段三维调整的基本方式

以浇筑节段的中线为基准，确保固定短模板与之处于相垂直的状态。在进行匹配浇筑施工时，基于三维方向转动的方式可以得到准确的位置，确保任何一个节段的中轴线与线性曲线达到相吻合的状态。在进行匹配节段三维调整时，主要基于3种方法：①以接缝垂直中轴线为基准展开的水平转动；②以接缝为基准展开的横向扭转；③以接缝为基准展开的垂直转动。

2.4 三维线形控制主要工作介绍

要想做好三维线形控制工作，需要围绕下述3方面内容展开。

1）线路编译工作 以设计单位所给出的线路信息为指导，加之对预制场所在区域的分析，确定出合适的初始节段，此时便可得到关于节段缝的6点定位坐标。

2）参考混凝土的龄期及弹性模量等指标，经计算后可得到全梁预拱度，在此基础上以自动化的方式拟合预制三维曲线。

3）基于上述两大环节，经转化后可得到局部坐标数据，基于现场测量的方式可以得到各节段的实际数据，并逐段提供定位坐标。当结束预制工作后，参考最终节段数据，进一步得到现场定位坐标，将其与原始设计数据进行分析并求出误差。

3 墩柱盖梁节段面预应力孔道复测

盖梁预应力孔道的总量相对较多，达22个，对此提高其复测的速度与精度至关重要，仅凭传统测量手段显然不具可行性。基于多次试验得知，反射片模式测量的方式较可行，需要将反射片置于与预应力孔道规格相同的堵头上，进而展开孔道平面位置与高程的测量。在此过程中，要求测量设备正对盖梁，提升孔道的位置精度。经上述操作后，可以将波纹管的实际坐标与理论值进行分析，在Excel的辅助下得到孔道横向与竖向的偏差值。如果出现孔道偏差过大的情况，需要进行人工扩孔处理，经此操作后应确保预应力钢绞线可以平顺地穿入其中。

4 P+1节段拼装线形计算及P+6合龙节段预测

对于任何一个节段，其首尾两端的测控点数量都需要达到 3 个，此处将其命名为 A1、B1、C1，A2、B2、C2，由此展开平面位置及高程的测量。此外，盖梁大小里程的悬臂节段为6个，编号为P+1～P+6。基于现场所得到的数据，可以进一步分析出节段首尾中心坐标。

考虑到中跨合龙精度的要求，应选择一个固定的合龙节段，同时还需要满足预应力钢绞线穿入孔道的基本要求。在起重设备的辅助下将P+1节段吊起，使其置于P+1节段临时固结装置的下方，引入全站仪设备可以对P+1节段的位置进行分析与调整，确保定位误差不超过5mm。当做好P+1节段的定位工作后，展开湿接缝浇筑施工，此后进行临时预应力张拉处理，并将P+1节段临时固结装置拆除。当做好上述工作后，对P+1控制点进行进一步复测，预测P+6节段的合龙偏差，以此为指导展开后续施工。以设计坐标为参考，将P+6节段实际坐标值与之进行对比分析，无论是横向还是竖向偏移，只要其超过25mm，都需要使用环氧树脂及垫片对P+2节段进行调整，基于这样的方式逐步展开后续节段的施工。总体来说，P+1节段是最基础的环节，其会对后续节段的施工带来直接影响，因此其定位精度必须得到保障。

5 工程实例计算

对其中的一个盖梁节段拼装作业展开分析，以盖梁预应力孔道复测结果为基准，经分析后得知其小里程横向偏差达54mm，而高程偏差则为35mm；对大里程进行分析得知，横向偏差为29mm，高里程偏差为18mm。对上述情况进行进一步分析，横向偏差与施工操作有关，而高程偏差则受到了支撑基础沉降的影响。总体来说偏差现象严重，需要对第一节段进行调整，确保预应力孔道与盖梁面达到相匹配的状态。

6 悬臂预制节段梁拼装展望

在当前的预制节段假设施工中，悬臂预制节段拼装技术较为可行，通过对片梁进行划分处理，从而得到若干个预制节段，将盖梁作为中心点，基于对称的原则展开拼装作业。所有的节段都能够与前述安装完成的节段形成一个整体，达到了自我平衡的状态，以便后续节段拼装作业的展开。在任何一道工序中，预应力钢绞线都发挥出重要的作用，其可以保障悬臂结构的稳定性，在此基础上方可施加预应力，由此达到整体受力的效果。关于节段的吊装作业，需要以桥面支撑吊机及起重机为基础而展开。

桥梁施工技术经过多年的发展，预制节段梁拼装技术已经较为成熟，其对于城市轨道交通工程而言起到了推动作用。关于悬臂节段梁拼装的集合线形控制工作，应重点围绕平面线形、高程展开，对其进行检测分析与调整，这一过程也可达到对节段预制线形数据的校验效果。

7 结语

相比之下，节段预制拼装技术在我国并未取得广泛的应用，作为一项先进且稳定性较高的技术，有必要加大推广力度，将其应用于城市轨道交通等工程中。在后续的发展中需注重对几何线形的控制，展开监测并适时调整，总结工程经验，以便为新型桥梁工程建设提供技术指导，保障线形控制的合理性。