预制节段拼装梁施工技术

颜 研

中铁二十局集团第五工程有限公司 云南 昆明 650200

前言：

预制节段拼装梁施工技术是指根据桥梁纵轴线，将其划分为多个一定长度的节段，在施工现场附近设置预制场，进行节段预制施工。在施工现场的桥墩施工结束后，将预制节段梁运输至施工现场，拼装施工后施加预应力，完成桥梁施工。施工流程明晰简单，施工工期短，施工质量高，可在工程中推广普及。

1 工程概况

文章以泾河特大桥为例，分析预制节段拼装梁施工技术。该工程位于咸阳市泾阳县，桥梁的总长度为2258.94m，跨孔布置如下：29-32m简支梁+19-64m简支梁+1-32m简支梁。其中，64m简支梁选择预制节段拼装梁施工技术，施工单位在DK48+200线路左侧的50m位置设置节段梁制梁场，进行节段梁的预制施工。预制完成后的节段梁运输至施工现场，通过移动支架造桥机进行吊装定位，再采用胶接法进行涂胶、临时张拉处理，最后统一张拉注浆，完成桥梁施工。在该工程中，桥梁的重量较大，拼装跨度大，桥梁线性要求高，且工期紧张、安全风险大，施工单位应用的预制节段拼装梁施工技术较为新颖，并以规范施工达成高技术标准要求，值得其他施工单位借鉴参考。

2 预制节段拼装梁施工技术

2.1 准备阶段的数据验算

在开展桥梁施工前，需对施工设备进行适用性分析。泾河特大桥工程采用的设备为自主研发的SX64/2800型移动支架造桥机，施工单位在施工前进行总体结构验算，确保设备符合工程要求。在验算时，施工单位选择MIDAS软件为计算平台，根据桥梁杆件截面与参数，通过梁单元模拟构建模型，模拟材质为Q345，以固结方式连接杆件节点。计算人员将造桥机的荷载设置为静荷载，通过容许应力方法设计，构建的模型如图1所示。

图1 造桥机模型示意图

在计算中，主要对空载和下放梁段两种工况开展分析，分析内容如下：（1）强度分析，空载工况下中支点的反力为832.2t、后支点为296.t、应力最大值为145.98MPa＜210MPa，下放梁段工况下后支点的反力为1679.3t、中支点反力为2230.9t、应力最大值为198MPa＜210MPa，均符合标准要求；（2）刚度分析，在空载工况下，跨中fmax=7.6mm，7.6/67860=1/8929＜1/400，在下放梁段工况下，跨中fmax=100mm，100mm/68.8m=1/688＜1/400，均符合标准要求。此外，在稳定性分析、拖拉状态结果分析中，造桥机的各项参数均符合标准要求，表明该设备可用于泾河特大桥工程中[1]。

2.2 预制节段拼装梁施工流程

在合理选择施工设备后，施工单位按照规范流程开展预制节段拼装梁施工。在节段梁预制施工中，施工单位按照如下流程施工：模板施工→钢筋加工→混凝土施工→养护→模板拆除→预制线性控制。

在节段预制梁拼装中，施工单位按照如下流程施工：第一，拼装移动支架造桥机；第二，根据预制梁的标号对称吊装（1’#和1#对称），其中，3#、8#和6’#节段梁进行下放处理；第三，调节各个梁段的标高，并在梁段的接缝部位涂刷一层接缝胶，进行临时预应力张拉，在强度符合要求后，进行钢绞线一期张拉；第四，移动造桥机，准备架设下一孔，按照上述流程施工；第五，所有桥孔一期张拉完成后，统一进行二期预应力钢绞线张拉，再进行桥面系施工，铺设二期恒载，完成桥梁施工。

其中，造桥机的安装流程如下：组装牛腿→组装主梁并配置相应施工设备、机具→安装牛腿→安装临时支腿→主桁吊装就位→下托梁系统→横梁安装→拖轮系统→提梁龙门吊安装。在该过程中，要求各个组件可靠连接，并进行质量验收，确保各项参数符合要求，方可投入使用，保障施工安全。

2.3 预制节段拼装梁施工要点

为保障工程质量，施工单位在遵循上述施工流程的基础上，注重如下施工要点，保障施工质量。

第一，预制线形控制。在预制梁施工中，施工单位在混凝土终凝前埋设6个测量点，包括2个轴线控制点和4个标高控制点。首先测量埋设控制点的坐标数据，再通过GCP软件将其转变为绝对坐标，将各项数据输入软件的几何控制程序中，明确梁段的坐标位置，避免预制累积误差的出现。同时，施工单位注重预制梁端的测量与控制，合理布置测量台座，通过经纬仪和水准仪等设备，调节桥梁的水平曲度及垂直度等参数，了解预制梁存在的尺寸偏差，避免梁段出现变形。

第二，涂胶施工要点。在涂胶施工前，施工单位对接缝面进行全面清理，避免表层存在水泥、油迹等杂物，并配置环宽10mm、厚度5mm的密封圈，涂胶材料选为环氧树脂，将其置于400r/min的工况下搅拌三分钟，直到环氧树脂颜色均匀，按照从上至下的顺序，使用钢制刮刀均匀且快速地涂刷于接缝面表层。涂胶时接缝面两侧的厚度控制在1.5mm左右，且保障涂胶的连续性，不可出现断胶。同时，为保障涂胶的性能，需在45min内将拌制的环氧树脂涂刷完，并在涂刷后的90min内拼接预制梁。如果施工时接缝面的表层温度低于5℃，需进行加温处理。同时，由于环氧树脂胶中存在刺激性和腐蚀性成分，施工人员在涂胶时，需佩戴抗腐蚀手套及护目镜，避免皮肤或眼睛直接接触胶体。如果施工时不慎与胶体接触，需立即在清水下冲洗十五分钟，并联系医生[2]。

第三，临时张拉施工。在涂胶施工完成后，进行临时张拉施工，对预制梁进行初步固定。在施工时，施工单位将四名施工人员及设备设置为一组，同时作业，首先对临时锚块中的4根精扎螺纹钢进行张拉，再进行另外精轧螺纹钢的张拉，为环氧树脂施加大于0.3MPa的压力，使其迅速固化。在该过程中，要求临时张拉后的胶缝宽度控制在0.6-1.2mm，且不允许出现缺胶问题。对于挤出的环氧树脂，需立即清理干净，并通过检孔器检查预应力孔道，避免环氧树脂堵塞孔道。为保障孔道的畅通，施工单位在临时张拉半小时后，进行二次通孔，保障工程质量。如果临时张拉施工完成后，发现桥梁的位置出现偏差，须立即调整。

第四，钢绞线张拉施工。在临时张拉全部结束后，统一进行预应力钢绞线穿束与张拉，施工单位选择YCW型千斤顶作为张拉体系，按照预张拉→初张拉→终张拉流程施工。在张拉施工前，施工单位组织施工人员参与培训，深化其对张拉操作的认识。在张拉预应力束时，施工人员遵循设计要求，选择张拉力和伸长量双控方式，前者为主，后者为辅，要求实际伸长量和理论数值的误差控制在6%以内，并将部分梁段的吊杆进行放松处理，要求每端钢丝回缩量低于6mm；对于箱梁两侧腹板，施工人员采用对称张拉方式，要求二者间的不平衡低于一束；对于同束钢绞线，要求两端对称，且施工时千斤顶的升压速度与降压速度尽量保持一致；对于钢绞线出现的断丝或滑丝现象，要求每束钢绞线内的单根钢绞线仅有一丝可出现上述现象，在每个断面中，断丝的数量需低于总钢丝的1%。

第五，设备过孔要点。在泾河特大桥施工中，当节段拼装梁的一期张拉完成后，施工单位需将造桥机转移到下一孔造桥跨中，进行后续施工。为保障施工质量，避免梁体出现承载力不足问题，施工单位按照规范流程移动造桥机[3]。

2.4 预制节段拼装梁施工技术应用分析

借鉴泾河特大桥工程的成功经验，预制节段拼装梁施工技术在桥梁工程施工中表现出工程效率高、工程质量佳等优势，可在桥梁工程中推广普及。结合工程施工流程，施工单位需结合工程特点，配置专用架桥机，规范架桥机的安全与拆除，制定完善预制节段拼装梁施工方案，按照规范流程进行施工，做好施工人员、施工技术与施工材料管控工作，保障预制节段拼装梁技术优势的发挥。

结论：

综上所述，预制节段拼装梁施工的注意要点较多，技术标准要求高，需施工单位规范施工。借鉴泾河特大桥工程的施工经验，施工单位需按照预制梁施工→运输→造桥机拼装→预制梁吊装→标高调节→涂刷接缝胶→临时预应力张拉→一期张拉→二期张拉的流程施工，并做好预制线形控制、涂胶、张拉及设备过孔工作，保障工程质量，提高施工效率。