节段拼装梁预制过程中的变形控制影响要素分析

张久明，刘秀珍

（中国建筑土木建设有限公司，北京 100000）

0 引言

随着我国桥梁建设的蓬勃发展，桥梁的施工技术越来越受到政府、业主、设计和施工单位重视，尤其是在城市建设的桥梁。预制节段施工技术已经在各城市逐渐推广并应用，全预制化的桥梁结构，是加快施工速度、减少现场污染、实现低碳建设的有效手段。

1 预制节段桥梁研究的背景及必要性

预制节段桥梁是指将桥梁的上部结构进行划分，将其划分成不同的节段，在施工现场再进行拼装，然后施加预应力让其成为整体的结构，最后形成桥梁的形态。预制节段桥梁可以分为横向和纵向的分段预制法，根据不同的情况，采用不同的施工方法，预制节段拼装的施工方式与整体预制架设的施工方式相比，能够更加节省施工的材料，降低工程的造价，缩短工程的总工期。预制节段桥梁建造技术在20 世纪70 年代开始发展，随着改革开放后国民经济和交通事业的不断进步，在我国，预制节段桥梁也得到了更加广泛的应用。

2 技术优缺点

从应用角度看，分段预制桥梁技术不仅适用于传统的中、小跨度桥梁，也适用于大跨度桥梁。分段预制已被证明是一种有价值的桥梁施工技术，特别是在困难地区或生态敏感地区。主要优点和缺点如下：①它可以广泛应用于各种桥型和跨径，不仅适用于常用的简支梁（逐跨装配）和连续梁（悬臂装配），也适用于大跨径斜拉桥（斜拉桥装配）。解决了公路、市政桥梁普遍存在的半径小、高度超高等技术问题；②投资少，经济效益高。根据相关文献，分段预制桥梁施工技术可以节省10%~20%的工程造价与传统方法相比，与此同时，由于平行施工，缩短施工时间，更间接地降低项目成本；③具有良好的环境效益，可有效减少建筑对环境的影响和交通。与整个洞预制安装相比，它可以显著降低预制场地的面积，有效实现经济和集约用地，减少项目的数量和回收；④工程质量高、梁结构的主要部分是工厂预制（字段），质量更可靠，维修时间长，加载时代晚期，可有效减少梁的蠕变和预应力损失；⑤施工方便，部分小，梁制作过程很简单，交通不受限于设备和通道，预制装配可以实现机械化，高安全；⑥要求设计和施工技术、施工工艺相对复杂；线性控制的技术要求，在线段预制中，局部施工和线段定位连接是一个难点。装配需要特殊的工装设备，这对工人的技术和质量提出了更高的要求。

3 预制节段拼装方法

3.1 长线法预制拼装

在桥梁施工的过程中，长线法是预制节段拼装的方法之一。长线法对于节段拼装的线型控制比较简单，比较容易保证节段的相对尺寸与整体线形。但在实际操作过程中，由于受到底模纵横向预制线型的限制，这种方式只能适用于直线桥梁中，虽然长线法可以在底模的结构上进行改进，但是在对模板的使用率却比较低。在施工过程中，长线法所使用到的设备比较少，所以在进行预制节段的控制时，会相对比较简单，但这种方式要求台座基础要牢固不能有沉降。长线法预制拼装的预算费用较大，因为所修筑的台座不能够重复使用，除非是建设相同的桥梁。

3.2 短线法预制拼装

短线匹配法预制箱梁是指将一孔箱梁分成若干节段，根据节段类型布置若干预制台座。箱梁节段浇注时，除墩顶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，另一端为先浇筑的节段梁（匹配梁），浇筑段的位置不变，通过调整已浇好的匹配段的几何位置可以获得任意规定的平、竖曲线；在路线平曲线超高缓和段，通过预制梁段两个端面相对扭转拟合而成。固定端模及侧模是不移动的，而梁段连同底模则由浇筑位置移至匹配位置，然后与底模脱离运至整修台座。在进行预制节段的操作过程中，可以优化混凝土配合比，使用添加了外加剂的高性能混凝土，提高混凝土的早期强度，缩短拆模时间，提高模板周转使用效率。

4 模板施工过程

4.1 模板工程

为保证预制节段梁施工的外观质量，模板结构采用型钢，面板为不锈钢。不锈钢面板应严格按照要求清洗干净，清洁过程中应严格按以下几点要求：①采用洗洁剂面纱擦洗；②不得打磨面板；③不得在模板内电焊作业。模板与混凝土接触的面必须光洁平整，涂刷模板专用脱模剂。模板全部为钢模板，分别由外模及外模架、内模及内模架、底模和端模等部分组装而成。

4.2 模板安装

移梁车部分：移梁车由上层车架、下层车架、主动行车轮、被动形成轮、液压系统及部分配件组成。①先将主动轮组安装在下层车架上；②将上层车架安装在下层车架上，并将尼龙垫板安装在上层车架与下层车架之间；③安装其余配件及液压系统；④最后移梁车的液压泵站安装于车架上，并将液压油缸与液压泵站连接好，调整测试后即可使用。

4.3 底模部分

①在空地放置两根方木，将底模（1）的模板面板向下，放置方木上；②将底模（2）和底模（3）安装在底模（1）上；③将连续梁、支腿、支撑丝杠及其余配件安装在底模模板上；④将整体内模翻转，然后利用吊环螺钉将底模吊至指定位置。

4.4 外模部分

①将纵梁连接板S06-T-008 锚固在地基上；②将纵梁1S06-T-006、下横梁S06-T-01、连接槽钢1S06-T-016、连接槽钢2S06-T-017、连接板S06-T-056 组装到一起；③将外模1S06-T-001、外模 2S06-T-002、工作平台 S06-T-004、模架 2（S06-T-005）组装在一起；④将组装好的纵梁及其配件固定安装于在基础上的纵梁连接板上，注意丝杠安装的方向；⑤安装上横梁于锚固在地面上的纵梁上并锁紧卡板及安装支撑丝杠（1）；⑥将已经组装好的模板及模架与已组装在底座上的纵梁及横梁采用支撑丝杠连接；⑦安装上部支杆及下部支杆；⑧安装拦口板、护栏；⑨最后安装振捣系统和液压系统，并调试，即完成了外模的安装。

4.5 安装堵板部分

①将支撑丝杠S06-R-108 安装下支腿S06-R-017、S06-R-110、S06-R-114、S06-R-121 上，并将下支腿安装于下工作平台S06-R-106 上，然后将支腿连接角钢S06-R-109、S06-R-117、S06-R-118、S06-R-119、S06-R-120 按照图中的位置分别安装于下支腿和下支架上；②将开始堵板支架S06-R-103、S06-R-104、S06-R-105 安装于下支架S06-R-106 上，然后将连接角钢S06-R-111、S06-R-112、S06-R-113 安装于堵板支架上；③将上工作平台S06-R-102 安装于堵板支架上，然后将工作平台护栏S06-R-123、S06-R-124、S06-R-125 安装于工作平台 S06-R-102 上；④将放置与地面的堵板模板S06-R-100 上的剪力键按梁型的结构图安装好，并将S06-R-100 和S06-R-101 安装在一起；⑤将调整好的堵板模板吊起，并安装于上工作平台和下支架上，并检查各部分尺寸是否符合要求。

4.6 内模安装

①主动行走轮S06-S-011 和被动行走轮S06-S-013 安装在下部车架S06-S-008 上，并将支腿（1）S06-S-010 和底部支撑丝杠S06-S-009 安装在下部车架S06-S-008 上；②将组装好的内模车下部分放置在轨道上，并将内模上部分S06-S-007 安装到内模车下部车架上；然后将斜支撑S06-S-019 安装在上部车架和下部车架之间。并将支腿（1）S06-S-010、支腿（2）S06-S-012、底部支撑丝杠S06-S-009 及液压油缸安装在上部车架的前端；③安装内模模板（1）S06-S-001 于上车架上及安装（3）S06-S-003于上部车架；④然后将内模模板（2）S06-S-002 和内模模板（4）S06-S-004 安装在内模模板（1）S06-S-001 上，最后安装各类支杆及液压系统。

4.7 应用优势

模板设计方法的主要优势就是能够预制大跨度及缓和曲线上节段梁的预制板，能加快施工速度、减少现场施工污染，实现绿色标准化施工。此种模板的应用可以实现模板应用效率的提高，减少模板的变形率，从而就能够有效控制预制节段梁在预制过程中梁体的线形率。此种设计思路系统不仅便于使用和加工，对节段梁预制过程中能够有效的控制线形，使之达到预期的效果。选用此模板在施工过程中也可以通过自动化施工的方式来实现施工效率和质量的提高。

5 结语

工程产业机械化程度的不足，限制了预制装配技术的应用。从社会的需要出发，桥梁建设规模的扩大、人力成本的上升及理念的提升，都需要预制装配技术的应用。桥梁节段预制拼装技术具有施工效率高、占地较少、控制精度高的特点，在城市桥梁工程建设当中应用较为广泛。在技术设计研究过程中把握好各部分结构的受力特点及设计施工技术是关键，要充分重视结构间接缝与预应力体系的耐久性问题，及时处理各类常见通病，为城市桥梁发展打下良好基础。