城市轨道交通节段拼装桥梁施工及控制技术研究

2021-11-28

中国科技纵横 2021年1期

（西安市轨道交通集团有限公司，陕西西安 710000）

1.城市轨道交通高架桥预制节段拼装概述

通常所说的城市轨道交通包含了地铁或者轻轨，在城市中心或者城市的发展区来修建城市轨道交通，不仅对工程质量严要求、高标准，对于地上线高架区间，还要求梁体造型优美，建设过程中对周围环境影响小。因此，轨道交通高架桥项目的技术要求比较高，在这种情况下，节段预制拼装施工技术应运而生。节段预制拼装工技术是根据项目施工方拼装工具以及运输车辆的运力，在项目附近或者厂房进行具体制作,根据既定设计要求完成生产后,运用交通工具将预制节段运至施工现场进行安装。

2.节段预制拼装桥梁发展概述

桥梁节段预制拼装工法最早出现在德国等一些欧洲国家，当时为了快速重建二战中被损毁的桥梁，创新产出一批全新的桥梁施工工法，节段预制拼装便是其中之一。我国使用节段预制拼装技术始于近些年，运用初期经过试验研究，然而效果并不是十分理想，主要原因是节段预制拼装对工程机械精度要求较高，对项目施工技术、现场管理等要求也较高，此外，考虑现场建设实际因素，该技术并没有得到推广。随着我国城市轨道交通项目的不断地发展，施工技术及相关条件的不断完善，该技术在我国逐渐得到了运用。

3.城市轨道交通桥梁特点

鉴于目前我国城市的发展速度与态势，轨道交通已然是城市发展中不可缺少的一个环节，是市民公共交通出行的不二选择。高桥线路是城市轨道交通建设的选择之一，相比于传统的地下交通线路，高架线路在工程造价和施工工期方面独有的优势，使得高架线路方式在现实中得到大力发展。在施工工法方面，城市轨道桥梁具有整体宽度小、活荷载离散性小等优势，有利用实现预制节段拼装。此外，预制节段拼装桥梁绿色、便捷、节能、高效，可适用于城市轨道交通建设[1]。

4.节段拼装工法适用条件与优点

4.1 适用条件

节段预制拼装适用范围十分广泛，只需满足2点基本都可以运用此技术：（1）桥梁跨经应该在20m～180m，其经济跨径为30m～45m；（2）桥梁长度至少在500m以上，经济桥长至少3000m以上。

4.2 优点

（1）施工灵活性。采用分节段工厂预制，化整为零，将一片梁分解若干节段，降低梁体运输质量，适应长距离运输要求。相比于整孔预制来说，节段预制模板小，通过提高利用效率，可降低工程投资占比。（2）质量优势。节段梁的生产加工都是在预制场内进行的标准化生产，可最大程度避免在生产过程中由于不良天气等外界因素对建设工期的影响。同时，在生产加工的过程中，一般采用自动化的生产，生产效率大幅度提升，产品质量也能得到相应保障，在减少施工的误差的同时，降低施工过程风险。（3）安全和适用性优势。相较传统的现浇梁施工时高人力、高劳动强度、高风险，现场管理难度大，工程质量难以控制等问题，架桥机作业因其较高的安全性、较强的适用性等具有明显优势。架桥机自动化作业，极大减少现场施工人员数量，同时，避免了传统模式下模板支撑拆装而带来的施工风险。对于一些项目建设场地有限的情况，节段预制拼装通过在已有成桥上行走来运送材料，大大提高运输效率，降低运输成本，可显著降低因为施工对城市运行的影响。（4）经济跨距较大。若项目施工时采用的是连续钢梁，其经济跨经有可能达到两百米或者更高。运用该工法，即使使用其他的简支梁，也比其他工法更具优势。（5）选型及几何形状的限制较小。鉴于预制节段模板设计的可控性较高，可以满足多数的工程需要。对于一些具有特殊要求的工程，可以利用该工法，制造出满足设计要求的几何图形。（6）工期优势。目前，项目建设对于工期有着严格的要求，所以施工方总是想尽各种办法来提高工程进度，那么节段拼装可以很好地达到节省工期的效果。在进行下部结构作业的同时，可在工厂内制作上部结构预制节段，二者同步开展建设，在保证达到设计要求的同时还能节省工期。（7）预力混凝土的干缩徐变较小。混凝土箱梁在工厂预制的过程中，具有良好的养生条件，其强度和弹性模量增长较快，在运至施工现场时，其收缩徐变已完成约95%，现场安装过程中能够有效的控制梁体成桥线形及梁体施工质量。（8）使城市桥梁设计具有更大的灵活性。在城市建设项目中，考虑既有建筑物、地下管网以及其他因素的影响，设计空间冗余度较小。同一条轨道交通线路，考虑到其跨径的调整，弯曲半径的变化，可以使用同一套模具加工出需要的不同种类的梁[2]。

5.箱梁短线浇筑预制方法

5.1 短线匹配预制法

在使用该工法时，因为机具和空间的限制，在场地布局时要特别注意预留足够的作业空间，保证进行动态作业。作业时要根据有关的数据来进行标准的节段预制，完成标准节段预制以后才能进行次一节段的制作，这样的操作可以避免设计理论值和实际产生的误差，同时也可以保证后续的拼装顺利完成[3]。

5.2 主要施工过程

（1）节段预制顺序。在进行简支梁预制时一般是从第二节段或者是第四节段开始，因为这样可以同时完成两个方向的预制，可以提高预制速度，缩短工程建设周期。同时，在标准节段预制完成以后再进行最后两端的预制。

（2）节段梁钢筋加工、施工方案。1）钢筋加工。钢筋是工程项目的重要原材料，在钢筋进场前必须要做好检验工作确保钢筋质量符合施工要求。同时，为防止钢筋生锈，在钢筋进场前设置钢筋加工区对钢筋进行摆放和除锈作业，可避免因为放置时间过长导致钢筋生锈，同时按照不同的设计要求，来对钢筋进行精确下料和加工制作，减少误差。2）钢筋安装。要在钢筋台座上把需要的钢筋绑扎成型，对于成型的钢筋要进行检测，合格以后利用机械将整段的梁钢筋吊装到位，应采用专业的吊具，在吊装过程中间要轻起轻落，避免在吊装过程中发生碰撞从而导致变形。

（3）混凝土浇筑。混凝土浇筑工作对于整个项目施工非常重要，在混凝土浇筑之前，应组织相关的技术人员，对于设计图纸进行再一次的熟悉，对于浇筑的程序和技术细节要再一次的完善。同时，要对模板进行浇水湿润，对于作业周边的环境进行清扫，对于杂物进行清除。如果在检查的过程中发现存在问题，就要立即停止作业，等排除了隐患以后才能再次作业，保证施工质量。此外，节段箱梁混凝土应采用高强水泥，其骨料需满足配合比要求，选用达到标准的材料进行制作。在混凝土的拌制过程中要充分考虑到强度、坍落度等因素的影响，通过试验确定。拌制前均需计算实际用量，严格把控配比，后进行拌和。同时，要将每次的数据都进行记录，拌制过程中，要对所使用的各种工具进行检查，确保每项工作都符合项目的要求，拌制完成后应立即浇筑混凝土[4]。需要注意的是，节段箱梁混凝土浇筑时应按照从中间开始，向左右分层按照顺序浇筑，同时浇筑时要尽量使混凝土浇筑均匀。混凝土分层浇筑不得＞500mm。混凝土振捣的时候不能发生泄漏，振捣棒在工作的时候要注意操作，尽可能的避免钢筋的碰撞，同时要尽可能的增长振捣的时间，增加混凝土的密实度，这样可以有效地避免混凝土发生徐变。