城市高架轨道交通节段拼装桥梁施工及控制技术

陈 健

（中交第二公路工程局有限公司海外事业部（国际公司），西安 710000）

节段预制拼装桥梁施工，一般会采用混凝土预制箱梁进行施工，由若干短箱梁节段所组成，根据具体顺序逐段进行制作，确保在进行拼装、运输等操作之前，能够保证其线形的完美程度。如果在条件允许情况下，会对节段接头进行干接缝处理，或通过运用薄环氧树脂层的方式，确保整体连接质量，不会对后续拼装线产生不良影响。较为常见的节段预制拼装施工技术，主要以平衡悬臂法及整孔架设法为主。为正确展开节段拼装施工，需要明确工法具体适用条件及应用优势。

1 节段拼装工法适用条件与优势分析

1.1 适用条件

采用节段预制拼装工法进行施工过程中，会按照运输车辆能力及拼装机具各项情况，从桥梁中轴线方向进行节段划分，进而在桥墩施工达到设计要求强度之后，利用运输车辆进行节段的运输，展开安装。会通过对专门设计架桥安装设备的应用，完成拼装工作，按照步骤逐步施加预应力，进而完成整孔梁的施工。适用于各种梁型及各种场地，需要根据具体工程项目的实际建设要求，确定最终施工方案，以便将技术优势最大化发挥出来。

1.2 优势分析

1.2.1 造价优势

节段预制拼装技术主要包括两项关键性技术，即三维定位软件及高精度液压定型模板设计和自动化程度相对较高进口架桥机。因为考虑到成本问题，模板加工主要以国内加工为主，而架桥机会通过和进口架桥机厂家及承包商签订协议的方式，对部分设备进行进口，并在国内进行主梁加工，能够达到对整体工程造价进行有效控制的目标，可以将节段拼装尺寸统一及标准化生产优势更好的发挥出来。在进行大范围采用过程中，能够重复对架桥机及模板进行应用，经济优势较为突出。

1.2.2 质量优势

在采用预制节段施工过程中，会通过在厂家进行节段梁标准化生产的方式，按照相关要求，统一进行各节段梁的建设，不会因为天气或者人工等方面因素的影响，导致产品质量和性能受到干扰。整体施工自动化生产程度相对较高，生产速度也较为理想，能够达到理想化的成品要求，可以从源头起，有效提高整体工程建设质量，降低施工误差及其他方面问题发生的可能性。

1.2.3 适用、安全优势

节段预制施工能够提供充足施工作业空间，可以减少不必要的支撑拆装环节，架桥机作业的整体自动化程度相对较高，对于施工人员的素质要求水平较高，整体施工的安全性及规范性能够得到保障。可通过对已完成桥梁的运用，展开相关设备及材料的运输，在河川山谷及都市等恶劣地区和重要环境之中，能够达到对整体作业环境干扰形成有效控制的目标，减少对于周边环境及生态的破坏，保证交通要道能够正常使用。

1.2.4 工期优势

在进行节段拼装基础部分施工过程中，因为节段在工厂预制过程中能够达到设计要求，所以整体施工并不会占用过多工期，不会因为收缩徐变或者等强等问题导致施工受到影响。整体工程施工周期相对较短，拼装成桥的速度也相对较快，可以满足整体工程施工周期方面的需求，在工期方面有明显优势。

2 节段预制施工技术与技术要点

2.1 节段预制施工技术

常用的箱梁节段施工方法以短线浇筑预制和长线浇筑预制2 种方法为主。

2.1.1 长线匹配预制施工

在采用此种预制方法进行施工作业过程中，会将桥梁跨度的一半作为梁体长度进行预制长度设置，线性控制需要以半跨桥梁长度作为单元进行操作，会按照桥梁拱度计算值及台座的承载能力，展开上定位梁与高程等内容的设置和预制。通过对节段进行调整和控制的方式，保证整体线形能够达到预期设计。在完成节段块混凝土浇筑施工之后，会将其放置于制梁台座之上，完成半跨节段梁混凝土浇筑施工。虽然此种施工技术具有一次性完成几何形状调整及几何形状调整难度相对较低等方面的优势，但其对于垂直与水平的差异有着严格要求，预制场地需求量也相对较大，总体适用范围相对有限，存在台座沉降与调整量过大的问题，应用有待考察。

2.1.2 短线匹配预制施工

短线施工方法会对作业空间限制及机具配置等各项情况进行考量，在进行场地规划布置过程中，只需要对匹配阶段及预制阶段施工空间进行考虑，预制厂整体作业动态化特点较为明显，是根据已经完成相邻阶段标准作为依据，对几何线形进行调整的。会根据结构相对拱度计算数值及测量结果，展开节段匹配预置操作。在节段块混凝土达到拆模强度时，会将匹配节段调运到存梁区域进行存放，完成浇筑的节段块，会作为下一块节段施工匹配节段。短线施工几何线形控制，以浇筑节段和相邻匹配节段控制为主，测量控制精度要求相对较高，会按照已经完成节段测量结果，对下一阶段尺寸及高程展开调整。整体施工操作更加便于后续进行拼装作业，能够有效降低施工误差问题，是较为常用的施工手段。

2.2 施工技术应用要点

2.2.1 设备筛选

为确保节段的拼装施工能够达到预期状态，需要做好支架拼装设备及架桥机等设备的选择和应用。在具体进行工程的建设过程中，因为支架拼装整体效率相对有限，所以更多会对桥下空间及桥上空间等情况进行考量，会根据小转弯半径及桥面运节阶段梁等各方面情况，科学对桥架类型及性能等各方面参数进行分析，进而选择出最佳设备。

2.2.2 节段接缝

进行节段拼装过程中会产生一定量的节段接缝，主要以湿接缝和干接缝2 种形式为主。如果在进行匹配浇筑阶段过程中，没有对连接面进行胶粘剂处理，便会选择干接缝。湿接缝以环氧树脂接缝、水泥砂浆接缝和混凝土接缝3 种类型为主，能够保证接缝水密性，避免出现预应力钢筋锈蚀问题。混凝土接缝主要用于节段形状及定位等内容调节，整体数量相对有限。多以应用环氧树脂接缝为主，在使用时对于涂装工艺及使用材料有着较高需求，整体使用范围相对较广。

2.2.3 节段悬臂拼装架设

架设工艺施工如下：①对墩顶杂物进行清理，做好接茬混凝土面清洁，搭设临时支架，展开预压操作施工；②安装外模及内模等模块，进行构造钢筋绑扎，逐步完成肋板钢筋骨架安装及底板钢筋网片等安装操作，然后展开预应力管道安装，做好建筑混凝土与预应力施工；③进行现浇处之前，在两侧进行吊机安装，通过形成对称拼装T 结构的方式展开后续施工操作，保证施工对象不会受到吊机安装的干扰；④展开各段悬臂拼装操作，重复完成拼装施工，进行横向预应力钢筋束张拉与锚固竖向预应力、钢筋张拉施工，确保所有阶段拼装施工质量均能够达到标准要求；⑤在边跨部位完成拼装和拢施工，做好中跨合拢施工操作。

3 城市高架轨道交通节段拼装桥梁施工

在此将以节段梁悬臂拼装架设施工为例，对城市高架轨道交通节段拼装桥梁施工展开探讨。

3.1 节块安装

在进行节块安装过程中，需要做好模板系统的制作及安装，根据相应顺序完成预制段的安装操作。同时，需要进行构造钢筋绑扎施工，在地面完成骨架或者网片的焊接，用龙门吊将其吊装到指定位置。根据安装钢筋网片及肋板钢筋骨架的顺序，逐步完成各部分操作。做好预应力管道的安装施工，在管道密集区域进行波纹管安装的过程中，需要做好设计位置确认，安装定位网片，做好定位钢筋间距控制，确保能够对预应力筋位置进行严格管控。在进行现场混凝土浇筑过程中，需要保证全部混凝土能够一次性完成浇筑。

3.2 悬臂拼装

按照墩中心线对称位置，在两侧同时进行挂篮及吊机移动，做好悬臂对称拼装操作，对梁段方向位置进行调整。确定其标高及中线等满足设计要求之后，对梁段进行移动，做好涂胶、穿束及定位等一系列操作，在确定强度达到设计要求之后，进行预应力筋的张拉施工。完成全部预应力束张拉操作之后，逐步完成压浆及托架移动等各项工作，继续进行下一阶段的拼装施工。在进行节段挂篮悬拼过程中，需要按照地基处理、混凝土浇筑、张拉预应力钢束及移动挂篮、吊机吊装的顺序逐步展开操作，要对施工全过程进行监控测量，及时对存在的问题做出调整，保证各阶段的拼装合理性以及质量。

3.3 预应力张拉施工

通过在体内进行预应力筋布束的方式，采用两端分批张拉的方法，根据计算，确定张拉顺序，并逐步展开张拉施工。在钢绞线送达到施工现场之后，需要在确定其物理性能以及外观质量等符合要求之后，预留出足够的张拉长度，确定最终钢绞线下料长度。在进行钢绞线张拉及穿孔操作过程中，需要运用隔离板做好逐根排列操作。

在具体进行张拉施工之前，监理工程师需要就张拉应力及图纸等进行详细探查，通过选派经验丰富的技术人员对预应力张拉全过程进行指导的方式，确保张拉过程不会出现人为方面失误问题。如果出现千斤顶漏油或者钢丝断丝等状况，需要重新进行张拉校验。在对预应力筋进行张拉过程中，需要做好应力控制管理，对伸长值进行校核，保证实际伸长数值与理论伸长数值的差异不会超过相关允许范畴。需要在完成张拉之后，对最后拉力及延伸量等各项数值进行测量，做好每一次预应力张拉记录，方便后续进行管理。

4 拼装线形控制

在完成基本的拼装施工之后，需要通过进行限行控制的方式，确定施工是否存在误差，明确误差是否在允许范围之内，以便及时对施工不合理之处做出调整，保证整体的施工质量。

4.1 测点布置

在运用短线法进行梁节段预制时，需要按照线路设计参数内容确定坐标体系具体情况，在待安装阶段顶面展开轴线控制点的预埋处理，做好标高控制点的设置，完成六点坐标整体设置。六点坐标包含预制实际坐标及理论坐标2 部分内容，为确保能够达到设计要求，需要根据前一阶段预制误差情况，结合测定埋设偏差，对后续节段进行修正处理，通过对三维定位软件的合理使用，将节段局部坐标纳入到整体坐标体系之中，作为拼装施工过程理论定位坐标，方便后续进行纠正和控制。

4.2 拼装定位控制

4.2.1 高程控制

高程控制以施工挠度控制为主，主要是因为在进行预制过程中，虽然会对理论预拱度进行考量，但由于在实际施工时会出现墩台沉降或者施工误差等方面的问题，所以可能会出现实际拱度与理论预拱度存在偏差的情况，需要通过对施工节块定位标高进行控制的方式，确保张拉施工之后的预制块标高能够达到预期。一般会通过对灰色预测理论模型的应用，对定位标高进行优化处理，但由于短线预制方法需要保证前后阶段的匹配程度，应运用多健行剪力展开定位操作，预制块件的卡位较为紧密，因此整体可调整量相对较小，需要在允许调整范围内不断进行优化，以便达到理想状态。

4.2.2 轴线控制

悬臂现浇施工和悬臂拼装施工并不相同，在进行轴线控制过程中，因为短线施工方式具有自身特点，无法按照整体预制跨度展开预拼施工，所以线性控制主要以调节2 节匹配节段立面和平面转角展开操作。会通过对预制过程轴线控制的方式，展开整体施工过程控制，确保悬臂拼装施工中轴线定位偏移度能够控制在标准范围之内。

在具体进行悬臂拼装之前，需要对节段外形尺寸进行测量，通过对悬臂进行拼装模拟的方式，对预制过程中轴线控制进行调整和优化，获得最佳控制方案，以便为后续悬臂实际拼装施工提供依据。在进行拼装过程中，需要对已经完成胶拼张拉的预应力节段，展开轴线偏差数值测量，通过试拼下一阶段的方式，对试拼定位数据进行观测，按照2 节段偏差测量数据内容，展开前进分析处理，做好节段实际调整量范围的分析，以便在保证拼装偏移能够达到最小数值的基础上，对纠偏调整量进行确定。

4.2.3 控制措施与实施流程

需要安排专人及专业仪器，对悬臂拼装全过程进行数据采集和控制。为避免整体操作受到温度等因素影响，需要将测量时间定位在早晨7 点左右，通过定时测量的方式减少温度对采集数据的干扰。在明确调整量之后，需要通过进行钢筋张拉力控制或者张拉钢筋的方式，做好调整工作，可通过利用千斤顶的辅助，科学展开调解。为避免出现梁段线形误差过大的问题，可以通过增设湿接缝的方式展开后续调整，保证最终的控制效果。

4.2.4 节段梁纠偏操作

如果测量结果超过几何控制允许范围，需要对后续梁段拼装情况做出调整。一方面，需要改变交接缝涂胶厚度，按照上部结构变形特点进行计算和评估，在2梁段间部位进行楔形垫片调整，对拼缝垫圈实施加厚处理；另一方面，对线性误差或者定位错误进行分析，采用增设湿接缝的方法进行纠偏操作。因为在增加湿接头后，会出现节段梁拼接长度增加的情况，可能会造成阶段空间六点坐标在悬拼过程中出现偏差的问题，所以需要通过对两者差异进行精准区分的方式，重新计算，获得精准悬臂拼装控制坐标数值，但此种方法会直接增加悬拼线形控制的难度，需要在施工过程中做好分析和研究，并通过不断优化获得更加优质的线形控制方式方法。

5 结束语

通过文章对节段预制拼装施工技术相关内容的介绍，对拼装技术在工程中的具体应用有了更加清晰的认知，需要明确认识到其在轨道交通高架桥梁节段拼装施工中的重要作用，按照工程项目的具体特点及环境情况，合理进行悬臂梁拼装施工及线性控制等各项操作，将节段预制施工的作用和价值最大化地发挥出来，从而更好地完成城市高架轨道交通建设任务，保证节段拼装桥梁施工能够达到预期要求，可以为广大民众带来更加优质、安全的交通出行体验。