短線匹配法預制箱梁施工技術

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一、簡述

短線匹配法箱梁預制施工技術是懸臂拼裝法的一種預制工藝，指將梁一跨結構縱向分成若干節段，采用同一可調整模板逐塊澆筑每個節段的施工方法。澆筑時，其一端為固定端模板，另一端為澆筑完成的節段梁（匹配梁），通過調整匹配梁的空間位置定位下一片待澆梁，由此獲得設計要求的平、豎曲線，依次完成每跨箱梁的預制。預制過程中，模板是不移動的，節段梁澆筑完成后則由澆筑位置移至匹配位置，再用來匹配定位下一節段梁，最后由提梁機運送至存放場區。短線法預制箱梁適用于相同孔跨、梁段預制數量較大、節段類型變化較多的工程。當孔跨較多時，第1跨的某一個節段梁在一個臺座上預制完畢后，該臺座可以緊接著預制第2跨的相同部位的節段梁，用流水作業的方法進行多跨箱梁的節段預制，這樣有利于工廠化施工，提高工效、加快梁體預制速度，能穩定地控制質量。

二、短線法預制節段梁施工流程

本文以嘉紹大橋箱梁預制梁場為工程實例，介紹短線匹配法預制箱梁的主要施工技術。嘉紹大橋北岸水中區引橋70m等跨徑預應力混凝土連續箱梁采用單箱雙室斜腹板箱梁形式，梁高為4.0m，箱梁頂板寬19.8m，底板寬10.9m。箱梁頂面有2%橫坡。引橋總長5km，大規模采用短線法預制節段箱梁拼裝技術，箱梁預制總計2878片，所有箱梁全部由梁場預制后進行懸拼架設。

（一）預制施工工藝流程

預制場設置多個臺座，各臺座同時作業，所有梁段都在預制臺座上進行澆筑。澆筑時，除墩頂塊和每跨梁段預制起始梁段采用一端固定端模，一端活動端模進行澆筑外，其余梁段則采用一端為固定端模，另一端為已澆的前一梁段做匹配梁段進行澆注，確保了相鄰梁段匹配接縫的拼接精度，當新澆梁段初步養生、拆模后，匹配梁段即運走存放，而把新澆梁段轉移到該位置上作為新匹配梁段，完成下一箱梁梁段的預制，并依此循環完成整跨梁段的預制。

箱梁梁段預制施工的總體操作程序如下（以一“T”構右幅B46#墩為例）：

1）立模、測量調整定位模板、吊裝鋼筋骨架、澆筑墩頂塊梁段，安置梁面預埋件（BL1、FL1、BH1、FH1、BR1、FR1六個點）；

2）待混凝土凝固，測量人員對梁面六個預埋件進行數據采集，將數據傳送監控單位，由監控單位出下一階段梁的匹配指令。

3）拆除墩頂塊梁段模板（側模﹑內模及活動端模），將墩頂塊梁段編號Y-46-0后移至其他臺座作匹配梁；

4）將Y-46-0#墩頂塊移至相應位置，測量人員根據監控單位傳出的Y-46-1-Q指令，進行匹配梁的精確定位，匹配梁的三維定位由底模臺車和液壓油頂控制；

5）待匹配梁定位成功，吊裝鋼筋骨架、澆筑Y-46-1-Q#梁段，安置梁面預埋件（BL2、FL2、BH2、FH2、BR2、FR2六個點）；

6）待混凝土凝固，測量人員對梁面六個預埋件進行數據采集，將采集數據表傳送監控單位，由監控單位出Y-46-2-Q的匹配指令；

7）拆除Y-46-0#梁段模板，將Y-46-1-Q#梁段與Y-46-0#梁段分離，Y-46-0#梁段運走養護。如此循環，完成1/2“T”構箱梁的預制；

8）將Y-46-0#梁段起吊并移至另一臺座匹配梁的位置，使其另一端作匹配面，根據監控指令Y-46-1-H調整其三維空間位置（注：墩頂塊兩次作為匹配梁，在流程2時監控單位會同時出兩份指令）；

9）立模、吊裝鋼筋骨架、澆筑墩頂塊梁段，安置梁面預埋件。待混凝土凝固，完成Y-46-1-H#梁段的數據采集，送至監控出Y-46-2-H#梁段的匹配指令。

（二）匹配梁段定位

匹配梁段的定位主要通過梁面上6個控制測點來實現，這6個點的設計坐標由前期采集的數據通過軟件解算得出，由測量人員指導作業班組進行匹配梁定位。

匹配梁段初步定位：通過卷揚機牽引底模臺車作縱向較長距離的移動，使梁段行至目標位置的大致范圍。梁段的平面位置主要是通過鋼卷尺丈量匹配梁匹配端至固定端模的距離來實現。

匹配梁段精確定位：通過測量儀器觀察梁段頂面上的6個控制點，并通過手壓千斤頂和底模臺車上液壓油頂進行調整。手壓千斤頂主要是精確控制其縱向距離的微調，油壓千斤頂主要是精確調整梁段標高和軸線偏角。

三、預制階段的線型控制

箱梁預制階段線形控制主要集中體現在箱梁模板精度控制和匹配梁段精確定位兩個環節，每個節段在預制過程中都有可能產生誤差，誤差的積累最終導致線形走向的偏差，將會直接影響到后期的懸拼架設。

（一）預制線型控制

短線法預制箱梁澆筑時必須依靠已澆筑完成的前一節段梁進行定位，當澆筑不同特定凡何線形的梁段，其實現方法如下：

1.直線

需要澆筑直線梁段時，匹配梁段n一1只需要沿直線從澆筑位置移動到匹配位置（圖3.1，a）；

2.平曲線

需要橋梁平曲線時，必須首先把匹配梁段平移到一定的位置，然后在平面上轉動一定的角度β（圖3.1，b） ；

3.豎曲線

需要豎曲線時，必須首先把匹配梁段移動開，然后在立面上轉動一定角度α（圖3.1，c）；

（二）坐標系的建立

施工測量計算采用專業的控制軟件，平曲線段以及豎曲線段箱梁采取分段計算，將大橋采用的絕對坐標轉換成預制臺座的相對坐標，方便測量過程的實際操作。

以測量塔為單元在預制臺座上建立施工測量坐標系（均設于固定端模上，并經常校核），如此，則每個臺座都有對應的坐標系。測量過程中，以中點距離端模邊緣5mm處為坐標原點，測量塔向目標塔的連線方向（測量基線）為X正方向。

在測量塔上架設全站儀，實時檢測模版的變形、錯位情況，精確控制預制梁段平面位置及高程。

（三）模板精度控制

模板精度控制主要體現在固定端模的精度控制。固定端模厚10mm，長19.8m，端模上有5個測量控制點，均做點在距離邊緣5mm處，即正中間一個點（簡稱中點），中點向兩邊延伸6m處各兩個（簡稱翼緣點），距離中點9.895m處的兩端各兩點（簡稱端點）。此5個測量控制點控制模板的水平度、垂直度以及偏位變化。

1.中線控制

測量時，要求該中點與兩測量塔之間的測量基線重合。即X=-5mm，Y=0mm；

2.垂直度控制

測量兩翼緣點的坐標，應分別為X1=-5mm，Y1=6m；X2=-5mm，Y2=-6m；兩翼緣點垂直向下的適當位置應做兩個控制點，通過儀器觀察此兩點坐標和兩翼緣點的坐標控制模板的垂直度。理論上四個點的X坐標值應相等。

3.水平度控制

水平度控制：水平度的控制是根據端點的高程進行調整的，參考中點的高程（H=0m），根據梁面的坡度（w=2%）計算出兩端點的高程分別為H3=0.1979m；H4=-0.1979m

固定端模模面須平滑，測量控制水平誤差和與高程誤差須控制在2mm之內。當待澆節段梁澆筑完成后，下一梁段澆筑前，均需對固定端模進行校核。一般情況下，固定端模是不需移動的，但如果過程中發現固定端模位置達不到規定要求時，則必須調校合格后方能進行下一道工序施工。

四、結束語

短線匹配法節段預制拼裝成橋，技術新穎、整體流程的優化設計對工程的進度、計劃控制起決定性作用，具備預制用地少、施工速度快、控制精度高和橋下交通影響小等特點， 實現工廠化作業后， 成型模具和生產設備可重復使用，耗材少，節約資源和費用，而預制節段在工廠內生產，可減少外界環境影響，提高了混凝土質量，增加橋梁結構使用壽命。