預(yù)制節(jié)段拼裝橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)探析

付海

摘 要：隨著我國鐵路市場不斷地?cái)U(kuò)展，鐵路大跨度橋梁等基礎(chǔ)建設(shè)也隨之而來。在空間異常特殊的地區(qū)修建橫跨既有線高架橋梁，施工場地是一大難題。節(jié)段預(yù)制拼裝有工廠化生產(chǎn)、較小噸位運(yùn)輸、施工場地小、施工速度快、安全風(fēng)險(xiǎn)低等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為公路、鐵路橋梁特殊地段施工的首選施工方法。基于此，本文主要對預(yù)制節(jié)段拼裝鐵路橋梁單線箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：預(yù)制節(jié)段拼裝;橋梁施工;箱梁;關(guān)鍵技術(shù)

0 前言

預(yù)制拼裝橋梁結(jié)構(gòu)是裝配式建筑產(chǎn)業(yè)中的重要部分，采用預(yù)制節(jié)段進(jìn)行橋梁施工的施工方法最初在20世紀(jì)50年代誕生，這種技術(shù)在國外的應(yīng)用比較普遍和成熟，但其施工工藝具有一定的復(fù)雜性，而且我國節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁施工技術(shù)起步較晚，2000年以來發(fā)展較快。當(dāng)前，我國很多公路、鐵路橋梁建造中，很多時(shí)候會采用節(jié)段預(yù)制拼裝法，其應(yīng)用效果良好，但在其不斷發(fā)展中還需要對其施工技術(shù)具備更科學(xué)的了解，加強(qiáng)對工程的質(zhì)量控制。

1 預(yù)制節(jié)段拼裝工法的優(yōu)點(diǎn)

和其他工法相比，預(yù)制節(jié)段拼裝工法具有明顯優(yōu)點(diǎn)。

1.1 和現(xiàn)澆法相比

（1）不影響橋下交通，適宜交通繁忙地段施工。因?yàn)榈跹b作業(yè)安全性較好，橋下不用搭設(shè)支架，施工過程可不中斷交通。

（2）對環(huán)境影響小，具有環(huán)保優(yōu)勢。由于不搭支架，橋下場地不用大范圍特殊處理，對地面環(huán)境影響較小;另外，沒有現(xiàn)場砼澆筑和養(yǎng)護(hù)，避免對周圍環(huán)境造成污染。還能避免施工過程長時(shí)間搭設(shè)支架而影響市容，其施工過程的場面本身就是一道風(fēng)景線。

（3）大大縮短工期。節(jié)段預(yù)制可和橋梁下部施工同步進(jìn)行，而現(xiàn)澆施工需搭支架，等待拆支架和模板，每孔所需時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于節(jié)段拼裝。

（4）節(jié)省大量的支架和模板費(fèi)用。現(xiàn)澆施工所需的支架數(shù)量巨大，尤其是墩柱高的時(shí)候;整孔模板需大量鋼板等材料。而節(jié)段拼裝不用支架，預(yù)制只要幾套節(jié)段模板，就能預(yù)制出全橋各種曲線和坡度的梁。

（5）外觀質(zhì)量好。由于節(jié)段模板尺寸小，加工和安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高，預(yù)制出的節(jié)段外觀質(zhì)量可以達(dá)到很高的水平，而現(xiàn)澆模板由于尺寸太大，加工和安裝質(zhì)量受到很大影響，所以成品的外觀質(zhì)量會遜色得多。此外，對于曲線橋，現(xiàn)澆施工只能采取“以折代彎”，而節(jié)段卻可通過短線匹配預(yù)制法處理很較為圓順、平滑，橋梁架設(shè)成型后兩種線形質(zhì)量存在非常大的差別。

1.2 和整孔預(yù)制相比

（1）對預(yù)制場地的要求較低。首先是選址要求：節(jié)段梁分成了2.5 m每節(jié)進(jìn)行預(yù)制，滿足長途運(yùn)輸?shù)囊螅虼祟A(yù)制場的設(shè)置較為靈活。而整孔預(yù)制構(gòu)件尺寸大，預(yù)制場只能設(shè)在橋的附近;其次是場地面積要求：整孔預(yù)制的構(gòu)件尺寸太大，要求預(yù)制臺座和存梁場地面積較大，而節(jié)段梁尺寸小，整個(gè)預(yù)制場地范圍不大即可滿足要求。

（2）節(jié)省模板投資。整孔預(yù)制每套模板都是非常龐大的，模板投資比節(jié)段法預(yù)制大得多。

（3）外觀質(zhì)量好。原因和現(xiàn)澆的相同，包括加工安裝質(zhì)量和線形控制上的兩方面因素。

（4）對運(yùn)梁便道的標(biāo)準(zhǔn)要求低。一個(gè)節(jié)段重40 t左右（針對本工程），橋梁下部施工便道只要有硬化、坡度不是很大的情況下，即可作為運(yùn)梁便道。但整孔梁重達(dá)400 t左右，長度30 m，要求運(yùn)梁道路標(biāo)準(zhǔn)非常高，實(shí)際很難具備，故其運(yùn)梁方式基本是采用橋上運(yùn)梁。

（5）不會影響橋面后續(xù)工序施工。如前所述，節(jié)段拼裝可采取橋下運(yùn)梁，則橋面后續(xù)工序施工（如橋面防水、鋪軌等），可同時(shí)跟進(jìn)。而整孔吊裝采用橋上運(yùn)梁，須全部吊裝好才能開始橋面后續(xù)工序施工。當(dāng)橋較長時(shí)，同樣采用橋上運(yùn)梁方式，由于節(jié)段梁運(yùn)輸較為方便，可以在增加投入不大的條件下，通過多設(shè)提梁點(diǎn)來分段交付橋面后續(xù)工序施工，從而縮短總工期。而整孔梁的提梁點(diǎn)設(shè)置卻很難增加。

2 預(yù)制節(jié)段拼裝工法案例分析

2.1 案例介紹

下面以新龍橋 13Z001-13Z004 跨為大跨變截面節(jié)段梁依托，跨徑為 40 m+66 m+40 m。主梁采用雙箱單室等梁高斜腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，兩個(gè)箱室之間設(shè)置 0.5 m 的縱橋向濕接縫。頂板設(shè)單向橫坡，利用箱梁整體旋轉(zhuǎn)來形成。單個(gè)箱梁 寬度為 10.25 m，底板寬度 2.3 m，懸臂長度為 2.5 m，箱梁梁高為 2.2 m～3.6 m。節(jié)段梁 長度分別為 2.9 m 和 2.4 m，一跨有 12 個(gè)節(jié)段梁段組成，在 0 號塊和 1 號塊處設(shè) 置 15 cm 濕接縫，邊中跨合攏段濕接縫為 40 cm 和 50 cm，一榀最大重量為 56 t，最 小重量為 42.12 t，大跨節(jié)段梁共計(jì) 176 片。

本工程的順利竣工，進(jìn)一步驗(yàn)證和體現(xiàn)了預(yù)制節(jié)段拼裝工法的先進(jìn)性，相信通過逐步推廣和使用，此工法必將得到普遍的認(rèn)可，為更多人所接納和采用。目前除了廣州地鐵大規(guī)模采用之外，正在施工的還有蘇通大橋。據(jù)悉，深圳地鐵、武廣客運(yùn)專線等也將采用預(yù)制節(jié)段拼裝工藝。

2.2 案例采用的關(guān)鍵技術(shù)介紹

預(yù)制節(jié)段拼裝橋梁施工法，是根據(jù)拼裝架橋機(jī)具和運(yùn)輸車輛的具體情況，將橋梁沿著縱軸線方向分為多個(gè)長度合適的階段，在工廠工場預(yù)制后進(jìn)行組拼。在完成橋墩施工，并確保其符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度之后，使用載重運(yùn)輸車輛將工程所需的預(yù)制階段運(yùn)送到現(xiàn)場進(jìn)行膠結(jié)安裝?，F(xiàn)場安裝過程中需要利用特定的設(shè)備，這種架橋安裝設(shè)備是需要經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的，將預(yù)制階段拼裝到位后，按照合理步驟施加預(yù)應(yīng)力，從而形成整孔箱梁。

（1）節(jié)段預(yù)制場。預(yù)制階段拼裝橋梁建設(shè)中，一個(gè)典型特點(diǎn)就是節(jié)段預(yù)制，在橋梁制造中需要建設(shè)預(yù)制場并進(jìn)行節(jié)段預(yù)制。預(yù)制場的建設(shè)要具體考慮到其場地位置、地質(zhì)條件、運(yùn)輸線路等，在滿足這些條件的情況下，盡量選擇將其建設(shè)在工地附近，減少梁端運(yùn)輸過程中的成本消耗。

（2）節(jié)段預(yù)制。節(jié)段預(yù)制中會在預(yù)制場設(shè)置鋼筋制作綁扎區(qū)、制梁區(qū)、拌和站和存梁區(qū)。綁扎區(qū)配置鋼筋幫扎胎具，主要用于鋼筋籠綁扎和預(yù)埋件安裝工序;制梁區(qū)布設(shè)滿足生產(chǎn)需求足量的生產(chǎn)線，在制梁區(qū)完成模板拼裝、鋼筋籠安放和澆筑混凝土澆筑工序;拌和站主要是存放粗細(xì)骨料、粉料及外加劑等，并攪拌混凝土;而存梁區(qū)進(jìn)行成品存放、修整和養(yǎng)護(hù)，待整孔梁預(yù)制完成，強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)將其運(yùn)輸、架設(shè)。

（3）長線臺座法。長線臺座法是按照事先設(shè)計(jì)好的制梁線型，在長臺座上將各塊件依次進(jìn)行匹配預(yù)制，使塊件間可以形成自然匹配面。這種方法可以比較容易事先對幾何形狀的控制和布置，且其構(gòu)造簡單，施工生產(chǎn)控制便利。在脫模以后，也不需要將梁端立即轉(zhuǎn)運(yùn)到貯放地，而且不會累積偏差，可以通過下一個(gè)塊件來及時(shí)調(diào)整已制塊件，并進(jìn)行多點(diǎn)的同時(shí)匹配預(yù)制，有利于加快施工。但這種施工方法也存在占地面積大、臺座建設(shè)要保證基礎(chǔ)堅(jiān)固、曲線梁需形成合力曲度等特點(diǎn)。

3 結(jié)語

在橋梁建造中，應(yīng)用預(yù)制階段拼接工藝進(jìn)行施工，可以減少污染，降低能耗，且可保證橋梁安全性。對此，還要加強(qiáng)對預(yù)制節(jié)段拼接工藝的研究和把握，不斷完善施工工藝，完善施工控制等，提高我國橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)水平和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]蒙曉蓮，梁衛(wèi)軍，邱仕雄，等.橋梁節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)及其在城市軌道交通中的應(yīng)用[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2006.

[2]王殿偉.PC箱梁短線法節(jié)段預(yù)制施工技術(shù)[J].世界橋梁，2016（3）：25-29.

[3]劉海東，侯文崎，羅錦.短線節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁幾何線形三維控制方法[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2017（4）：769-778.

[4]周凌宇，鄭恒，侯文崎，等.短線預(yù)制箱梁節(jié)段線形誤差的改進(jìn)調(diào)整法[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016（9）：99-104.