城市高架軌道交通節(jié)段拼裝橋梁施工及控制技術

陳 健

（中交第二公路工程局有限公司海外事業(yè)部（國際公司），西安 710000）

節(jié)段預制拼裝橋梁施工，一般會采用混凝土預制箱梁進行施工，由若干短箱梁節(jié)段所組成，根據(jù)具體順序逐段進行制作，確保在進行拼裝、運輸?shù)炔僮髦?，能夠保證其線形的完美程度。如果在條件允許情況下，會對節(jié)段接頭進行干接縫處理，或通過運用薄環(huán)氧樹脂層的方式，確保整體連接質量，不會對后續(xù)拼裝線產生不良影響。較為常見的節(jié)段預制拼裝施工技術，主要以平衡懸臂法及整孔架設法為主。為正確展開節(jié)段拼裝施工，需要明確工法具體適用條件及應用優(yōu)勢。

1 節(jié)段拼裝工法適用條件與優(yōu)勢分析

1.1 適用條件

采用節(jié)段預制拼裝工法進行施工過程中，會按照運輸車輛能力及拼裝機具各項情況，從橋梁中軸線方向進行節(jié)段劃分，進而在橋墩施工達到設計要求強度之后，利用運輸車輛進行節(jié)段的運輸，展開安裝。會通過對專門設計架橋安裝設備的應用，完成拼裝工作，按照步驟逐步施加預應力，進而完成整孔梁的施工。適用于各種梁型及各種場地，需要根據(jù)具體工程項目的實際建設要求，確定最終施工方案，以便將技術優(yōu)勢最大化發(fā)揮出來。

1.2 優(yōu)勢分析

1.2.1 造價優(yōu)勢

節(jié)段預制拼裝技術主要包括兩項關鍵性技術，即三維定位軟件及高精度液壓定型模板設計和自動化程度相對較高進口架橋機。因為考慮到成本問題，模板加工主要以國內加工為主，而架橋機會通過和進口架橋機廠家及承包商簽訂協(xié)議的方式，對部分設備進行進口，并在國內進行主梁加工，能夠達到對整體工程造價進行有效控制的目標，可以將節(jié)段拼裝尺寸統(tǒng)一及標準化生產優(yōu)勢更好的發(fā)揮出來。在進行大范圍采用過程中，能夠重復對架橋機及模板進行應用，經濟優(yōu)勢較為突出。

1.2.2 質量優(yōu)勢

在采用預制節(jié)段施工過程中，會通過在廠家進行節(jié)段梁標準化生產的方式，按照相關要求，統(tǒng)一進行各節(jié)段梁的建設，不會因為天氣或者人工等方面因素的影響，導致產品質量和性能受到干擾。整體施工自動化生產程度相對較高，生產速度也較為理想，能夠達到理想化的成品要求，可以從源頭起，有效提高整體工程建設質量，降低施工誤差及其他方面問題發(fā)生的可能性。

1.2.3 適用、安全優(yōu)勢

節(jié)段預制施工能夠提供充足施工作業(yè)空間，可以減少不必要的支撐拆裝環(huán)節(jié)，架橋機作業(yè)的整體自動化程度相對較高，對于施工人員的素質要求水平較高，整體施工的安全性及規(guī)范性能夠得到保障。可通過對已完成橋梁的運用，展開相關設備及材料的運輸，在河川山谷及都市等惡劣地區(qū)和重要環(huán)境之中，能夠達到對整體作業(yè)環(huán)境干擾形成有效控制的目標，減少對于周邊環(huán)境及生態(tài)的破壞，保證交通要道能夠正常使用。

1.2.4 工期優(yōu)勢

在進行節(jié)段拼裝基礎部分施工過程中，因為節(jié)段在工廠預制過程中能夠達到設計要求，所以整體施工并不會占用過多工期，不會因為收縮徐變或者等強等問題導致施工受到影響。整體工程施工周期相對較短，拼裝成橋的速度也相對較快，可以滿足整體工程施工周期方面的需求，在工期方面有明顯優(yōu)勢。

2 節(jié)段預制施工技術與技術要點

2.1 節(jié)段預制施工技術

常用的箱梁節(jié)段施工方法以短線澆筑預制和長線澆筑預制2 種方法為主。

2.1.1 長線匹配預制施工

在采用此種預制方法進行施工作業(yè)過程中，會將橋梁跨度的一半作為梁體長度進行預制長度設置，線性控制需要以半跨橋梁長度作為單元進行操作，會按照橋梁拱度計算值及臺座的承載能力，展開上定位梁與高程等內容的設置和預制。通過對節(jié)段進行調整和控制的方式，保證整體線形能夠達到預期設計。在完成節(jié)段塊混凝土澆筑施工之后，會將其放置于制梁臺座之上，完成半跨節(jié)段梁混凝土澆筑施工。雖然此種施工技術具有一次性完成幾何形狀調整及幾何形狀調整難度相對較低等方面的優(yōu)勢，但其對于垂直與水平的差異有著嚴格要求，預制場地需求量也相對較大，總體適用范圍相對有限，存在臺座沉降與調整量過大的問題，應用有待考察。

2.1.2 短線匹配預制施工

短線施工方法會對作業(yè)空間限制及機具配置等各項情況進行考量，在進行場地規(guī)劃布置過程中，只需要對匹配階段及預制階段施工空間進行考慮，預制廠整體作業(yè)動態(tài)化特點較為明顯，是根據(jù)已經完成相鄰階段標準作為依據(jù)，對幾何線形進行調整的。會根據(jù)結構相對拱度計算數(shù)值及測量結果，展開節(jié)段匹配預置操作。在節(jié)段塊混凝土達到拆模強度時，會將匹配節(jié)段調運到存梁區(qū)域進行存放，完成澆筑的節(jié)段塊，會作為下一塊節(jié)段施工匹配節(jié)段。短線施工幾何線形控制，以澆筑節(jié)段和相鄰匹配節(jié)段控制為主，測量控制精度要求相對較高，會按照已經完成節(jié)段測量結果，對下一階段尺寸及高程展開調整。整體施工操作更加便于后續(xù)進行拼裝作業(yè)，能夠有效降低施工誤差問題，是較為常用的施工手段。

2.2 施工技術應用要點

2.2.1 設備篩選

為確保節(jié)段的拼裝施工能夠達到預期狀態(tài)，需要做好支架拼裝設備及架橋機等設備的選擇和應用。在具體進行工程的建設過程中，因為支架拼裝整體效率相對有限，所以更多會對橋下空間及橋上空間等情況進行考量，會根據(jù)小轉彎半徑及橋面運節(jié)階段梁等各方面情況，科學對橋架類型及性能等各方面參數(shù)進行分析，進而選擇出最佳設備。

2.2.2 節(jié)段接縫

進行節(jié)段拼裝過程中會產生一定量的節(jié)段接縫，主要以濕接縫和干接縫2 種形式為主。如果在進行匹配澆筑階段過程中，沒有對連接面進行膠粘劑處理，便會選擇干接縫。濕接縫以環(huán)氧樹脂接縫、水泥砂漿接縫和混凝土接縫3 種類型為主，能夠保證接縫水密性，避免出現(xiàn)預應力鋼筋銹蝕問題?；炷两涌p主要用于節(jié)段形狀及定位等內容調節(jié)，整體數(shù)量相對有限。多以應用環(huán)氧樹脂接縫為主，在使用時對于涂裝工藝及使用材料有著較高需求，整體使用范圍相對較廣。

2.2.3 節(jié)段懸臂拼裝架設

架設工藝施工如下：①對墩頂雜物進行清理，做好接茬混凝土面清潔，搭設臨時支架，展開預壓操作施工；②安裝外模及內模等模塊，進行構造鋼筋綁扎，逐步完成肋板鋼筋骨架安裝及底板鋼筋網(wǎng)片等安裝操作，然后展開預應力管道安裝，做好建筑混凝土與預應力施工；③進行現(xiàn)澆處之前，在兩側進行吊機安裝，通過形成對稱拼裝T 結構的方式展開后續(xù)施工操作，保證施工對象不會受到吊機安裝的干擾；④展開各段懸臂拼裝操作，重復完成拼裝施工，進行橫向預應力鋼筋束張拉與錨固豎向預應力、鋼筋張拉施工，確保所有階段拼裝施工質量均能夠達到標準要求；⑤在邊跨部位完成拼裝和攏施工，做好中跨合攏施工操作。

3 城市高架軌道交通節(jié)段拼裝橋梁施工

在此將以節(jié)段梁懸臂拼裝架設施工為例，對城市高架軌道交通節(jié)段拼裝橋梁施工展開探討。

3.1 節(jié)塊安裝

在進行節(jié)塊安裝過程中，需要做好模板系統(tǒng)的制作及安裝，根據(jù)相應順序完成預制段的安裝操作。同時，需要進行構造鋼筋綁扎施工，在地面完成骨架或者網(wǎng)片的焊接，用龍門吊將其吊裝到指定位置。根據(jù)安裝鋼筋網(wǎng)片及肋板鋼筋骨架的順序，逐步完成各部分操作。做好預應力管道的安裝施工，在管道密集區(qū)域進行波紋管安裝的過程中，需要做好設計位置確認，安裝定位網(wǎng)片，做好定位鋼筋間距控制，確保能夠對預應力筋位置進行嚴格管控。在進行現(xiàn)場混凝土澆筑過程中，需要保證全部混凝土能夠一次性完成澆筑。

3.2 懸臂拼裝

按照墩中心線對稱位置，在兩側同時進行掛籃及吊機移動，做好懸臂對稱拼裝操作，對梁段方向位置進行調整。確定其標高及中線等滿足設計要求之后，對梁段進行移動，做好涂膠、穿束及定位等一系列操作，在確定強度達到設計要求之后，進行預應力筋的張拉施工。完成全部預應力束張拉操作之后，逐步完成壓漿及托架移動等各項工作，繼續(xù)進行下一階段的拼裝施工。在進行節(jié)段掛籃懸拼過程中，需要按照地基處理、混凝土澆筑、張拉預應力鋼束及移動掛籃、吊機吊裝的順序逐步展開操作，要對施工全過程進行監(jiān)控測量，及時對存在的問題做出調整，保證各階段的拼裝合理性以及質量。

3.3 預應力張拉施工

通過在體內進行預應力筋布束的方式，采用兩端分批張拉的方法，根據(jù)計算，確定張拉順序，并逐步展開張拉施工。在鋼絞線送達到施工現(xiàn)場之后，需要在確定其物理性能以及外觀質量等符合要求之后，預留出足夠的張拉長度，確定最終鋼絞線下料長度。在進行鋼絞線張拉及穿孔操作過程中，需要運用隔離板做好逐根排列操作。

在具體進行張拉施工之前，監(jiān)理工程師需要就張拉應力及圖紙等進行詳細探查，通過選派經驗豐富的技術人員對預應力張拉全過程進行指導的方式，確保張拉過程不會出現(xiàn)人為方面失誤問題。如果出現(xiàn)千斤頂漏油或者鋼絲斷絲等狀況，需要重新進行張拉校驗。在對預應力筋進行張拉過程中，需要做好應力控制管理，對伸長值進行校核，保證實際伸長數(shù)值與理論伸長數(shù)值的差異不會超過相關允許范疇。需要在完成張拉之后，對最后拉力及延伸量等各項數(shù)值進行測量，做好每一次預應力張拉記錄，方便后續(xù)進行管理。

4 拼裝線形控制

在完成基本的拼裝施工之后，需要通過進行限行控制的方式，確定施工是否存在誤差，明確誤差是否在允許范圍之內，以便及時對施工不合理之處做出調整，保證整體的施工質量。

4.1 測點布置

在運用短線法進行梁節(jié)段預制時，需要按照線路設計參數(shù)內容確定坐標體系具體情況，在待安裝階段頂面展開軸線控制點的預埋處理，做好標高控制點的設置，完成六點坐標整體設置。六點坐標包含預制實際坐標及理論坐標2 部分內容，為確保能夠達到設計要求，需要根據(jù)前一階段預制誤差情況，結合測定埋設偏差，對后續(xù)節(jié)段進行修正處理，通過對三維定位軟件的合理使用，將節(jié)段局部坐標納入到整體坐標體系之中，作為拼裝施工過程理論定位坐標，方便后續(xù)進行糾正和控制。

4.2 拼裝定位控制

4.2.1 高程控制

高程控制以施工撓度控制為主，主要是因為在進行預制過程中，雖然會對理論預拱度進行考量，但由于在實際施工時會出現(xiàn)墩臺沉降或者施工誤差等方面的問題，所以可能會出現(xiàn)實際拱度與理論預拱度存在偏差的情況，需要通過對施工節(jié)塊定位標高進行控制的方式，確保張拉施工之后的預制塊標高能夠達到預期。一般會通過對灰色預測理論模型的應用，對定位標高進行優(yōu)化處理，但由于短線預制方法需要保證前后階段的匹配程度，應運用多健行剪力展開定位操作，預制塊件的卡位較為緊密，因此整體可調整量相對較小，需要在允許調整范圍內不斷進行優(yōu)化，以便達到理想狀態(tài)。

4.2.2 軸線控制

懸臂現(xiàn)澆施工和懸臂拼裝施工并不相同，在進行軸線控制過程中，因為短線施工方式具有自身特點，無法按照整體預制跨度展開預拼施工，所以線性控制主要以調節(jié)2 節(jié)匹配節(jié)段立面和平面轉角展開操作。會通過對預制過程軸線控制的方式，展開整體施工過程控制，確保懸臂拼裝施工中軸線定位偏移度能夠控制在標準范圍之內。

在具體進行懸臂拼裝之前，需要對節(jié)段外形尺寸進行測量，通過對懸臂進行拼裝模擬的方式，對預制過程中軸線控制進行調整和優(yōu)化，獲得最佳控制方案，以便為后續(xù)懸臂實際拼裝施工提供依據(jù)。在進行拼裝過程中，需要對已經完成膠拼張拉的預應力節(jié)段，展開軸線偏差數(shù)值測量，通過試拼下一階段的方式，對試拼定位數(shù)據(jù)進行觀測，按照2 節(jié)段偏差測量數(shù)據(jù)內容，展開前進分析處理，做好節(jié)段實際調整量范圍的分析，以便在保證拼裝偏移能夠達到最小數(shù)值的基礎上，對糾偏調整量進行確定。

4.2.3 控制措施與實施流程

需要安排專人及專業(yè)儀器，對懸臂拼裝全過程進行數(shù)據(jù)采集和控制。為避免整體操作受到溫度等因素影響，需要將測量時間定位在早晨7 點左右，通過定時測量的方式減少溫度對采集數(shù)據(jù)的干擾。在明確調整量之后，需要通過進行鋼筋張拉力控制或者張拉鋼筋的方式，做好調整工作，可通過利用千斤頂?shù)妮o助，科學展開調解。為避免出現(xiàn)梁段線形誤差過大的問題，可以通過增設濕接縫的方式展開后續(xù)調整，保證最終的控制效果。

4.2.4 節(jié)段梁糾偏操作

如果測量結果超過幾何控制允許范圍，需要對后續(xù)梁段拼裝情況做出調整。一方面，需要改變交接縫涂膠厚度，按照上部結構變形特點進行計算和評估，在2梁段間部位進行楔形墊片調整，對拼縫墊圈實施加厚處理；另一方面，對線性誤差或者定位錯誤進行分析，采用增設濕接縫的方法進行糾偏操作。因為在增加濕接頭后，會出現(xiàn)節(jié)段梁拼接長度增加的情況，可能會造成階段空間六點坐標在懸拼過程中出現(xiàn)偏差的問題，所以需要通過對兩者差異進行精準區(qū)分的方式，重新計算，獲得精準懸臂拼裝控制坐標數(shù)值，但此種方法會直接增加懸拼線形控制的難度，需要在施工過程中做好分析和研究，并通過不斷優(yōu)化獲得更加優(yōu)質的線形控制方式方法。

5 結束語

通過文章對節(jié)段預制拼裝施工技術相關內容的介紹，對拼裝技術在工程中的具體應用有了更加清晰的認知，需要明確認識到其在軌道交通高架橋梁節(jié)段拼裝施工中的重要作用，按照工程項目的具體特點及環(huán)境情況，合理進行懸臂梁拼裝施工及線性控制等各項操作，將節(jié)段預制施工的作用和價值最大化地發(fā)揮出來，從而更好地完成城市高架軌道交通建設任務，保證節(jié)段拼裝橋梁施工能夠達到預期要求，可以為廣大民眾帶來更加優(yōu)質、安全的交通出行體驗。