桥梁节段预制拼装法施工控制技术研究

李宗德

摘要：文章从对环境影响小、较大程度缩短工期、桥梁美观性强等方面，分析了桥梁节段预制拼装法的特点，并以实际工程项目为例，阐述了桥梁节段预制技术以及桥梁节段拼装技术的具体应用，同时从设计参数监测、温度监测、应力监测以及变形参数监测四个方面研究了桥梁节段预制拼装施工控制措施。

关键词：桥梁节段;预制拼装法;施工控制技术

中图分类号：U445.4 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.08.035

文章编号：1673-4874（2019）08-0127-03

0引言

在城市化进程不断推进的过程中，为保证桥梁工程的经济适用性，其工程技術也在不断更新涌现。桥梁节段预制拼装法由于自身特点被大量应用到桥梁建设中，经过多次的技术革新及应用实践，桥梁节段预制拼装法已日渐完善，人们逐渐将研究重点放在施工控制技术上。若没有对施工技术进行有效控制，再优质的技术也发挥不出实际功能。因此，本文对桥梁节段预制拼装法施工控制进行研究，以保证桥梁节段预制拼装技术发挥出实际效果。

1桥梁节段预制拼装法的特点分析

桥梁节段拼装法作为新兴的桥梁技术，其特点十分突出，主要有以下几个方面：

1.1对环境影响小

一般来说，普通桥梁工程都需要大量材料以及足够的空间来进行施工和堆放，如果是在偏远地带对交通影响较小;但是如果在城市中，就会占用很大的地面空间，导致交通受阻。而桥梁节段预制拼装法能够在占用较小地面道路的情况下进行施工，对城市主干道桥梁施工特别适用，不仅不影响正常的通行，而且还保护周边环境不受影响。

1.2较大程度缩短工期

桥梁节段预制拼装技术使用移动支架进行逐段拼装，这一方法可以保证整个施工过程的快速进行。相对传统方法能够大幅缩短架设跨箱梁的建设施工时间。此方法可以两个步骤同时进行：一是节段预制;二是下部结构施工。使原本分阶段施工变为同时施工，对每一节段施工都可以节省大量时间，集腋成裘，从而大幅度缩短工期。

1.3桥梁美观性强

桥梁不仅要坚固、可靠，而且还需要有一定程度的美观性。节段预制拼装法使用长线法干接缝进行匹配浇筑，这一预制方法可以保证桥梁的流线型，美观大方。而对于单独预制使用湿接缝短线法，使桥梁每一个节段都通过同一个模板浇灌出来，可在保证统一性的同时增加美观度。

2工程概况

某工程A标段线路全长2430.5m，其中桥梁共长1873.6 m，都属于高架桥梁，此外还设有4座高架车站，1座地面车站。该工程区间高架桥桥墩选择的是花瓶形桥墩，材料为钢筋混凝土，在跨越道路部分选择的是门式框架墩，桥梁为斜腹板连续箱梁，形式是不等跨度单箱单室，跨度范围在20.13～45m，材料为预应力混凝土。墩梁固结的连续刚构体系为该桥梁的主要结构形式。由于该线路经过城市中心区域，周围存在较为密集的建筑物，受地形限制，工程最小曲线半径为48m，桥梁节段预制选择的方法是短线节段法，拼装选择的方法是悬臂平衡拼装法。

3桥梁节段预制技术

现阶段桥梁节段预制技术主要有两种，分别是长线节段预制法和短线节段预制法。长线法是依据设计的预制梁线型，在一个长台座上预制所有块件，使两块梁板之间形成自然匹配面。短线法是在同一个模板内浇筑所有节段，模板的一端为固定模，另一端作为先浇筑节段，模板是固定不可移动的，其长度仅为节段长度。两种预制法有各自的优缺点，详细如表1所示：

根据本项目的基本特征，桥梁节段预制选择的是短线法。将梁体分为多个节段，用同一模板在固定位置进行所有节段的预制工作。主要的技术工艺为：从起始节段开始，如图1中的1#梁段，先在浮动端模与固定端模间进行1#梁段的浇筑，在1#梁段强度达到要求后，1#梁段向前移动作为匹配梁段，随即开展2#梁段的浇筑工作，待2#梁段强度达到要求后，将2#梁段作为匹配梁段，再进行下一个梁段的浇筑，而1#梁段则用运梁小车运往存梁区，一直重复上述过程，直至所有梁段浇筑完毕。

桥梁阶段预制的短线法在线形控制上较为严格，施工精度要求高。其主要是通过匹配梁段进行待浇梁段线形的控制，固定端模与大地垂直，另一端为匹配梁段，对匹配梁段进行三维调整保证待浇梁段的三维线形，主要从两方面进行：制造误差的修正补偿以及调整匹配梁段的安装位置。该工程共预制节段梁644片，通过施工区实际沿线运输能力、交通情况以及设备性能的调查，将梁段长度设置为2.5m，最大重量不得超过40t。为保证生产进度在合同要求期限内，共购置9套模板进行作业，生产速度为4片/d。

4桥梁节段拼装技术

前文已提及本项目选择的是悬臂平衡拼装法，原因是本工程涉及曲线较多且半径较小，若选择整垮拼装施工难度较大。关于本项目的悬臂拼装技术具体工艺为：

如图2所示，图中0#块为墩顶节段，通常选择现浇施工工艺，为保证与1#块的良好匹配，会在0#块与1#块中间设置0.2～0.3m的现浇带。若满足提梁机的安装空间要求，可在支架上拼装1#块。然后以各墩中心线为基准两侧应用提梁机对称安装2#节段，随即对梁段进行调整，在中线标高满足要求后，将梁段移开大约0.3～0.4m，开展涂胶、穿束、正式定位、张拉临时束工作。在强度满足要求后，根据要求进行永久预应力张拉，待压浆完成，进行下两块梁段的拼装，与上述方法一致，直至将梁段全部拼接完毕。

5桥梁节段预制拼装的施工控制技术

桥梁节段预制拼装施工控制中，施工监测工作是关键内容所在，这是由于在情况较为复杂的施工环节，会有诸多影响施工控制的不良因素，如：施工测量中的误差、施工荷载与计算值不符、材料性能与设计值存在的差异、结构模拟与实际情况间的差异、施工条件、施工工艺、人工操作产生的误差等。所以桥梁节段预制拼装施工控制工作必不可少，其主要可以从四个方面进行控制，分别是设计参数监测、温度监测、应力监测以及变形参数监测等。

5.1设计参数监测技术

在桥梁的预制拼装过程中，有许多技术参数会对其结构内力以及结构线形产生影响。对桥梁结构行为产生影响的技术参数主要分为两种类型，分别是主要技术参数以及次要技术参数。而在诸多的技术参数中，并不是所有参数都是可以通过实验能确定的，因此只对可测定参数及主要技术参数进行测定研究。需要根据桥梁所处环境、工序情况、用料情况以及施工工艺进行实际的测定工作。重点应测定以下参数：材料热膨胀系数、混凝土弹性模量、预应力钢绞线的强度值及弹性模量、钢筋的强度值及弹性模量、施工临时荷载、混凝土容重、混凝土收缩系数等。

5.2温度监测技术

关于温度检测，主要检测的位置是梁跨支点、L/2及L/4截面处。桥梁的每个截面都要选择10个观测点，所选用的仪器为温度读数仪以及温度传感器，其精度要保证不能超过±0.5℃。需要注意的是，温度场测试可以同其他测试任务同时进行，有利于对温度影响的及时修正。

5.3应力监测技术

若桥梁结构的实际应力和设计应力存在差异，其对桥梁的危害程度远大于桥梁结构变形的危害。因此要将桥梁结构检测作为重点，与温度监测技术一致，主要检测的位置是梁跨支点、L/2及L/4截面处，桥梁的每个截面都要选择10个观测点，所选用的仪器为读数仪以及埋入式振弦式应力计，其精度要保证不能超过±0.2MPa。应力测试时间是在桥梁节段预应力张拉前后以及浇筑混凝土前后。

5.4结构变形监测技术

在桥梁节段预制拼装施工控制中，对桥梁结构几何尺寸的控制是重点内容之一。此次结构变形监测首先布置0#块的高程测点，具体布置位置是在块件前端的0。1m处，在垂直方向上与顶板钢筋焊牢，选择Ф6 mm钢筋。同时，观测点钢筋需要超过箱梁表面大概5cm的长度，测头磨平同时涂抹上红色油漆以作标记。进行0#块高程观测点的布置，其目的是将其作为基准点，以便后继各悬浇节段高程的观测，同时也便于对顶板设计标高进行控制。实际布置的观测点为11个，具体如图3所示。

关于1#块与各悬拼装阶段的高程控制点，主要选择六点控制坐标进行控制。具体是在节段顶面预埋标高控制点以及轴线控制点，而六点控制坐标共分为三种：第一种是设计的六点坐标;第二种是预制的理论六点坐标;第三种是预制的实际六点坐标。第一种设计的六点坐标是实际成桥坐标;第二种坐标是预制厂最先计算出来的坐标;而第三种坐标是預制过程中，根据前一节段预制误差实施修正后得到的坐标，它是施工环节线形控制的测点。所用到的仪器是高精度水准仪，其精度要保证不能超过±1mm。具体的测试时间是在纵向预应力张拉前后等环节，以保证高程控制在有关要求范围内。

6结语

综上所述，随着我国桥梁施工项目的增多，桥梁节段预制拼装法逐渐被应用到桥梁工程中。该方法具有施工周期短、对环境影响低、美观性强等优点，但通用性较差，与传统工艺相比有较大的施工难度，所以对其施工进行控制是保证施工有效性的重点。本文根据具体工程实例分析桥梁节段预制拼装法的施工工艺，同时提出施工控制技术，意在为该方法的实际应用提供借鉴，从而为我国桥梁建设作出贡献。