连徐高速铁路连续梁节段预制装配式施工技术

董传新，燕春阳，韩宗芳

（1.中国铁路上海局集团有限公司徐州铁路枢纽工程建设指挥部，江苏 徐州 221000；2.广州瀚阳工程咨询有限公司，广东 广州 510220）

1 概述

1.1 节段拼装技术概述

短线法节段预制架设技术是把桥梁按照纵桥向划分为（2～5）m的若干节段，并在预制场内完成节段梁的预制，最后把节段梁拼装成整跨桥的桥梁绿色建造技术[1-2]。

节段梁可以多点、多工法架设，不受节点桥梁或隧道的约束。节段梁架设可以采用简支单跨架设法、悬臂平衡架设法、顶推架设法、支架架设法等架设工法。节段梁架设现场震动少、噪音少，有利于环保施工，同时施工灵活，极少占用既有道路。

由于短线法节段拼装技术在架设施工的过程中还存在着架设设备的选择、桥梁线形控制等方面的难题，为解决这些难题，选择试点工程专项研究这些难题是很有必要的。

1.2 项目概述

新建连徐高速铁路东海特大桥跨大沙河连续梁桥与大许特大桥跨规划S344省道连续梁桥采用节段预制拼装的施工技术。连续梁桥连按照墩顶块和标准节段的划分原则，分为0#节段和1#～11#节段。截面采用单箱单室的箱梁截面，节段梁间采用密齿型剪力键结合环氧树脂胶接缝的连接方式。连续梁采用无边跨合龙段，只在跨中设置1m的湿接缝合龙方式。

东海特大桥跨大沙河连续梁桥下方是河道，没有节段梁的存放位置，不便于提梁，因此对称悬臂拼装的架设方法，其安全系数较高，不需要搭设喂梁平台，且架桥机不用过孔的三跨式双T构同步胶拼的施工工法。节段梁在预制场内完成预制、达到养护期后通过运梁板车运输至架设现场，要求运输板车转弯半径不小于16m，转弯角度不小于120°，同时运输车的高度不高于1.3m，避免超出运输便道的限高要求。

由于连续梁的合龙采用跨中合龙即无边跨合龙湿接缝的技术，增加了连续梁的施工难度。节段梁架设主要存在以下几个难点：（1）连续梁的上部结构除跨中湿接缝以外全部预制，没有采用墩顶0#现浇的施工方法，增加了连续梁架设的难度。（2）悬臂拼装过程中线形的控制。0#节段的位置决定了线形的90%，因此必须提高0#节段定位的精度，同时对后续节段的定位进行实时监控，以实现精准合龙。（3）连续梁取消了边跨合龙湿接缝，只在跨中设置湿接缝合龙段，使连续梁的装配率达到99.9%以上。这就要求了架设阶段的高精度施工控制；要求在节段梁架设过程中的误差更小，同时要求必须在预制、架设过程中对误差进行修正，避免误差的积累，影响最后的成桥线形。

2 悬臂拼装架设

传统的铁路节段梁拼装技术大多采用湿接缝拼装的方法，很少采用胶接拼装节段梁的方法。因此，新建连徐高速铁路节段梁架设施工时没有可参考的类似工程技术，增加了架设的难度。节段梁湿接缝拼装技术的线形控制简单，合龙精度要求较低，而节段梁胶接拼装要求节段梁预制、拼装都要有很高的精度，同时需要对架设过程中每片节段梁的安装精度实时观测，避免合龙误差超过设计要求。

2.1 总体拼装工艺流程

综合考虑施工现场的地理情况及科研研究意义，该项目采用对称悬臂拼装的架设方法，边跨最后两个节段（10#、11#节段）在墩旁支架上拼装；其余节段使用龙门架或架桥机拼装架设，以中墩0#节段为中心，对称悬臂拼装1#～8#节段，直至完成一个T构的架设，然后进行中跨合龙，最后进行边跨的拼装，典型拼装工艺如下所示[3-4]：（1）安装好0#节段后，在墩旁托架上进行1#节段的拼装，待线形调整到位后，涂抹环氧树脂胶，张拉临时预应力，张拉并锚固永久预应力，并及时压浆。（2）采用龙门架分别提取中墩两侧的2#节段，按照试拼、涂胶拼装的顺序架设完成2#节段，临时张拉预应力至环氧树脂胶固化，张拉预应力钢束后，及时灌浆。重复操作步骤2，直至完成一个T构的架设。（3）中墩完成所有的T构后，安装中跨合龙段的临时构造，现浇湿接缝达到设计规范要求的强度后进行预应力的张拉锚固，并及时压浆。（4）拆除中墩临时固结，转化为永久支座。（5）按照步骤2进行9#的架设。（6）在墩旁托架上进行10#、11#的架设，张拉预应力、灌浆完成整联桥的架设。

2.2 标准节段拼装

东海特大桥采用架桥机架设的方法，大许特大桥采用龙门架提梁的架设方法，两种架设设备均具有节段梁调位功能，节段梁都可以在平面上横移、纵移、旋转。

节段梁的标准块在架设过程中误差要在2mm以内，以免影响桥梁最后的线形及受力性能。标准节段悬臂拼装的工艺流程：节段起吊到架设位置→节段试拼→提升节段梁、涂抹环氧树脂胶→节段拼装、张拉临时预应力、悬拼吊具松钩→张拉永久预应力筋并在全梁施工完成后进行预应力管道的压浆施工。

2.3 首段梁及边跨梁段拼装

中墩首段梁（0#）的架设是连续梁架设的第一个节段，0#节段的定位是否精准，直接决定了节段梁的拼装线形是否满足设计要求的线形，因此必须把0#的架设误差控制在2mm内。0#节段作为墩顶块，在架设前在预制梁底应设置永久支座，但不承受荷载。根据线形控制中心提供的理论坐标调整至误差允许范围内的位置，然后进行墩梁的临时固结工作。

在中跨合龙后拼装边跨9#节段梁，9#节段梁试拼装缝隙控制在5mm内即可进行胶拼，临时张拉后进行永久预应力张拉并及时灌浆，完成9#节段梁的架设。

边跨节段（10#、11#）均在墩旁托架上施工，托架采用装配式结构，顶部预留65cm，作为节段梁支撑及调整机构布置。其优点体现在如下几个方面：一是可以根据墩高调整墩旁托架的高度，以适应不同工况；二是可以重复利用材料，减少材料损耗；三是墩旁托架可以放置在承台上，不需要做墩旁托架的地基处理。托架顶部设置分配梁，分配梁上设置液压千斤顶及垫块，用来调整节段梁标高及位置。其中，托架应有足够的刚度、强度和稳定性，并按照最大荷载的1.2倍预压。

利用架梁设备提前把11#节段放置在墩旁托架上，然后在墩旁托架上进行10#节段拼装，墩旁支架上调整好10#位置，胶拼、临时张拉、永久张拉预应力并及时灌浆。重复此操作完成11#节段的拼装，永久预应力张拉完成后，边墩永久支座定位，锚栓孔调整好后，待永久支座锚栓孔及调整层强度达到要求后，墩旁托架顶部螺旋千斤顶顶升，与永久支座共同支撑11#节段。张拉剩余预应力钢束，并及时压浆，完成体系转变，最后拆除蹲旁托架。

2.4 节段梁中跨合龙

连续梁的中跨合龙采用1m长度的湿接缝，安装悬吊支架、中跨合龙段临时刚接构件，浇筑合龙段混凝土。养生达到设计规范要求的强度后，张拉、锚固部分中跨合龙预应力钢束，并及时压浆，最后拆除中跨合龙段吊架。

2.5 悬臂拼装线形控制

预制节段梁悬臂拼装的线形主要靠预制质量来控制，但是拼装过程中还是要严格把控0#的定位精度，建议在0#上设置观测墩，对架设过程中的每个阶段进行实时监测，以满足施工期的安装精度及成桥线形要求[5]。

（1）0#的拼装定位。由于0#的安装决定了成桥线形，因此必须保证测量精度，并控制在允许误差范围内。该项目工程采用测量误差在0.5s的徕卡TS60超高精度全站仪来精测量轴线及高程。精准测量完成后，线形监控单位对架设误差进行实时分析，并且预测成桥线形偏差。0#节段安装在正确的位置后，后续节段的线形基本处于正确的位置。但是为了确保合龙线形，在安装到3#节段时应对合龙精度再次预测确认，同时对后续节段梁进行实时监测测量，保证轴线及高程的合龙误差都控制在15mm以内。当预测合龙误差超过15mm即为安装事故，必须采取应急纠偏措施来进行线形调整。应急线形纠偏基本技术原则：一是架设开始前制定应急线形纠偏专项方案；二是进行实时动态预测，每个节段完成安装张拉预应力前后都精确测量，并进行合龙误差的预测，为后续纠偏提供数据支撑；三是若出现较大的安装误差，需要在后续多个节段内完成分级纠偏，严禁在一个节段内剧烈调整线形。应急线形纠偏的最终方法是设置环氧树脂垫片，但是设置环氧树脂垫片的节段缝，容易导致胶体不密实，对结构刚度产生不利影响，严重时会危及结构安全性能，因此一般情况下禁止利用设置垫片的方式来调整拼装线形。同时应对所有纠偏节段缝的涂胶工艺、质量及胶体挤出性进行查验，确保节段缝处的胶体密实。

（2）悬臂拼装线形控制效果。将成桥后的精确测量数据与设计的理论数据进行对比，找出最大轴线、高程的最大误差，使其满足设计误差要求。

3 结束语

该项目工程的桥梁装配率超过了90%，架设设备等也采用装配式设备。工程采用的边跨无湿接缝悬臂拼装技术首次运用在高速铁路预制装配连续梁上，实现了高速铁路工程上的一个新突破。文章介绍了节段梁预制架设工法，也对架设装备、架设工法、架设流程、架设误差及节段梁的线形控制等方面做了说明，为后续类似项目的施工提供了范例，有助于在高速铁路工程上的推广应用。

高速铁路短线法连续梁预制装配技术，响应国家交通运输业“安全、便捷、高效、绿色、智能、综合”的发展主导方向，顺应国家的发展战略，是桥梁产业的高端建设技术，是高速铁路桥梁建设走向工业化、绿色化的最直接有效的方式。节段预制架设技术为高速铁路提供了新的施工工艺，推动国家高速铁路实现全线工业化的发展。