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1、箱梁節段短線匹配法預制施工工藝1短線法節段預制施工原理節段拼裝橋梁，是將梁體橫向劃分為若干個混凝土節段，在工廠或工地附近制梁場預制后，運至橋位，然后通過施加預應力將節段整體拼裝成為橋梁的一種施工方法。是國外比較流行的一種橋梁施工方法，93年鐵五院從國外引進，開始建設國內鐵路橋梁，近幾年國家大力提倡節段拼裝預制橋梁。與其他橋梁施工方法比較，節段拼裝施工法具有以下優點：（1）造價較低，節段預制梁的運架設備比較小，造價低，比起鐵路上900噸的32米預制箱梁的運架設備，節段拼裝梁運梁車很小只需要運輸100噸左右的梁段，節段梁尺寸很小，普通的平板運輸卡車也可以運輸，架橋機也比整孔預制梁架橋機規模小；制梁2、場選址靈活，節段拼裝梁由于可以汽車公路運輸，選擇預制梁場位置時，不需要再設計橋位旁邊征用土地，可以在距離橋位較遠的地方建設預制場，而且預制常可以建造永久性工廠，為多條線路生產節段拼裝梁段尤其對于城市橋梁，可以在遠郊區選用價格低廉的土地建設橋梁預制廠。（2）工期優勢，節段拼裝由于運輸靈活，不像整孔預制橋梁那樣，只能用一臺或兩臺架橋機從橋位附近的橋梁場開始，逐孔向遠處架設，節段拼裝橋梁可以在橋下任何地方把梁段提起架設，這樣可以加快架設速度；節段拼裝橋梁可以在橋梁廠提前大量預制。（3）安全優勢，節段拼裝梁重量較輕，運架設備簡單，安全性高。（4）質量優勢，由于采用工廠化預制，消除了天氣對橋梁質量的影響3、，采用自動化生產設備，專門的養護設備，可以提高質量。（5）跨徑優勢，由于節段拼裝橋梁重量輕，運架設備簡單，可以設計跨度更大的簡支梁，目前高鐵簡支梁最大跨徑為32米，以后最大也不會超過40米。（6）環保優勢，節由于在工廠集中生產，采用先進的工藝和自動化機械以及環保設施，可以減少澆筑混凝土對環境的污染，現場拼裝為膠結，只有合攏縫為現澆，減少很大的環境污染，尤其對于城市橋梁建設極為有利。梁場規劃布局已經完成，臨建也快結束了，現在只把短線法預制工藝講述一下。2.節段拼裝預制方法 2.1長線法，即長線匹配預制法，是在足夠長度（大于一跨的長度）的預制臺座上，依整跨預制曲線做一次調整后，再將節段逐塊結合澆筑4、，完成一整跨后，再將節段逐塊脫離移至存梁區。 與整孔箱梁預制或者現澆的橋梁相比，長線法只有運架優勢，預制沒有什么優勢。2.2短線法，即短線預制匹配法，是以一個鄰節塊為匹配段來控制，一側采用與大地垂直的固定端模，另一側利用已澆筑完成的相鄰節段作為端模來進行控制，通過對匹配梁段進行三維調整來實現預制節段的三維線形，預制臺座上只保留一套模具、一段預制梁。2.3長線法與短線法比較 表1長線法短線法優點1.每條生產線兩套模板可以同時生產，節省預制時間；2.節段不需要及時吊離、更易保證混凝土初始養護時間；3.線形及坡度依預制曲線一次完成，制造質量易于保證。4.能夠預制不等高的節段梁。1.作業空間要求較小，5、預制臺座生產線有3倍節段長度即可（加預制節段等強位置）；2.工地可以同時設置多條生產線，機動性較高；3.曲線梁容易調整，線形可由軟件計算及時調整誤差，梁體線形控制較好，無累積誤差；4.采用專用自動裝梁運梁運梁車，可以在車間內生產；5.容易建設永久性的節段預制梁廠。缺點1.需要預制場地較大；2.預制臺座基礎必須足夠牢固，且不得發生沉降；3.每個生產線臺座必須有兩套模板利于生產；4.每條生產線必須一次調整至設計曲線要求時，才可以澆筑；5.生產過程發生地基沉降時無法及時調整誤差；6.臺座平縱曲線不同的橋梁適應性差，不易調整，調整量較大；7.投入較大。1.模板和臺車初期投資較大；2.每節段生產時測量調6、整量較大；3.對模板的剛度、靈活性要求高；4.必須有專用GCP軟件計算調整制造線形；5.測量水平要求高，控制精度高；3箱梁短線法節段預制流程3.1短線法概述，短線法施工系指每個節段的澆筑均在同一個特殊的模板內進行,其一端為一個固定模,而另一端則為一個先澆筑的節段(見圖1),模板的長度僅為一個節段的長度。采用此法時 ,模板是不移動的,而梁段則由澆筑位置移至匹配位置，然后運到存放場。澆筑段的位置是不變的,通過調整已澆好的匹配段的幾何位置獲得規定的平曲線、豎曲線。制梁場的大小取決于工程量,一般按照每1.5天生產一片梁，最快每個臺座一天生產一段梁。此法要求匹配段必須非常精確地放置,這就需要高超的測量技7、術和標高測量誤差可以達到0.3mm的測量儀器 。短線法不受預制廠機具配置及作業空間的限制。在進行場地規劃布置時僅需要考慮預制節段與匹配梁段的作業空間，預制廠可以動態作業，而次一節的幾何線形是以已完成的相鄰節段為標準，依據相關測量結果及結構相對拱度計算值進行節段匹配預制。當節段混凝土達到強度時，其匹配節段即可吊運至存梁區存放，僅留下剛澆筑完成的節段作為下一塊節段施工的匹配節段。短線法的幾何線形控制僅存在于澆筑節段與相鄰匹配節段之間，因此節段測量控制精度要求比長線法要高。節段預制過程中，施工人員需依據已完成節段的測量結果進行計算并作為調整下一節段的高程和尺寸。按這種工法作業，除可及時修正現場施工與8、理論設計的誤差外，同時也有利于后續拼裝作業的順利進行。圖1 短線法澆筑示意圖圖2 短線匹配照片3.2短線法預制節段梁操作步驟 （1）混凝土養護及完成節段檢測； （2）內模回縮脫模； （3）以內模臺車將回縮完的內模向后移離模床，一般在內模臺車軌道上行走；（4）翼板外緣旋下脫模；（5）舊節段移離模床；（6）新完成節段向外移離模床；（7）吊放底模至模床內并將新完成節段移至匹配位置；（8）用臺車液壓系統調整預制坐標；（9）腹板翼板外模調回固定位置；（10）鋼筋籠吊裝及調整固定；（11）內模3內模臺車上推入模床，進入鋼筋籠內部；（12）模板固定及混凝土澆筑前檢查；（13）澆筑混凝土；（14）混凝土蒸養；9、（15）脫模，進入下一循環。短線法預制工藝流程圖見下圖3。圖3短線法施工流程圖標準箱梁節段預制方法見下表2。4控制測量 圖4 基準控制設定1圖5 基準控制設定24.1控制概論預制節段橋梁的幾何線形控制是在預制場內完成的。“短線法澆筑系統”是以對在澆筑臺座內每個匹配梁段作非常精細的調整而達到的 ,因此“ 精確性”至關重要。精確的幾何控制并不管梁段某 一部分的幾何尺寸、厚度變化 。所謂精確就是要求對新梁段的澆筑位置與其匹配的相鄰段位置之間的相對位置作精確的測量 ,這些測量是關鍵的 。澆筑場的現場設置,見圖4,中線是由設在一永久性臺座上的儀器和一個永久性靶標來控制的，就是我們所說的觀測塔。在整個生產10、過程中儀器及靶標都不得受到擾動。否則必須重新建立測量控制體系。為此，需要在廠區設置一個精確的控制網和水準網，定期校核觀測塔上強制對中的坐標和沉降量。澆筑臺座永遠都是鉛直,水平和方正的。所以,幾何控制主要是通過對老節段按照如前所述之澆筑曲線定位來達到的,見圖5(a)( b)。當第1個梁段(0#塊)混凝土澆筑完,頂面抹平后,4個標高螺釘A、B 、C 、D以及2個中線標志E和F安裝好,第2天早上測量螺桿標高并記錄 ,以及將 中線刻劃在中線標志上。標線、測量工作完成后,該節段即可向前滾動移至匹配位置作匹配梁 。節段梁移至匹配位置后,根據澆筑曲線重新設置 。直線梁中線同移動之前,保持不變;若為曲線梁,如11、圖5(a)布置;豎曲線可用圖5(b)法處理。但即使橋為平直的,也需要為施工撓度作必要調整。如前所述,調整量由澆筑曲線決定 。短線法預制節段梁要求有一位出色的測量工程師,必須每天值班,并作精確記錄 ,且必須由另一位工程師細心地校核其工作 。匹配好之,即可澆筑新梁段了,次日清晨測量員對新梁段標出中心線并記錄其螺桿標。此外,在移走老梁段之前要對其中心線及螺桿標高進行核對,以查明老梁段在新澆梁段期間是否走動。常因軌道下沉,振搗混凝土或安裝模板引起它改變位置 。精度要求 :常規模板安裝精度為3 mm 的相對誤差 ,如為預制梁段 ,則因在同一跨內有許多梁段,為了獲得要求的3mm 安裝精度,對于任一節段梁 12、,其精度必然相應提高。例如,在一個伸臂中有10個梁段,則臺座內精度應達到3 mm的1/10,即0.3 mm。對梁段的標高和偏距直接讀到0 .3 mm 是常規測量 儀器及量具的極限。不過,某些儀器改良裝置甚至可以讀到0 .01 mm 的精度級別。由于精度取決于前后一致性,所以,重要的是由同一測量人員在每天的同一時間在拆模前對新、老梁段作關鍵的“澆筑時”觀測。通常,這是每天早晨工人到來之前,氣溫最穩定時刻要做的第一件事 。應該注意, 澆筑后即行觀測的數據最重要,以后,梁段可能有移動 。4.2控制測量觀測塔布置，觀測塔分為觀測平臺和后視臺座，我們設計的是通用的。上面設有強制對中標。圖6 測量平面布置13、圖 儀器配置。全站儀 : TC2003或TC1800(萊卡生產); 標稱精度:1+1ppm, 測角0.5。電子水準儀: DNA03(萊卡生產) ;配銦鋼條碼尺 ,最小讀數0 .01 mm,1km往返差0.3mm。測量方法。支距,用裝有中心針點的金屬尺從臺座中心線量起 ,針點對準預埋件的刻痕 ,尺上裝有水泡,以便尺持水平,尺須與中線成直角。標高 , 螺桿標高讀數是用一臺設于固定架上的精密水準儀在一裝有刻度為至少1.5 mm 的尺的踏尺上讀得的。為了保證每次讀數都在同一位置讀尺,踏尺下要裝一個中心針座,以便插入螺桿上的沖孔。長度測量,用鋼尺。最好量相鄰預埋件中心標記間距離,同時 還要量標高螺桿。讀14、數至少估計到0.6 mm。水準螺桿橫向支距自中線預埋件量起。最好在端模板上準確標出水準螺桿支距,以便使所有螺桿埋設位置 相同。要用遠處的水準點定期對臺座中心線及端模標高進行檢查,以防由設備漂移產生不良誤差。所有的控制預埋件都在匹配梁段作為澆筑梁段時砼凝結前安放在梁段頂板上。它們由鍍鋅十字頭螺栓和U型圓鋼組成。這些預埋件必須盡量設置在所規定的位置。但是它們的位置不需要絕對的正確，因為它們只是用作相對位置的參考。數據處理。觀測值的處理可用數值分析及繪圖法。該工程使用計算機專業軟件進行計算,把測量所得數據輸入計算機,即可用空間坐標精確計算出幾何位置并定出其空間曲線,同時計算出下一節段的線形控制數據。15、計算新澆梁段作為匹配梁段時的位置，需測量（新澆梁段混凝土凝固后移動前測量）的數據包括：固定端模和U型圓鋼之間的X方向距離固定端模和鍍鋅十字頭螺栓之間的X方向距離端模中線和預制單元中線之間的Y方向距離（須保持零）端模中線和U型圓鋼之間的Y方向距離端模中線和鍍鋅十字頭螺栓之間的Y方向距離測量控制點標高測量鍍鋅十字頭螺栓標高新澆梁段左右邊長度在這此數據輸入程序后，程序自動對梁段所達到的精度進行驗證判斷，如能達到要求，程序則顯示通過，對超出精度要求的，程序則要求重新調整定位，對符合精度要求，但偏差值較大的，程序則會以紅色數字警示，以使在下個梁段時進行更正調整。4.3匹配梁段定位固定端模：首先在預制臺座16、的中線上確定出端模模面線和其交點，然后在該點架設儀器，用全站儀下倒鏡法精確放樣出固定端模的模面控制線，以此為基準用經緯儀控制固定端模安放到位，用水準儀測量模板靠近腹板處的兩控制點檢查模板上緣，使固定端模安裝精度滿足要求。底模須水平安置并與固定端模下緣良好閉合。底模中心軸線須在水平及豎向與固定端模模面成90。對外側模翼緣上拐角的標高進行檢查，用可調支架來調整拐角的精確位置，使拼裝后外側模的空間位置與目標空間位置相符。匹配梁段初步定位：匹配梁段的初步定位主要是通過卷揚機和底模臺車來完成的。定位時，啟動卷揚機，通過設置于地牛上的導向滑車和設置于底模臺座端面上的動滑車牽引底模臺車作縱向較長距離的移動，17、使梁段行至待處的大致位置。此時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的。匹配梁段精確定位：匹配梁段的精確定位主是通過測量儀器觀察梁段頂面上的6個控制點，并通過手拉葫蘆和底模臺車上的8個油壓千斤頂進行調整來實現的。手拉葫蘆主要是精確控制其縱向距離的微調，8個油壓千斤頂主要是精確調整梁段標高和軸線偏角。整個調整過程由專人統一指揮，每一步調整操作均要求緩慢、細致。在梁段精確定位后，測量人員對梁段的控制點進行兩組獨立的測量，并取平均值。測量數據按專業軟件中的表格填寫，測量數據經經監理工程師檢查復核后，將測量數據的平均值輸入到專業軟件程序中，電腦自動算出匹配梁段（新澆梁段）18、的位置。相比較而言，公路節段拼裝梁要比鐵路節段拼裝梁預制要復雜一些，公路的超高設在梁上，鐵路梁不考慮超高，鐵路超高設在道砟和無砟軌道底座板上。4.4系統誤差分析系統誤差分析比較復雜，現在一般軟件完全自動給計算出來了。以后再講述。5其他分項5.1鋼筋工程鋼筋工程與普通預制梁沒有什么區別，需要注意波紋管定位波紋管堵頭，還有鋼筋要伸入剪力鍵內部。波紋管用雙“U”形定位鋼筋固定（定位筋間距直線段為80cm，曲線段及底板束為30cm）。在固定端模上用硬質橡膠錐形堵頭定位，固定時需將固定螺栓擰緊，使堵頭端面與固定端模間無縫隙。匹配面處則用PP-R管將待澆梁段波紋管與相應位置匹配梁波紋管“連接”，并設“U”19、卡固定，防止波紋管端部在砼澆筑過程中移位和砂漿進入管道，同時避免了拆模時匹配面處波紋管口的混凝土缺損。頂板及腹板橫向懸拼束錨墊板通過錨槽盒用螺栓直接固定在固定端模上，錨槽盒與固定端模間設止漿條，并擰緊螺栓防止漏漿。5.2模板工程注意脫模劑的選擇和使用方法。其它與普通預制梁沒有什么區別。5.3混凝土工程注意隔離劑涂刷。其它與普通預制梁沒有什么區別。6箱梁吊運及堆存箱梁修整完成后及時吊運至堆存臺座上按順序堆放。箱梁吊運由輪胎式提梁機完成，吊具為自行設計加工的可以水平垂直旋轉鋼箱梁結構，吊點為預留吊孔，吊桿用4根36mm精軋螺紋鋼筋。起吊時在箱梁頂板底部和吊具下方墊特制的調平墊塊（楔形塊），用特制扳手將精軋螺紋鋼筋的螺帽擰緊，保證吊桿均勻受力并保護箱梁起吊時不受損壞。預制箱梁采用四點支承堆放，為防止存放期內墊木褪色污染箱梁，墊木用厚型塑料薄膜包裹，也可以用公路橋梁的板式橡膠支座。箱梁堆放層數經計算確定為2層，上下層支墊位置必須對齊。堆存期內定期對堆存臺座沉降、墊木壓縮情況進行觀測，避免堆存期內箱梁損壞。