浅谈桥梁工程中短线法预制节段的施工技术

浅谈桥梁工程中短线法预制节段的施工技术

刘少华1陈柯宇2

中交二航局第二工程有限公司401120

摘要：随着时代的进度和工程环境的变化，近年来预制节段拼装工艺在桥梁施工领域逐渐普及，其用于前场拼装的梁段主要在预制场内通过短线法预制而来，节段预制质量的高低将直接影响后期桥梁拼装的质量。因此，对短线法预制技术在施工中多加重视，是保证后期桥梁拼装工程质量的重要内容。本文主要从节段桥梁构造分析，对短线法预制施工中的各个流程进行论述，以供参考。

关键词：桥梁工程；短线法；预制节段；线性控制

引言

预制节段施工技术是指桥梁结构以多个节段分支实施施工的一种方式。该施工过程主要是将在工厂内制作的预应力构件运输到现场，再施加一定的预应力，然后进行桥梁的开工建设。该技术最早出现在欧洲的一些国家。预制节段主要分为横向分段预制和纵向分段预制。横向分段预制通常包含简支梁、小箱梁以及空心板梁等形式；而纵向分段预制则应用在大跨度桥梁、斜拉桥梁等大型项目建设中。与传统的整体式技术相比，预制节段施工技术的优势体现在：施工简单、节约材料、对环境影响小、施工周期短。

1节段桥构造研究

关于节段构造、接缝材料、预制节段的长度等因素，必须按照施工现场实际情况定，包含设备安装、运输成本等方面。

1.1节段构造

1.1.1箱体构造

单箱单室这一简单的结构形式是预制节段梁中的主要形式，其受力结构非常明确。在设计中要严格按照结构尺寸标准化、模数化的原则，达到模块化、工厂化预制节段施工的目标。一般而言，为了对内模板合理进行配置，会将底板、腹板的厚度做成阶梯变化。而节段接缝处，厚度的变化不能直接设置，要结合受力情况设置，一般受力合理时向厚度大的一侧移动10~15cm。箱梁底部的水平高低，按照腹板高度与桥面横坡适当进行调整，底板厚度与腹板厚度采用渐变形式作为主要形式。

1.1.2接缝

预制节段施工接缝的形式通常分为两种形式：①预制节段间混凝土湿接缝、现浇混凝土接缝、环氧粘结剂接缝；②干接缝。此外，节段接缝位置要设置混凝土剪力键，达到均匀传递剪力的效果。通常，将密齿剪力键设置在腹板位置，而底板、翼板、顶板位置要尽量少设置剪力键，防止对预应力孔道位置带来影响。

1.1.3接缝材料

在接缝材料的选择上，应该按照施工现场实际情况而定，通常主要选择环氧胶作为主要材料。环氧胶抗压强度大，而且受温度的影响较小，任何温度条件下，都不会出现流挂现象，施胶的厚度一般控制在3mm左右，确保拼接过程中施加临时预应力时全断面胶体能够均匀溢出。只有保证接缝材料满足不同等级压力变形条件的需求，预制节段梁接缝施工质量才能得到保证。

1.2节段长度

预制节段梁的主要类型包含合拢节段、标准节段、体外预应力跨中转向节段等。为了满足桥梁设计与施工中的各种标准，可采用多节段有效组合的方法，最大限度满足桥梁不同路径需求。通常情况下，箱梁预制节段长度为2~4m，要按照预制工厂大小以及起吊设备能力对梁段的长度来确定，预应力构造在梁段分段长度中作用非常关键。为了最大限度的发挥起吊设备的能力，要对预制节段的最大重量进行控制，保证梁场和现场拼装设备的起重能力满足要求。例如，施工中选择平衡悬拼技术，由于预应力锚固端墩顶节段在竖向承力构造中自身质量较重，因此，对其中部分构造（如横隔墙）先不进行预制，现场安装到位后，采用二次浇筑工艺施工。

1.3预应力构成

对于跨径在50m以上的节段梁施工中，一般采用体外与体内预应力结合的对称悬拼技术施工。需要注意的两点：①体外预应力施工必须满足桥梁通车后的承载能力需求；②体内预应力要满足悬拼施工受力条件。悬拼施工技术主要用于跨径在30~40m的节段梁施工中，该项施工可选择体内外预应力施工方式，也能采用整体外预应力施工方式。

2.桥梁工程中短线法预制节段施工技术

短线匹配预制过程中，将梁一跨结构纵向分成若干节段，采用同一可调整模板组块浇筑每一个节段的施工方法，浇筑时，其一端为固定端模板，另一端为浇筑完成的节段梁（匹配梁），通过调整匹配梁的空间位置定位下一片待浇梁，由此获得设计要求的平、竖曲线，依次完成每跨箱梁的的预制，总体施工工艺流程见表1所示。

表1短线匹配施工工艺流程

2.1测量塔建立

短线匹配法预制施工中，测量控制对于预制梁质量尤其是预制精度起着决定性的作用。节段预制前应准确设置测量塔。

测量塔每二个为一组，横向分布于两生产线相应预制台座两侧。两测量塔控制点间连线与其所控制的预制台座待浇梁段的中轴线相重合。测量时，以一个塔作为测量塔，另一塔作为目标塔。

测量塔一般采用钢管桩，也可采用PHC桩，桩入土深度满足使用过程中箱梁节段预制线形控制对测量塔的沉降要求，顶面高度要求超过箱梁预制顶面高度1～2m，须根据预制区钢棚架的高度具体确定，防止钢棚架遮挡测量视线。为防止在阳光照射作用下塔身阴阳面存在温差而产生变形，测量塔塔身钢管桩用土工布或其它遮阳材料双层包裹，桩内浇筑混凝土填心以增加塔身刚度。在塔身顶部安装强制对中盘，测量塔与操作平台中间留一定的间隙，为了不相互接触，以免人员行走时，影响测量精度。为能在一般的风雨天气下进行测量作业，除在塔身四周设观察窗以外，其余均设为封闭式。

图1某施工项目测量塔建设实例

2.2模板施工

节段梁短线匹配预制施工，模板配置需根据施工进度的要求及预制场台座布置情况，在确保前场施工进度的情况，尽量达到节约预制成本的目的。

节段梁模板主要由四大部分组成：侧模及支架、底模及台车、内模及滑车、端模及支架。全套模板应采用液压装置实现拆模、支模。

图2某施工项目节段梁模板系统组成实例

模板安装时，首先，先将端模支架与固定端模支架进行连接。在模板安装时，需要对模板的垂直度、模板的水平度及平面位置进行全面调节；使用螺栓对侧模、低模以及内模进行固定；在端模底面以及顶面设置中线控制点，在该过程中，需要保证测量塔和两个控制点之间的测量基线重合；在面板以下的位置需要搭建低模支撑平台，也就是低模台车；使用螺杆将侧模、底模连接起来，在每个预制台座中配套底模与低模台，使用一套台车对预制梁和底模进行匹配运输，另一台主要用于龙门集合预制位置移动。在施工过程中，两台车可以相互代替施工。

其次，底模安装过程中，测量塔与中轴线应完全重合，这样才能充分保证底模面板是水平的；可以使用手拉葫芦或者卷扬机来进行纵向位置调整，这样可以充分保证高度与测量值基本一致；底模固定完成之后，将螺杆支撑位置移动到台座钢板中，然后固定，紧接着才能对固定模进行连接。

图3某施工项目节段梁模板安装实况

2.3钢筋施工

钢筋绑扎应在专门的绑扎台座上进行，以确保高精度，加快施工进度。

钢筋绑扎台座是根据箱梁节段断面尺寸设计并精确放样，型钢焊接成型。设置专门的操作平台及安全防护。按照箱梁钢筋设计间距制作钢筋定位卡槽和端面限位装置，然后安装在台座上，以确保钢筋间距、端部保护层满足设计和规范要求，并且加快钢筋绑扎进度。

图4某施工项目钢筋绑扎台座实况

钢筋绑扎之前，在绑扎台座内，要放样预埋管件及钢筋主筋的位置，钢筋绑扎的顺序是先进行底板钢筋绑扎、在对横隔板、腹板钢筋绑扎，最后对顶板、翼缘板进行钢筋绑扎。钢筋绑扎采用井字形结构，将锚垫板用螺栓固定在端模位置，与波纹管相垂直。将锚垫板和波纹管接头用胶带缠绕包裹，保证浆液不会从该处渗漏。对钢筋骨架进行验收合格以后，通过专门吊具或龙门吊入模。用一台手拉葫芦同时设置在各个吊点，保证钢筋骨架的水平稳定状态，按照实际情况，调整手拉葫芦，完成吊装入模作业。

图5某施工项目钢筋绑吊装实况

2.4混凝土施工

进行混凝土拌制时，应该选择强制式混凝土搅拌站来施工，混凝土拌制时间每盘不能低于2min，将拌制好的混凝土用混凝土运输罐车运送到浇筑点，混凝土运至现场后，由龙门吊吊装入模或者使用泵车浇筑。

混凝土浇筑前，对支架、模板、钢筋、波纹管及其它预埋件进行认真检查，符合设计要求后才可浇筑。模板内的杂物积水和钢筋上的污垢应清理干净。模板如有缝隙，应填塞严密。混凝土浇筑过程中，也必须进行检查观测。

节段梁混凝土浇筑按照“从一端向另一端、左右对称、水平分层”的原则，布料顺序为：①底腹板倒角→②底板→③腹板下部→④腹板上部→⑤顶板。

图6某施工项目节段梁浇筑布料示意图

（1）底腹板倒角浇筑

倒角浇筑高度一般为80cm，先浇筑一侧，然后立即浇筑另外侧，此区域浇筑时混凝土坍落度适当调低。振捣以人工振捣棒为主、附着式振捣器为辅，加强倒角处振捣质量。

（2）底板浇筑

底腹板倒角浇筑完成后及时进行底板补仓浇筑，根据底板厚度采用一次或多次浇筑完成。底板浇筑采用溜槽或者串筒。底板及地齿块浇筑要加强振捣，并用木棒轻击各位置倒角模板，通过声音判断倒角混凝土是否密实。浇筑完成后及时进行收面。

图7底板串筒补仓浇筑

（3）腹板浇筑

腹板应分层浇筑，分层高度30cm。腹板混凝土坍落度适当调低，并且减慢浇筑速度，防止腹板混凝土下沉底口翻浆，浇筑时使用拆入式振捣棒时拆入下层混凝土深度5～10cm，左右腹板对称布料。

（5）顶板浇筑

顶板根据厚度选择一次或多次浇筑完成，振捣时严禁触碰预埋件。浇筑完成后压实抹平，并进行二次收面。

2.5非标节段预制

非标节段是指无法通过标准内模一次完成预制的节段。对于非标节段的挖空位置、横隔墙等无法进行预制的部位，在完成预制后可以进行二次施工方式进行解决。第一次浇筑非标梁段时，预制的顺序按照底板、腹板、顶板、翼缘板来进行，第二次浇筑施工由预制梁安装定位在墩顶以后进行，这种作业方法最大的效果就是有效的降低了吊装的重量。对非标梁段钢纤维转向块进行浇筑的时候，要先转运到堆存台座或修整台座，转向块位置的钢筋施工采用直螺纹接头预留方式进行。例如部分梁段在底板处设置有混凝土齿坎，因此无法安装内模板，这是就可以采用二次浇筑的方法对齿坎进行浇筑施工，钢筋连接方式选择直螺纹套筒方式。

3总结语

综上所述，随着我国桥梁工程建设的不断发展，越来越多的桥梁工程得以兴建。在桥梁工程中，预制梁施工技术费用重要，是整个桥梁工程质量保证的基础，影响着整个桥梁工程的质量，采用短线法预制节段施工技术时，施工单位要对该技术进行规范，在施工中严格按照施工工艺要求，才能保证预制节段的质量，才能确保整个桥梁工程的质量，从而保证我国桥梁事业的可持续发展。

参考文献：

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