短線匹配法預制施工技術及線形控制理論

方  蕾   李煜川

(西南交通大學土木工程學院，四川成都610031)

    所謂短線法就是將連續梁按“T”構形式劃分為若干短節段，考慮混凝土收縮、徐變、預拱度等因素，將成橋整體坐標轉換為預制工廠局部坐標后，在預制臺座內以固定端模為基準，調整已生產相鄰梁段(匹配梁段)的平面位置及標高，在預制臺座的固定模板系統內逐榀匹配、流水預制箱梁節段的一種施工工藝    短線匹配法具有占用場地小、質量、工期、安全易于控制、有利于環保、工廠化流水作業、制梁效率高等優勢，在國外一些發達國家被廣泛應用。由于短線法施工時需用專用計算程序控制線形和誤差，施工難度較大，而且需要高精度儀器進行線形測量，測量技術要求高使得這種施工方法在國內處于起步階段。本文也是基于此目的對預制過程中的線形控制方法作了分析，希望能為短線法在我國的發展提供有用的參考。

1.預制工藝流程和操作要點

    1.1預制工藝流程

    短線匹配法預制節段梁主要工藝流程：(第n節段早期養護結束)→脫去內模和翼緣板側模，并將內模移出→移動第n-1匹配節段到停放區，用龍門吊運至堆放區→移動第n節段至匹配位置→起吊停放區的底模(此時第n-1節段已運走)至澆筑位置并進行調整就位→合上側模，調整定位→將匹配位置的第n節段調整定位→模板表面和匹配節段匹配面涂刷水性脫模劑→安裝第n+1節段鋼筋骨架和預應力束道→移動內模調整定位→第n+1節段混凝土澆筑。

    1.2操作要點

    1.2.1模板安裝

    固定端模：模面須保持豎向垂直并與預制單元中線成90°，其上緣須保持水平。端模標高應以靠近腹板處的兩測量控制點進行檢查。水平誤差和中線垂直度誤差必須控制在1mm之內。底模：對于等高箱梁，底模須水平安置并與固定端模下緣良好閉合。底模中線必須在水平及豎向與固定端模模面成90°。

外側模：要檢查它和固定端模閉合是否良好。

    1.2.2測量塔變形觀測

    利用大橋測量控制點定期對測量塔進行觀測，如發現測量塔有位移或沉降，應立即修正，重新校核固定端模，使其滿足要求。測量塔采用直徑80mm的鋼管打入地下20m，并用滿灌混凝土加外裹土工布的方法保證其穩定。

2.梁段預制時的線形控制

    預制時的線形控制主要通過6個控制點來實現。其中沿梁段中心線的兩個點(FH、BH)是用來控制平面位置的，沿腹板的四個點(FL、FR、BL、BR)是用來控制標高的。測點和預制局部坐標系的布置見圖1。

圖1  梁段控制點以及預制局部坐標布置

    線形控制直接影響到工程的質量，要達到理想的目標，誤差的及時調整是關鍵。

    2.1誤差分析

    在預制的過程中可能存在的誤差有兩種：

    (1)梁長誤差。梁段預制過程中，由于混凝土收縮、徐變等原因，會使梁段中線的實際長度與理論長度不一致。

    (2)偏角誤差。這種誤差又可分兩種情況討論：一種是由于梁段預制成型后，左右兩翼緣實測長度與理論值不一致引起的；另一種是預制過程中匹配梁段位置發生移動引起的。這兩種情況都會導致梁中線產生偏角。

    這些誤差都在澆筑下一梁段的時候考慮。

    2.2線形修正

    以n#塊預制為例說明n+1 #塊線形修正的方法。假設 n#塊預制成型后中線梁長實測值比理論值偏大，并且通過測量發現n-1#塊的位置發生偏移，偏移角為θ，如圖2所示。但在拼裝時，是先拼裝n-1#塊，再拼裝n#塊，因此n-1#塊可看作沒有轉動，而是n#塊轉動了一個角度θ。那么n#塊i端將移動至i′位置，即n+1#塊j端將移動至j′位置，如圖3所示。為了使以后的線形與理論線形接近，n+1 #塊i端應保持原來的位置不變，這時n+1 #塊所處的位置即為修正后的理論位置。也就是說修正n+1 #塊線形時，只需要修正其j端的整體坐標值即可。以此修正后的值進行n+1 #塊預制時，不會對后面梁段的線形產生影響。

    圖2和圖3中表示的都是梁中線兩端點連線，其中實線所示代表理論位置，虛線所示代表實際位置，中心線所示代表n+1 #塊修正后的理論位置。

3.程序設計和應用算例

    利用目前最流行的面向對象程序設計語言visual C#編寫了梁段預制時匹配位置的計算程序，其設計思路與前文敘述的理論一致。

    廈門集美大橋C4合同段中有三段海中道路引橋，上部結構為50m跨徑預應力混凝土連續箱梁，梁段頂寬12.75m，底寬5.084m，高3m，總長2.250m，采用的是節段預制拼裝。

    以廈門集美大橋右幅41#墩為例，將編程計算出的各梁段端點修正后的整體坐標值與理論值進行對比，計算出的值與理論值之差見圖4。

    由表l可以看出，不論平面還是標高誤差都沒有超過0.01m，說明文中所提出的線形控制方法基本可行。

圖4右幅41 #墩各梁段誤差

4.結論

    隨著國內建筑業的發展，橋梁建設的施工技術不斷更新，現代橋梁施工對環保、工期及施工場地將提出更高的要求，使短線臺座法預制混凝土節段梁的施工方法有著極大的推廣前景。本文提出的節段梁預制時的線形控制理論，通過具體實例的計算，證明了該理論基本可行，具有一定的實用性。希望能為施工生產提供有益的參考。

參考文獻

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[3]葛耀君．分段施工橋梁分析與控制[M]．北京：人民交通出版社．2003．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)