节段预制拼装技术

1.1节段预制施工方法

节段预制施工方法，分为长线法与短线法。

1.1.1长线法

长线法就是按照设计的制梁线型，将整跨所有的块件在足够长度的预制台座上一块接着一块的匹配预制，使两块间形成自然匹配面

优点：

①容易放样和控制，可以多点同时匹配预制，加快施工进度；

②脱模后，不必立即把梁段转运到存放地，底模利用率较低；

③偏差不会累积。

缺点：

①占地面积大；浇筑、养生等设备是移动式的；

②台座必须建筑在坚固的基础上面；

③弯桥还需形成所需曲度；

④台座无法重复利用于其他项目。

1.1.2短线法

短线法是一侧采用固定端模，另一侧利用已浇筑成的相邻节段作为匹配端模（也可采用两侧均设置端模）来进行控制实现预制的节段预制方法。

优点：

①占地面积较小；

②流水线作业，施工速度快；

③模板利用率较高；

④可适用于平曲线、坚曲线桥型。

缺点：

①对仪器要求很严格（要求匹配段必须非常精确的放置，因而需要精密的测量仪器设备）；

②需要较高的镶合梁段的调整精度，精确的测量和控制方法。

查阅相关资料得知，最近十几年内国内外几乎全部采用是短线法预制。

1.2短线法施工控制

节段预制拼装技术线形控制贯穿桥梁建造的整个过程, 也是节段预制拼装法建造桥梁关键技术之一, 包括了设计理论线形、节段预制线形、节段拼装线形、张拉成桥后线形控制技术等内容。

在建造过程中，主要以节段预制线形控制和节段拼装线形控制为主：节段预制线形控制主要是对节段梁的几何断面进行控制，主要包括节段梁轴线、垂向、水平控制，宜采集三维坐标值，并计算和换算成该测点对应的安装阶段的线型坐标值；节段拼装线形控制，应考虑节段拼装装备变形、预应力分期施加、二期恒载施加、混凝土收缩徐变效应等因素综合设置，结合桥梁的平、竖曲线及预拱度设计参数，根据浇筑节段预埋测点进行，应特别注意对首节段的精确控制。

短线法节段预制采用几何控制法进行，几何控制法主要是利用节段几何尺寸的改变所产生的转角效应，以达到竖向或水平线形调整的目的。如下图所示，即当跨径内节段顶板纵向长度大于底板长度，在节段拼装完成后，梁体线形将向上弯曲，反之向下；同理，当跨径内节段左侧长度大于右侧时，在节段拼装完成后，桥梁水平线形将向左弯曲，反之向右。短线法节段预制利用这一原理对浇注节段与匹配节段的相对几何形状进行控制，在节段啮合预制初始，施工人员在浇筑节段上设置观测点。在节段预制及吊装前，定期量测、记录并统计节段顶、底板监控点位的断面尺寸，控制顶、底板长度，测量左右两断面监控点间的腹板纵向长度，并通过几何线形施工控制分析程序，预测拼装线形的发展趋势，然后再将此资料反馈到拼装施工，以使成桥几何线形达到设计要求。

施工控制中应制定包含节段预制及架设全过程在内的完整的测量控制方案。宜采用基于计算机预告体系的软件技术，用于控制匹配浇筑节段的几何尺寸、轴线位置，以及拼装成桥的线形进度。建立精密的导线控制网和水准控制网，并设置测量塔、标靶和固定水准点。所有测量点应远离热源和振动源，并配备备用的测量控制点。拼接过程中，应逐块控制、复核节段梁的轴线和高程，并按设计线形及时调整。

施工监控就是在施工过程中达到如下目标：（1）确保桥梁结构施工的安全；（2）使成桥后结构线形与设计线形接近。

1.3施工控制的必要性

20世纪70年代起，我国的体内预应力混凝土桥梁开始采用预制节段拼装施工工艺。由于节段拼装后桥梁线形偏差较大、体内预应力筋防腐处理不理想，20世纪80年代后这一工艺基本被现浇节段施工工艺所替代。

节段预制拼装桥梁，采用分节段预制、移动、架桥机拼装等工序施工。整跨桥的架设成桥需要经历一个较长而又复杂的施工过程，各施工阶段互相影响，此种影响在各阶段又有差异。因此，每一节段箱梁的三维尺寸控制非常重要，否则在现场拼装时就可能出现拼装后的成桥线型与设计不符或相邻桥跨根本不能接合的重大错误，影响梁体质量。同时，因设计参数误差、施工误差、测量误差、结构分析模型误差等种种原因和湿度、温度、时间等因素的影响，将导致施工过程中桥梁的实际状态（线形、内力）与理想目标存在一定的偏差，这些偏差积累到一定程度如不及时加以识别和调整，成桥后的结构安全状态难以保证。为了确保成桥后梁体线形与设计相符，在梁体拼装施工过程中必须通过有效的施工控制及时调整以便做好线形控制。

鉴于短线法节段预制拼装的技术特点，预制场内节段三维线形必须采取严格控制，控制技术不仅要根据节段划分及设计线形提供理论制造坐标，而且要对制造过程中的误差（模板施工、测量定位等因素引起）进行实时调整，进行动态控制。

短线法节段预制施工控制贯穿制造和架设的全过程，是工程实施重要的一环。国内外类似工程均设置了独立的施工控制单位为业主及施工单位提供技术支持。

因此，在施工过程中进行施工控制确保施工顺利有序进行是非常有必要的。