预应力混凝土箱梁节段短线法匹配预制关键施工技术王波（中铁二局第四工程有限公司成都 610306）【摘要】:预应力混凝土桥梁预制节段逐跨拼装法已逐步成为城市预应力混凝土桥梁主要施工方法之一。

箱梁节段采用短线法匹配预制为该工法中的一项关键施工技术及工艺。

本文依托东莞地铁2号线工程实例，介绍了短线法节段匹配预制关键技术、施工工艺及质量控制，可为今后类似工程施工提供借鉴。

【关键词】: 箱梁；短线法；节段预制；施工技术1工程实例东莞地铁2号线展～虎区间高架桥采用短线法节段匹配预制25m、30m箱梁108孔/ 1272个节段,节段分为标准段、过渡段、端节段三种类型。

标准段、过渡节段分段长度为2.5m，端节段长度为2.45m，梁顶宽9.2m，底宽4.0m，高1.8m，腹板为斜腹板，其倾斜度为1:3.421，剪力键布置为多键形式，单个节段最大重量53t，最小节段重量30t。

图1标准节段典型面图2 节段预制施工特点（1）节段预制场不同于铁路梁场的规模大和公路梁场的常规，一般设置在城市周边，占地面积较小，场地设置灵活，对环境影响较小。

（2）预制节段梁尺寸短，节省模板投资，运输方便。

（3）自动化生产程度和精度高，能够确保梁体预制质量。

（4）节段预制梁可与桥梁下部施工同步进行，平行作业，大大缩短工期。

（5）节段梁预制的精度、质量，直接影响架梁的速度、线形，成型后的美观，采用三维几何控制软件及六点三维控制，确保节段预制精度。

3施工工艺预应力混凝土箱梁节段短线法匹配预制根据工艺主要分为“起始节段预制”和“标准节段预制”两部分。

3.1预制顺序依据短线法预制原理，将单跨30m跨梁分为12节，通常定义S3节段为起始段，将其作为匹配梁右向预制直至S12节段，再将S3节段旋转180°后作为匹配梁段左向预制至S1节段。

当首跨梁S3节预制完成后，该预制节段梁片可吊至其他台座作为同跨径节段预制匹配段进行其他跨预制，以加快预制进度。

图2 梁段预制顺序示意图3.2模板选型与配置根据短线法节段匹配预制原理、线形控制精度、工程进度要求和模板使用功能、安拆需要，结合梁场生产线布置，模板配置与制梁单元按1：1配置，每套模板按固定端模、底模、外侧模、内模及其滑动支架、底模台车和液压控制系统六个部分配置，并设有相应的装、拆机构。

7个台座（制梁单元）共配置7套全新定型液压钢模板, 将模板分为A类模板和B类模板，5套A 类模板用于预制预制标准、过渡节段，2套B类模板用于预制端节段，配置标准节段内模4套、过渡节段内模2套，端节段内模2套。

表1 预制节段箱梁模板配备表3.3起始节段预制3.3.1液压模板安装（1）模板安装顺序建设底座、预埋钢板→安装固定端模支架→安装固定端模→安装底模台车→安装底模→安装外侧模→安装浮动端模→固定外侧模→固定浮动端模→安装内模→安装端头边模。

（2）模板安装关键点①固定端模始终固定且保持垂直，安装时其上取的三点（两侧标高控制点1、3和中线点2）须调水平和垂直，且点1和点3至测量塔基点距离相等。

②底模须水平和竖向与固定端模模面成90°。

③侧模拼装后接缝处错台≤2mm，模板侧向弯曲≤2mm。

④内模、底模液压系统须“点动”，确保2mm调节精度和减少对其自身的影响。

3.2.2节段钢筋笼制安（1）节段钢筋笼绑扎胎架设计与制作节段钢筋笼制作是节段预制工艺关键工序之一，为满足梁体结构尺寸、钢筋保护层、波纹管定位、预埋件定位、主筋定位、整体吊装等需要，用10#槽钢、10#工字钢、75#角钢构成外框骨架，在底板、腹板75#角钢上按照设计间距@150mm开半圆形槽定位卡，精准定位钢筋，在周围用Φ48mm钢管和5mm花纹钢板设置1m宽操作平台，专用胎架装置提高了钢筋笼制作效率、制作精度图3 钢筋笼绑扎专用胎架示意图（2）节段钢筋笼绑扎、吊装入模节段钢筋笼预先在胎架上绑扎完成后，采用双排槽钢支架结构式吊具吊装，根据钢筋布置在底部1/2处、1/4处、腹板、水沟电缆槽侧墙钢筋等位置通过纵向7条槽钢（底部配7条φ48*3.5mm钢管），每条槽钢横向3个吊钩，形成多吊点（21个）平衡起吊系统，经10t龙门吊整体吊装入模，各吊点均匀受力，保证钢筋笼吊装不变形。

图4 钢筋笼吊装3.2.3内模推进一套标准的内模包括内模顶板、内模上角板、内模侧顶板和内模下角板。

内模系统安装在内模滑动支撑梁上，通过滚轴支撑且引导其在地面轨道上滑动穿过固定端模达到相应位置，由液压系统完成竖直方向伸缩及横向开启、闭合。

3.2.4混凝土浇筑与养护混凝土在预制场采用HZS50型混凝土搅拌站集中拌合，罐车运输至浇筑位置，由10t龙门吊配置1.5m3料斗入模，入模温度5-35℃，按“底部两侧倒角—底板—腹板—顶板”顺序浇筑，分层高度≤30cm。

振捣以插入式振捣器振捣为主，附着式振捣器辅助振捣。

外侧模和底模均配置2台附着式高频振动器（三相380v、转速157HZ、2.2KW），外侧模振动器设置在纵向1.25m，高度距梁底0.5m处，底模振动器设置在纵向1.25m，横向局梁边缘0.45m。

设置每次振捣时间8s；在制梁区采用土工布覆盖洒水养护，存梁区采用自动喷淋养护，养护时间≥14d。

3.4标准节段预制（一个循环）3.4.1几何测量（1）埋设控制测点混凝土凝固前，在梁顶预埋六个测点，中线控制测点由Φ12的U型圆钢制作，端头长100mm，中间长300mm，高程控制点由镀锌十字螺栓制作，螺栓长50mm。

测点离梁端部（顺桥向）为150mm，间距为2350mm。

（2）数据采集先后在砼凝固后和脱模前采集六个测点平面位置和标高，在U型圆钢上刻画中线标志，取平均值输入三维控制软件运行，获取已浇梁段作匹配梁时相对于局部坐标系的相对坐标。

3.4.2脱模脱内模和外侧模时混凝土强度要求达到16Mpa以上，根据同条件试件数据，一般在浇筑完成后10-12h，按内模→移动端模→外侧模顺序依次脱模，使匹配梁与新浇梁分开。

3.4.3荷载转换点动底模台车液压系统操作杆伸展竖向油缸，使新浇梁体荷载由底模支架转移至底模台车，实现第一次荷载转换。

3.4.4新浇梁段移至匹配梁段拆螺杆和底模连接螺丝，收（升）底模支腿约40mm，在底模台车上穿钢丝绳，10t龙门吊通过滑轮牵引底模台车，新浇梁段从灌筑梁段移至匹配梁段位置。

3.4.5吊装底模至待浇段位置采用10t龙门吊将下一节段底模吊装至待浇段位置, 底模高度低过固定端模40mm，底模尾部距端模长度约为：梁长+L1-40mm；根据底模中线和固定端模中线、标高对中和整平，底模包住固定端模和匹配梁，搭接长度15cm。

3.4.6匹配梁定位将新浇梁移至匹配梁段位置后，测量人员将上一节段采集数据输入软件后反馈的本节段六个定位测点控制数据，通过现场局部坐标系放样指挥操作人员利用底模下三维千斤顶反复调节，使匹配梁达到所需三维位置。

匹配梁定位操作步骤如下：（1）匹配梁三维位置调整1）梁体纵向移动：龙门吊牵引底模台车沿轨道运动至离端模一个梁长，5t 千斤顶或手拉葫芦微调，达到所需位置。

2）梁体横向调整与转动a点动油压，使两个水平油缸运动，调节端模和梁段中线的距离。

b点动油压，使两个旋转油缸运动，调节端模和梁段之间的距离。

c点动油压，使四个垂直油缸运动，按几何监控数据调节1-6点标高。

（2）伸匹配梁底模支腿约40mm，点动底模台车液压系统操作杆伸展竖向油缸，使匹配梁荷载从底模台车转移至底模支架，实现第二次荷载转换。

图5 匹配梁定位3.4.7待浇梁底模调整、固定先调节对齐底模中线与端模中线和匹配梁中线，拧四个螺丝，将底部升起，前边贴紧固定端模，后边贴紧匹配梁底；再在小底模处安装螺杆，撑住小底模；最后在顶部左右两侧各安装一根临时拉杆，以抵消水平冲力。

3.4.8关闭外侧模（1）底部对拉杆穿入插销孔，推进中间拉杆，调节底部大螺丝使外模合拢；（2）以端模和匹配梁为基准，调节内、中螺杆，锁紧梁底对拉杆，确保外侧模与匹配梁、端模搭接15cm，与底模、固定端模、匹配梁密贴，拼缝≤2mm。

（3）紧固外侧螺杆，关闭顶部边模，固定端模板上安装波纹管定位环，模板表面涂刷脱模剂，匹配面上涂刷隔离剂，拼缝打玻璃胶。

3.4.9混凝土浇筑与养护将钢筋笼吊装入模后推进内模，进行标准段混凝土浇筑。

标准节段筋笼吊装入模、内模推进及混凝土浇筑工艺同起始节段，不同之处在于起始节段采用浮动端模作为匹配梁，标准节段采用实体梁作为匹配梁。

3.4.10几何测量数据采集此工序与3.4.1相似，区别在于此时需采集12点平面位置和标高点（匹配梁6点、新浇梁6点）。

3.4.11匹配梁段移出和吊离模床用10t龙门吊牵引匹配梁底模台车移出模床，继续养护，待混凝土强度达到30Mpa以上，采用60t龙门吊移至存梁区存放。

根据同条件试件数据，一般在浇筑完成后36h可移梁。

3.4.12新浇梁段移至匹配梁位置用10t龙门吊通过滑轮牵引新浇筑梁段至匹配梁段位置，成为新的匹配梁。

如此反复循环，完成其余节段预制。

3.5节段移运及存放采用双层存梁，存梁兼顾“制、运、架”需要，以跨为单位，横向布置，纵向预留出梁通道，即30m梁每排存梁台座使用6个存梁位（存放12片梁）。

在满足制、架梁的匹配情况下，要尽可能减少移梁次数和移梁运距，确保安全、快速存放和出梁。

4线形控制4.1控制原理线形控制的实质是一个坐标系到另一个坐标系的转换，通过计算匹配梁段(i段)相对于待浇节段（i+1段）的空间坐标位置来保证梁的设计线形。

为确定节段梁的空间位置，实现整体坐标到局部坐标的转换，每节梁顶设置6个控制测点（中间两点控制平面轴线、左右四点控制高程）。

测点平面布置图见图6。

图6梁体预埋测点平面示意图4.2坐标系的建立4.2.1整体坐标系O g-X g Y g Z g坐标系：每节段梁的六点在整体坐标系下的（设计）坐标值。

4.2.2局部坐标系O-XYZ坐标系：固定端模中心为坐标原点，大里程方向X轴，侧向y轴，竖向Z轴。

一个制梁台座由一条固定中线监控，该中线与两端测量塔上设置的强制对中点连线重合，且垂直平分于固定端模。

4.3模板精度控制采用高精度徕卡leica1201全站仪（1.2 mm+2ppm*D）、DSZ2水准仪（往返测标准差 1.5mm）对固定端模进行中线、垂直度、水平度复测检查，复测频率为前5片梁每片复测1次，稳定后1次/月。

固定端模要求水平误差和与中线的垂直度误差≤1mm；底模要求水平和竖向与固定端模模面成90°；外侧模、内模要求闭合良好，接缝≤2mm。

4.4预制几何尺寸控制（1）混凝土凝固前，在新浇梁顶面指定位置预埋控制测点（2个轴线控制点、4个高程控制点）。

（2）先后在混凝土初凝后及脱模前（避免对梁体扰动）采集匹配梁和新浇梁六个测点坐标，并将中线投放在轴线控制点（U型圆钢）上，刻画出梁体中线标志，要求测量精度达到0.5mm。