淺談節(jié)段箱梁預(yù)制施工工藝

王 英，麥繼婷，林聯(lián)泉

(西南交通大學(xué)土木學(xué)院，四川成都610031)

隨著節(jié)段拼裝技術(shù)的發(fā)展和成熟，在我國城市橋梁建設(shè)施工中逐步被應(yīng)用。而采用預(yù)制箱梁節(jié)段拼裝技術(shù)施工時(shí)，預(yù)制節(jié)段是控制施工質(zhì)量和制約工期的重要因素。故尋求經(jīng)濟(jì)、高效的預(yù)制施工方案以提高橋梁的施工質(zhì)量和縮短工期，并有效地降低成本，成為橋梁工程建設(shè)施工不能回避的問題。因此對(duì)節(jié)段箱梁預(yù)制施工工藝進(jìn)行研究和總結(jié)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際工程意義。本文以廈門BRT(快速公交系統(tǒng))工程為例對(duì)預(yù)制節(jié)段箱梁的施工方法進(jìn)行了分析和比較。

1 箱梁預(yù)制施工工藝

1.1 箱梁長線預(yù)制施工工藝

長線法匹配預(yù)制就是在預(yù)制廠或施工現(xiàn)場(chǎng)，按照橋梁底緣曲線制作一個(gè)固定臺(tái)座，預(yù)制臺(tái)座底模長度為半跨至整垮梁長，將整垮主梁分成若干段，在按設(shè)計(jì)線形做成的臺(tái)座上一塊接著一塊的匹配澆筑節(jié)段，使兩塊間形成自然匹配面，直至完成半跨至整垮主梁的方法[1]。節(jié)段塊混凝土澆筑完成后，通常放置于制梁臺(tái)座上，直至完成半跨節(jié)段梁的混凝土澆筑，且線形經(jīng)檢驗(yàn)合格后，再逐一吊至存梁區(qū)堆置。長線匹配預(yù)制施工工藝如圖1所示。

1.2 箱梁短線預(yù)制施工工藝

短線法匹配預(yù)制是指預(yù)制臺(tái)座的底模長度為一個(gè)節(jié)段的長度，每個(gè)節(jié)段的澆筑都是在同一個(gè)模板內(nèi)進(jìn)行，一端為一個(gè)固定的鋼模板作為端模，另一端利用預(yù)制完成的前一節(jié)段作為后一節(jié)段的端模，逐段進(jìn)行預(yù)制的方法。澆筑模板及設(shè)備基本不需要移動(dòng)，可調(diào)的底模和側(cè)模便于平曲線和豎曲線梁段的預(yù)制。節(jié)段的幾何線形是以已完成相鄰節(jié)段為標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)相關(guān)測(cè)量結(jié)果及結(jié)構(gòu)相對(duì)拱度計(jì)算值進(jìn)行節(jié)段匹配預(yù)制。當(dāng)節(jié)段塊混凝土已達(dá)到拆模強(qiáng)度時(shí)，其匹配節(jié)段可吊運(yùn)至存梁區(qū)存放，留下剛澆筑完成的節(jié)段塊作為下一塊節(jié)段施工的匹配節(jié)段。這種方法適合節(jié)段的工廠化生產(chǎn)預(yù)制，設(shè)備可周轉(zhuǎn)使用，臺(tái)座僅需要三個(gè)梁段長，但是幾何線形控制僅存在于澆筑節(jié)段與相鄰匹配節(jié)段之間，因此節(jié)段塊測(cè)量控制精度要求較長線匹配預(yù)制高。短線匹配預(yù)制施工工藝見圖2。

1.3 長線法和短線法比較

圖1 長線法匹配預(yù)制示意

圖2 短線法匹配預(yù)制示意

長線法匹配預(yù)制與短線法匹配預(yù)制都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，其施工方法的比較見表1。

從表1中可以看出:采用長線法制梁，成橋后梁體線形較好，長線臺(tái)座使梁段存儲(chǔ)有較大余地;但是占地較大，地基要求堅(jiān)實(shí)，混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)分散。短線法預(yù)制場(chǎng)地要求小，模板及設(shè)備基本不需移動(dòng)，可調(diào)的底、側(cè)模便于梁段的預(yù)制;但要求的精度高、施工嚴(yán)、周轉(zhuǎn)不便、工期較長。

表1 長線法和短線法預(yù)制的比較

1.4 箱梁預(yù)制施工新工藝

1.4.1 長短線法匹配預(yù)制

長短線法匹配預(yù)制是在通過分析長線法和短線法匹配預(yù)制工藝各自優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，克服單獨(dú)采用長線法施工時(shí)節(jié)段預(yù)制時(shí)模板調(diào)整困難、預(yù)制速度較慢和場(chǎng)地占地面積大，模板一次性投入大等缺點(diǎn)和單獨(dú)采用短線法施工時(shí)預(yù)制精度要求高，需用專用計(jì)算程序控制線形和誤差等缺點(diǎn)的新工藝。

長短線法匹配預(yù)制的工藝原理是:在預(yù)制廠內(nèi)按照橋梁的跨徑組合要求設(shè)置若干梁段預(yù)制長、短線臺(tái)座，將箱梁分成若干短節(jié)段，每跨箱梁的墩頂節(jié)段即首末段在短線臺(tái)座上預(yù)制，其他中間節(jié)段箱梁在長線臺(tái)座上依次逐段預(yù)制的施工工藝。

1.4.2 長短線法匹配預(yù)制施工工藝流程

按某跨箱梁線形要求調(diào)整好臺(tái)座底模，短線臺(tái)座模板調(diào)整拼裝好后，在短線臺(tái)座上預(yù)制某跨箱梁首節(jié)段塊體，待首節(jié)段澆筑塊達(dá)一定強(qiáng)度后將該節(jié)段塊體吊入相應(yīng)的長線臺(tái)座作為該跨起始的匹配梁段。長線臺(tái)座上預(yù)制梁段時(shí)，待澆下一節(jié)段前端設(shè)固定端模，另一端則為已經(jīng)澆筑好的前一梁段前端面，以該兩端的相對(duì)位置來控制梁體的線形變化，以形成匹配接縫來確保相鄰節(jié)段塊體拼裝精度，如此依次逐段預(yù)制直至循環(huán)到該跨箱梁的末端塊體的相鄰節(jié)段即倒數(shù)第二塊節(jié)段，滿足吊運(yùn)要求后，將該倒數(shù)第二節(jié)梁段吊入短線臺(tái)座匹配預(yù)制末端塊，至此，整個(gè)梁體預(yù)制完成。如此周而復(fù)始，按跨按聯(lián)完成整橋梁段的預(yù)制工作。長短線法匹配預(yù)制施工工藝流程見圖3。

2 社會(huì)效益

由于廈門BRT項(xiàng)目采用了長短線法匹配預(yù)制節(jié)段箱梁的施工工藝，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，所以該項(xiàng)目施工速度快、工程質(zhì)量好、建設(shè)周期較短、投資相對(duì)較少。且鑒于該項(xiàng)目在現(xiàn)場(chǎng)無須模板支架、無須大量現(xiàn)澆混凝土，因而具有無粉塵、無噪音、綠色環(huán)保、對(duì)城市的交通和周邊環(huán)境的影響小、橋型優(yōu)美等特點(diǎn)，故BRT被形象地稱為“地面上的地鐵”，受到政府和建設(shè)單位的表揚(yáng)及廣大市民的好評(píng)，同時(shí)也為廈門的城市建設(shè)提供了很好的經(jīng)驗(yàn)。

圖3 長短線法匹配預(yù)制施工工藝流程

3 經(jīng)濟(jì)效益

單獨(dú)采用長線法或短線法施工工藝預(yù)制節(jié)段箱梁時(shí)，每套模板生產(chǎn)一個(gè)節(jié)段平均天數(shù)分別為4 d和2 d[2]，而采用長短線結(jié)合法施工工藝預(yù)制節(jié)段箱梁時(shí)，每套模板生產(chǎn)一個(gè)節(jié)段平均天數(shù)為1.5 d。以廈門BRT工程的QG標(biāo)段為例，共計(jì)有1040個(gè)節(jié)段。長短線結(jié)合法預(yù)制工藝較之長線法預(yù)制工藝，工期效益和場(chǎng)地費(fèi)用可節(jié)約成本104萬元，模板及臨時(shí)設(shè)施可節(jié)約成本120萬元，合計(jì)節(jié)約成本224萬元，平均每個(gè)節(jié)段箱梁節(jié)約2154元。長短線結(jié)合法預(yù)制工藝較之短線法預(yù)制工藝，則可節(jié)約成本360萬元，平均每個(gè)節(jié)段節(jié)約 3462 元[3]。

4 結(jié)論

通過對(duì)比分析節(jié)段箱梁預(yù)制的長線法和短線法的優(yōu)缺點(diǎn)，可以看出，采用長短線結(jié)合法匹配預(yù)制箱梁是一種可以很好結(jié)合兩種方法優(yōu)點(diǎn)的新工藝，這種新工藝對(duì)于提高橋梁的施工質(zhì)量、縮短工期和降低建設(shè)成本是非常有利的，并有很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，必將在我國今后的橋梁建設(shè)中擁有廣闊的前景。

[1]CJJ/T 111－2006預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)制節(jié)段逐跨拼裝施工技術(shù)規(guī)程[S]

[2]錢建漳，周一橋.采用長線法和短線臺(tái)座法預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁節(jié)段的比較[J].公路交通技術(shù)，2003(5)

[3]中交三航局.廈門BRT預(yù)制節(jié)段拼裝箱梁施工綜合技術(shù)研究報(bào)告[R]