城市軌道交通節(jié)段拼裝橋梁施工及控制技術(shù)研究

（西安市軌道交通集團(tuán)有限公司，陜西西安 710000）

1.城市軌道交通高架橋預(yù)制節(jié)段拼裝概述

通常所說(shuō)的城市軌道交通包含了地鐵或者輕軌，在城市中心或者城市的發(fā)展區(qū)來(lái)修建城市軌道交通，不僅對(duì)工程質(zhì)量嚴(yán)要求、高標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于地上線高架區(qū)間，還要求梁體造型優(yōu)美，建設(shè)過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境影響小。因此，軌道交通高架橋項(xiàng)目的技術(shù)要求比較高，在這種情況下，節(jié)段預(yù)制拼裝施工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。節(jié)段預(yù)制拼裝工技術(shù)是根據(jù)項(xiàng)目施工方拼裝工具以及運(yùn)輸車輛的運(yùn)力，在項(xiàng)目附近或者廠房進(jìn)行具體制作,根據(jù)既定設(shè)計(jì)要求完成生產(chǎn)后,運(yùn)用交通工具將預(yù)制節(jié)段運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。

2.節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁發(fā)展概述

橋梁節(jié)段預(yù)制拼裝工法最早出現(xiàn)在德國(guó)等一些歐洲國(guó)家，當(dāng)時(shí)為了快速重建二戰(zhàn)中被損毀的橋梁，創(chuàng)新產(chǎn)出一批全新的橋梁施工工法，節(jié)段預(yù)制拼裝便是其中之一。我國(guó)使用節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)始于近些年，運(yùn)用初期經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究，然而效果并不是十分理想，主要原因是節(jié)段預(yù)制拼裝對(duì)工程機(jī)械精度要求較高，對(duì)項(xiàng)目施工技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)管理等要求也較高，此外，考慮現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)實(shí)際因素，該技術(shù)并沒(méi)有得到推廣。隨著我國(guó)城市軌道交通項(xiàng)目的不斷地發(fā)展，施工技術(shù)及相關(guān)條件的不斷完善，該技術(shù)在我國(guó)逐漸得到了運(yùn)用。

3.城市軌道交通橋梁特點(diǎn)

鑒于目前我國(guó)城市的發(fā)展速度與態(tài)勢(shì)，軌道交通已然是城市發(fā)展中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，是市民公共交通出行的不二選擇。高橋線路是城市軌道交通建設(shè)的選擇之一，相比于傳統(tǒng)的地下交通線路，高架線路在工程造價(jià)和施工工期方面獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，使得高架線路方式在現(xiàn)實(shí)中得到大力發(fā)展。在施工工法方面，城市軌道橋梁具有整體寬度小、活荷載離散性小等優(yōu)勢(shì)，有利用實(shí)現(xiàn)預(yù)制節(jié)段拼裝。此外，預(yù)制節(jié)段拼裝橋梁綠色、便捷、節(jié)能、高效，可適用于城市軌道交通建設(shè)[1]。

4.節(jié)段拼裝工法適用條件與優(yōu)點(diǎn)

4.1 適用條件

節(jié)段預(yù)制拼裝適用范圍十分廣泛，只需滿足2點(diǎn)基本都可以運(yùn)用此技術(shù)：（1）橋梁跨經(jīng)應(yīng)該在20m～180m，其經(jīng)濟(jì)跨徑為30m～45m；（2）橋梁長(zhǎng)度至少在500m以上，經(jīng)濟(jì)橋長(zhǎng)至少3000m以上。

4.2 優(yōu)點(diǎn)

（1）施工靈活性。采用分節(jié)段工廠預(yù)制，化整為零，將一片梁分解若干節(jié)段，降低梁體運(yùn)輸質(zhì)量，適應(yīng)長(zhǎng)距離運(yùn)輸要求。相比于整孔預(yù)制來(lái)說(shuō)，節(jié)段預(yù)制模板小，通過(guò)提高利用效率，可降低工程投資占比。（2）質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。節(jié)段梁的生產(chǎn)加工都是在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可最大程度避免在生產(chǎn)過(guò)程中由于不良天氣等外界因素對(duì)建設(shè)工期的影響。同時(shí)，在生產(chǎn)加工的過(guò)程中，一般采用自動(dòng)化的生產(chǎn)，生產(chǎn)效率大幅度提升，產(chǎn)品質(zhì)量也能得到相應(yīng)保障，在減少施工的誤差的同時(shí)，降低施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)。（3）安全和適用性優(yōu)勢(shì)。相較傳統(tǒng)的現(xiàn)澆梁施工時(shí)高人力、高勞動(dòng)強(qiáng)度、高風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)管理難度大，工程質(zhì)量難以控制等問(wèn)題，架橋機(jī)作業(yè)因其較高的安全性、較強(qiáng)的適用性等具有明顯優(yōu)勢(shì)。架橋機(jī)自動(dòng)化作業(yè)，極大減少現(xiàn)場(chǎng)施工人員數(shù)量，同時(shí)，避免了傳統(tǒng)模式下模板支撐拆裝而帶來(lái)的施工風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于一些項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地有限的情況，節(jié)段預(yù)制拼裝通過(guò)在已有成橋上行走來(lái)運(yùn)送材料，大大提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，可顯著降低因?yàn)槭┕?duì)城市運(yùn)行的影響。（4）經(jīng)濟(jì)跨距較大。若項(xiàng)目施工時(shí)采用的是連續(xù)鋼梁，其經(jīng)濟(jì)跨經(jīng)有可能達(dá)到兩百米或者更高。運(yùn)用該工法，即使使用其他的簡(jiǎn)支梁，也比其他工法更具優(yōu)勢(shì)。（5）選型及幾何形狀的限制較小。鑒于預(yù)制節(jié)段模板設(shè)計(jì)的可控性較高，可以滿足多數(shù)的工程需要。對(duì)于一些具有特殊要求的工程，可以利用該工法，制造出滿足設(shè)計(jì)要求的幾何圖形。（6）工期優(yōu)勢(shì)。目前，項(xiàng)目建設(shè)對(duì)于工期有著嚴(yán)格的要求，所以施工方總是想盡各種辦法來(lái)提高工程進(jìn)度，那么節(jié)段拼裝可以很好地達(dá)到節(jié)省工期的效果。在進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)作業(yè)的同時(shí)，可在工廠內(nèi)制作上部結(jié)構(gòu)預(yù)制節(jié)段，二者同步開(kāi)展建設(shè)，在保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的同時(shí)還能節(jié)省工期。（7）預(yù)力混凝土的干縮徐變較小?；炷料淞涸诠S預(yù)制的過(guò)程中，具有良好的養(yǎng)生條件，其強(qiáng)度和彈性模量增長(zhǎng)較快，在運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，其收縮徐變已完成約95%，現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中能夠有效的控制梁體成橋線形及梁體施工質(zhì)量。（8）使城市橋梁設(shè)計(jì)具有更大的靈活性。在城市建設(shè)項(xiàng)目中，考慮既有建筑物、地下管網(wǎng)以及其他因素的影響，設(shè)計(jì)空間冗余度較小。同一條軌道交通線路，考慮到其跨徑的調(diào)整，彎曲半徑的變化，可以使用同一套模具加工出需要的不同種類的梁[2]。

5.箱梁短線澆筑預(yù)制方法

5.1 短線匹配預(yù)制法

在使用該工法時(shí)，因?yàn)闄C(jī)具和空間的限制，在場(chǎng)地布局時(shí)要特別注意預(yù)留足夠的作業(yè)空間，保證進(jìn)行動(dòng)態(tài)作業(yè)。作業(yè)時(shí)要根據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)段預(yù)制，完成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段預(yù)制以后才能進(jìn)行次一節(jié)段的制作，這樣的操作可以避免設(shè)計(jì)理論值和實(shí)際產(chǎn)生的誤差，同時(shí)也可以保證后續(xù)的拼裝順利完成[3]。

5.2 主要施工過(guò)程

（1）節(jié)段預(yù)制順序。在進(jìn)行簡(jiǎn)支梁預(yù)制時(shí)一般是從第二節(jié)段或者是第四節(jié)段開(kāi)始，因?yàn)檫@樣可以同時(shí)完成兩個(gè)方向的預(yù)制，可以提高預(yù)制速度，縮短工程建設(shè)周期。同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段預(yù)制完成以后再進(jìn)行最后兩端的預(yù)制。

（2）節(jié)段梁鋼筋加工、施工方案。1）鋼筋加工。鋼筋是工程項(xiàng)目的重要原材料，在鋼筋進(jìn)場(chǎng)前必須要做好檢驗(yàn)工作確保鋼筋質(zhì)量符合施工要求。同時(shí)，為防止鋼筋生銹，在鋼筋進(jìn)場(chǎng)前設(shè)置鋼筋加工區(qū)對(duì)鋼筋進(jìn)行擺放和除銹作業(yè)，可避免因?yàn)榉胖脮r(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致鋼筋生銹，同時(shí)按照不同的設(shè)計(jì)要求，來(lái)對(duì)鋼筋進(jìn)行精確下料和加工制作，減少誤差。2）鋼筋安裝。要在鋼筋臺(tái)座上把需要的鋼筋綁扎成型，對(duì)于成型的鋼筋要進(jìn)行檢測(cè)，合格以后利用機(jī)械將整段的梁鋼筋吊裝到位，應(yīng)采用專業(yè)的吊具，在吊裝過(guò)程中間要輕起輕落，避免在吊裝過(guò)程中發(fā)生碰撞從而導(dǎo)致變形。

（3）混凝土澆筑?；炷翝仓ぷ鲗?duì)于整個(gè)項(xiàng)目施工非常重要，在混凝土澆筑之前，應(yīng)組織相關(guān)的技術(shù)人員，對(duì)于設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行再一次的熟悉，對(duì)于澆筑的程序和技術(shù)細(xì)節(jié)要再一次的完善。同時(shí)，要對(duì)模板進(jìn)行澆水濕潤(rùn)，對(duì)于作業(yè)周邊的環(huán)境進(jìn)行清掃，對(duì)于雜物進(jìn)行清除。如果在檢查的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，就要立即停止作業(yè)，等排除了隱患以后才能再次作業(yè)，保證施工質(zhì)量。此外，節(jié)段箱梁混凝土應(yīng)采用高強(qiáng)水泥，其骨料需滿足配合比要求，選用達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)行制作。在混凝土的拌制過(guò)程中要充分考慮到強(qiáng)度、坍落度等因素的影響，通過(guò)試驗(yàn)確定。拌制前均需計(jì)算實(shí)際用量，嚴(yán)格把控配比，后進(jìn)行拌和。同時(shí)，要將每次的數(shù)據(jù)都進(jìn)行記錄，拌制過(guò)程中，要對(duì)所使用的各種工具進(jìn)行檢查，確保每項(xiàng)工作都符合項(xiàng)目的要求，拌制完成后應(yīng)立即澆筑混凝土[4]。需要注意的是，節(jié)段箱梁混凝土澆筑時(shí)應(yīng)按照從中間開(kāi)始，向左右分層按照順序澆筑，同時(shí)澆筑時(shí)要盡量使混凝土澆筑均勻?；炷练謱訚仓坏茫?00mm?；炷琳駬v的時(shí)候不能發(fā)生泄漏，振搗棒在工作的時(shí)候要注意操作，盡可能的避免鋼筋的碰撞，同時(shí)要盡可能的增長(zhǎng)振搗的時(shí)間，增加混凝土的密實(shí)度，這樣可以有效地避免混凝土發(fā)生徐變。

6.結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化步伐的不斷加快，加快布局建設(shè)城市軌道交通線網(wǎng)是滿足城市發(fā)展的需要。在確保工程質(zhì)量的前提下，強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)，是新時(shí)代工程建設(shè)的基本要求。因此，推行綠色、高效的設(shè)計(jì)方案勢(shì)在必行，相比其他橋梁施工技術(shù)，節(jié)段拼裝橋梁施工因其特有建設(shè)屬性，具有廣闊的發(fā)展空間。