淺談節(jié)段箱梁預制施工工藝

王 英，麥繼婷，林聯(lián)泉

(西南交通大學土木學院，四川成都610031)

隨著節(jié)段拼裝技術的發(fā)展和成熟，在我國城市橋梁建設施工中逐步被應用。而采用預制箱梁節(jié)段拼裝技術施工時，預制節(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、高效的預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，成為橋梁工程建設施工不能回避的問題。因此對節(jié)段箱梁預制施工工藝進行研究和總結具有非常重要的應用價值和實際工程意義。本文以廈門BRT(快速公交系統(tǒng))工程為例對預制節(jié)段箱梁的施工方法進行了分析和比較。

1 箱梁預制施工工藝

1.1 箱梁長線預制施工工藝

長線法匹配預制就是在預制廠或施工現(xiàn)場，按照橋梁底緣曲線制作一個固定臺座，預制臺座底模長度為半跨至整垮梁長，將整垮主梁分成若干段，在按設計線形做成的臺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)檢驗合格后，再逐一吊至存梁區(qū)堆置。長線匹配預制施工工藝如圖1所示。

1.2 箱梁短線預制施工工藝

短線法匹配預制是指預制臺座的底模長度為一個節(jié)段的長度，每個節(jié)段的澆筑都是在同一個模板內(nèi)進行，一端為一個固定的鋼模板作為端模，另一端利用預制完成的前一節(jié)段作為后一節(jié)段的端模，逐段進行預制的方法。澆筑模板及設備基本不需要移動，可調(diào)的底模和側模便于平曲線和豎曲線梁段的預制。節(jié)段的幾何線形是以已完成相鄰節(jié)段為標準，依據(jù)相關測量結果及結構相對拱度計算值進行節(jié)段匹配預制。當節(jié)段塊混凝土已達到拆模強度時，其匹配節(jié)段可吊運至存梁區(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)預制，設備可周轉使用，臺座僅需要三個梁段長，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)段塊測量控制精度要求較長線匹配預制高。短線匹配預制施工工藝見圖2。

1.3 長線法和短線法比較

圖1 長線法匹配預制示意

圖2 短線法匹配預制示意

長線法匹配預制與短線法匹配預制都有其各自的優(yōu)缺點，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，長線臺座使梁段存儲有較大余地;但是占地較大，地基要求堅實，混凝土的澆筑和養(yǎng)護分散。短線法預制場地要求小，模板及設備基本不需移動，可調(diào)的底、側模便于梁段的預制;但要求的精度高、施工嚴、周轉不便、工期較長。

表1 長線法和短線法預制的比較

1.4 箱梁預制施工新工藝

1.4.1 長短線法匹配預制

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

長短線法匹配預制的工藝原理是:在預制廠內(nèi)按照橋梁的跨徑組合要求設置若干梁段預制長、短線臺座，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座上預制，其他中間節(jié)段箱梁在長線臺座上依次逐段預制的施工工藝。

1.4.2 長短線法匹配預制施工工藝流程

按某跨箱梁線形要求調(diào)整好臺座底模，短線臺座模板調(diào)整拼裝好后，在短線臺座上預制某跨箱梁首節(jié)段塊體，待首節(jié)段澆筑塊達一定強度后將該節(jié)段塊體吊入相應的長線臺座作為該跨起始的匹配梁段。長線臺座上預制梁段時，待澆下一節(jié)段前端設固定端模，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，滿足吊運要求后，將該倒數(shù)第二節(jié)梁段吊入短線臺座匹配預制末端塊，至此，整個梁體預制完成。如此周而復始，按跨按聯(lián)完成整橋梁段的預制工作。長短線法匹配預制施工工藝流程見圖3。

2 社會效益

由于廈門BRT項目采用了長短線法匹配預制節(jié)段箱梁的施工工藝，并在現(xiàn)場進行拼裝，所以該項目施工速度快、工程質(zhì)量好、建設周期較短、投資相對較少。且鑒于該項目在現(xiàn)場無須模板支架、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、對城市的交通和周邊環(huán)境的影響小、橋型優(yōu)美等特點，故BRT被形象地稱為“地面上的地鐵”，受到政府和建設單位的表揚及廣大市民的好評，同時也為廈門的城市建設提供了很好的經(jīng)驗。

圖3 長短線法匹配預制施工工藝流程

3 經(jīng)濟效益

單獨采用長線法或短線法施工工藝預制節(jié)段箱梁時，每套模板生產(chǎn)一個節(jié)段平均天數(shù)分別為4 d和2 d[2]，而采用長短線結合法施工工藝預制節(jié)段箱梁時，每套模板生產(chǎn)一個節(jié)段平均天數(shù)為1.5 d。以廈門BRT工程的QG標段為例，共計有1040個節(jié)段。長短線結合法預制工藝較之長線法預制工藝，工期效益和場地費用可節(jié)約成本104萬元，模板及臨時設施可節(jié)約成本120萬元，合計節(jié)約成本224萬元，平均每個節(jié)段箱梁節(jié)約2154元。長短線結合法預制工藝較之短線法預制工藝，則可節(jié)約成本360萬元，平均每個節(jié)段節(jié)約 3462 元[3]。

4 結論

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

[1]CJJ/T 111－2006預應力混凝土橋梁預制節(jié)段逐跨拼裝施工技術規(guī)程[S]

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

[3]中交三航局.廈門BRT預制節(jié)段拼裝箱梁施工綜合技術研究報告[R]