懸臂預(yù)制節(jié)段梁拼裝測量監(jiān)控方案

徐敬鋒，徐焱明，徐建廷

（1.中國鐵路上海局集團有限公司徐州鐵路樞紐工程建設(shè)指揮部，江蘇 徐州 221003；2.中鐵十二局集團第七工程有限公司，湖南 長沙 410004）

0 引言

就當前節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)而言，以混凝土預(yù)制箱梁居多，在拼裝時對接頭區(qū)域涂抹適量的環(huán)氧樹脂，可以在極短的時間內(nèi)達到凝固的效果，增強接縫的密實性，并且不需要進行養(yǎng)護作業(yè)。這意味著只要完成了梁段的施工作業(yè)，在此基礎(chǔ)上便可以施加預(yù)應(yīng)力。本文以廣州地鐵6號線高架工程為背景，圍繞主梁吊裝拼裝作業(yè)的結(jié)構(gòu)線形控制工作展開探討，提出一些可行方案，給相關(guān)工程提供參考。

1 工程項目概述

該橋的244～248號采用連續(xù)梁橋跨形式，對應(yīng)的跨徑組合為（32.55+48.00+48.00+32.55）m，項目中心里程為DK166＋202.37，在指定的橋位處展開預(yù)制、懸臂拼裝等環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。

工程中采用的是等高梁的形式，截面最低點的梁高達3.035m。關(guān)于箱梁部分，其頂寬為12.6m，底寬相對較窄為5.5m，將其設(shè)置為單箱單室斜腹板截面形式。整個橋梁共設(shè)置5道橫隔墻，其中有一處設(shè)置在中支點處，其厚度達1.9m；此外在邊支點處也需要設(shè)置，但厚度適當縮小為1.05m。所有的隔板均設(shè)置孔洞，以便工程人員做進一步的檢查。

2 節(jié)段梁三維線形控制措施

2.1 短線匹配澆筑概述

基于短線配套澆筑法展開施工作業(yè)，在固定端模板及活動端模板這兩大結(jié)構(gòu)的作用下，可實現(xiàn)對第一節(jié)段的控制，以便展開澆筑施工，稱之為“基準節(jié)段”，在此基礎(chǔ)上將其作為后一節(jié)段的匹配端，隨之提升銜接效果。當結(jié)束前一節(jié)段的匹配澆筑施工后，便可將后一節(jié)段移走，避免在預(yù)制場拼合。工程采用分段預(yù)制的方法，需要注重對節(jié)梁三維尺寸的分析與控制，否則在拼裝過程中將會出現(xiàn)無法重合等問題。

基于上述分析可知，澆筑時部分節(jié)段需要與固定端模進行連接，稱為“現(xiàn)澆節(jié)段”（W/C）；除此之外，還存在具有活動端模板作用的節(jié)段，稱之為“匹配節(jié)段”（M/C）。

2.2 橋梁線形總體坐標與節(jié)段梁局部坐標關(guān)系的建立

當結(jié)束節(jié)段的拼接作業(yè)后，需要與橋梁的線形達到吻合的狀態(tài)，對此應(yīng)將控制坐標進行分解，從而得到各節(jié)段所對應(yīng)的三維坐標；在后續(xù)的澆筑過程中，以匹配節(jié)段的位置為基礎(chǔ)，創(chuàng)建新的三維坐標，要求所有的三維坐標經(jīng)閉合后可以得到整體總坐標。為進一步分析節(jié)段與橋梁的關(guān)系，創(chuàng)建了3個參考系，具體如下。

1）總體坐標參考系 是指與橋梁結(jié)構(gòu)整體有關(guān)的參考坐標，其中的任何一個節(jié)段均可通過幾何形狀進行進一步的描述與分析。

2）局部坐標參考系 基于模具固定端模板而得，與節(jié)段梁模具有一致性。

3）節(jié)段坐標參考系 在各節(jié)段梁的基礎(chǔ)上建立所得，通常存在于節(jié)段梁的間接接縫處，在進行節(jié)段澆筑施工時，要求局部與節(jié)段這兩部分的坐標參考系達到相重合的狀態(tài)。

2.3 節(jié)段三維調(diào)整的基本方式

以澆筑節(jié)段的中線為基準，確保固定短模板與之處于相垂直的狀態(tài)。在進行匹配澆筑施工時，基于三維方向轉(zhuǎn)動的方式可以得到準確的位置，確保任何一個節(jié)段的中軸線與線性曲線達到相吻合的狀態(tài)。在進行匹配節(jié)段三維調(diào)整時，主要基于3種方法：①以接縫垂直中軸線為基準展開的水平轉(zhuǎn)動；②以接縫為基準展開的橫向扭轉(zhuǎn)；③以接縫為基準展開的垂直轉(zhuǎn)動。

2.4 三維線形控制主要工作介紹

要想做好三維線形控制工作，需要圍繞下述3方面內(nèi)容展開。

1）線路編譯工作 以設(shè)計單位所給出的線路信息為指導，加之對預(yù)制場所在區(qū)域的分析，確定出合適的初始節(jié)段，此時便可得到關(guān)于節(jié)段縫的6點定位坐標。

2）參考混凝土的齡期及彈性模量等指標，經(jīng)計算后可得到全梁預(yù)拱度，在此基礎(chǔ)上以自動化的方式擬合預(yù)制三維曲線。

3）基于上述兩大環(huán)節(jié)，經(jīng)轉(zhuǎn)化后可得到局部坐標數(shù)據(jù)，基于現(xiàn)場測量的方式可以得到各節(jié)段的實際數(shù)據(jù)，并逐段提供定位坐標。當結(jié)束預(yù)制工作后，參考最終節(jié)段數(shù)據(jù)，進一步得到現(xiàn)場定位坐標，將其與原始設(shè)計數(shù)據(jù)進行分析并求出誤差。

3 墩柱蓋梁節(jié)段面預(yù)應(yīng)力孔道復測

蓋梁預(yù)應(yīng)力孔道的總量相對較多，達22個，對此提高其復測的速度與精度至關(guān)重要，僅憑傳統(tǒng)測量手段顯然不具可行性。基于多次試驗得知，反射片模式測量的方式較可行，需要將反射片置于與預(yù)應(yīng)力孔道規(guī)格相同的堵頭上，進而展開孔道平面位置與高程的測量。在此過程中，要求測量設(shè)備正對蓋梁，提升孔道的位置精度。經(jīng)上述操作后，可以將波紋管的實際坐標與理論值進行分析，在Excel的輔助下得到孔道橫向與豎向的偏差值。如果出現(xiàn)孔道偏差過大的情況，需要進行人工擴孔處理，經(jīng)此操作后應(yīng)確保預(yù)應(yīng)力鋼絞線可以平順地穿入其中。

4 P+1節(jié)段拼裝線形計算及P+6合龍節(jié)段預(yù)測

對于任何一個節(jié)段，其首尾兩端的測控點數(shù)量都需要達到 3 個，此處將其命名為 A1、B1、C1，A2、B2、C2，由此展開平面位置及高程的測量。此外，蓋梁大小里程的懸臂節(jié)段為6個，編號為P+1～P+6。基于現(xiàn)場所得到的數(shù)據(jù)，可以進一步分析出節(jié)段首尾中心坐標。

考慮到中跨合龍精度的要求，應(yīng)選擇一個固定的合龍節(jié)段，同時還需要滿足預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿入孔道的基本要求。在起重設(shè)備的輔助下將P+1節(jié)段吊起，使其置于P+1節(jié)段臨時固結(jié)裝置的下方，引入全站儀設(shè)備可以對P+1節(jié)段的位置進行分析與調(diào)整，確保定位誤差不超過5mm。當做好P+1節(jié)段的定位工作后，展開濕接縫澆筑施工，此后進行臨時預(yù)應(yīng)力張拉處理，并將P+1節(jié)段臨時固結(jié)裝置拆除。當做好上述工作后，對P+1控制點進行進一步復測，預(yù)測P+6節(jié)段的合龍偏差，以此為指導展開后續(xù)施工。以設(shè)計坐標為參考，將P+6節(jié)段實際坐標值與之進行對比分析，無論是橫向還是豎向偏移，只要其超過25mm，都需要使用環(huán)氧樹脂及墊片對P+2節(jié)段進行調(diào)整，基于這樣的方式逐步展開后續(xù)節(jié)段的施工。總體來說，P+1節(jié)段是最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，其會對后續(xù)節(jié)段的施工帶來直接影響，因此其定位精度必須得到保障。

5 工程實例計算

對其中的一個蓋梁節(jié)段拼裝作業(yè)展開分析，以蓋梁預(yù)應(yīng)力孔道復測結(jié)果為基準，經(jīng)分析后得知其小里程橫向偏差達54mm，而高程偏差則為35mm；對大里程進行分析得知，橫向偏差為29mm，高里程偏差為18mm。對上述情況進行進一步分析，橫向偏差與施工操作有關(guān)，而高程偏差則受到了支撐基礎(chǔ)沉降的影響。總體來說偏差現(xiàn)象嚴重，需要對第一節(jié)段進行調(diào)整，確保預(yù)應(yīng)力孔道與蓋梁面達到相匹配的狀態(tài)。

6 懸臂預(yù)制節(jié)段梁拼裝展望

在當前的預(yù)制節(jié)段假設(shè)施工中，懸臂預(yù)制節(jié)段拼裝技術(shù)較為可行，通過對片梁進行劃分處理，從而得到若干個預(yù)制節(jié)段，將蓋梁作為中心點，基于對稱的原則展開拼裝作業(yè)。所有的節(jié)段都能夠與前述安裝完成的節(jié)段形成一個整體，達到了自我平衡的狀態(tài)，以便后續(xù)節(jié)段拼裝作業(yè)的展開。在任何一道工序中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線都發(fā)揮出重要的作用，其可以保障懸臂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在此基礎(chǔ)上方可施加預(yù)應(yīng)力，由此達到整體受力的效果。關(guān)于節(jié)段的吊裝作業(yè)，需要以橋面支撐吊機及起重機為基礎(chǔ)而展開。

橋梁施工技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，預(yù)制節(jié)段梁拼裝技術(shù)已經(jīng)較為成熟，其對于城市軌道交通工程而言起到了推動作用。關(guān)于懸臂節(jié)段梁拼裝的集合線形控制工作，應(yīng)重點圍繞平面線形、高程展開，對其進行檢測分析與調(diào)整，這一過程也可達到對節(jié)段預(yù)制線形數(shù)據(jù)的校驗效果。

7 結(jié)語

相比之下，節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)在我國并未取得廣泛的應(yīng)用，作為一項先進且穩(wěn)定性較高的技術(shù)，有必要加大推廣力度，將其應(yīng)用于城市軌道交通等工程中。在后續(xù)的發(fā)展中需注重對幾何線形的控制，展開監(jiān)測并適時調(diào)整，總結(jié)工程經(jīng)驗，以便為新型橋梁工程建設(shè)提供技術(shù)指導，保障線形控制的合理性。