連徐高速鐵路連續梁節段預制裝配式施工技術

董傳新，燕春陽，韓宗芳

（1.中國鐵路上海局集團有限公司徐州鐵路樞紐工程建設指揮部，江蘇 徐州 221000；2.廣州瀚陽工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510220）

1 概述

1.1 節段拼裝技術概述

短線法節段預制架設技術是把橋梁按照縱橋向劃分為（2～5）m的若干節段，并在預制場內完成節段梁的預制，最后把節段梁拼裝成整跨橋的橋梁綠色建造技術[1-2]。

節段梁可以多點、多工法架設，不受節點橋梁或隧道的約束。節段梁架設可以采用簡支單跨架設法、懸臂平衡架設法、頂推架設法、支架架設法等架設工法。節段梁架設現場震動少、噪音少，有利于環保施工，同時施工靈活，極少占用既有道路。

由于短線法節段拼裝技術在架設施工的過程中還存在著架設設備的選擇、橋梁線形控制等方面的難題，為解決這些難題，選擇試點工程專項研究這些難題是很有必要的。

1.2 項目概述

新建連徐高速鐵路東海特大橋跨大沙河連續梁橋與大許特大橋跨規劃S344省道連續梁橋采用節段預制拼裝的施工技術。連續梁橋連按照墩頂塊和標準節段的劃分原則，分為0#節段和1#～11#節段。截面采用單箱單室的箱梁截面，節段梁間采用密齒型剪力鍵結合環氧樹脂膠接縫的連接方式。連續梁采用無邊跨合龍段，只在跨中設置1m的濕接縫合龍方式。

東海特大橋跨大沙河連續梁橋下方是河道，沒有節段梁的存放位置，不便于提梁，因此對稱懸臂拼裝的架設方法，其安全系數較高，不需要搭設喂梁平臺，且架橋機不用過孔的三跨式雙T構同步膠拼的施工工法。節段梁在預制場內完成預制、達到養護期后通過運梁板車運輸至架設現場，要求運輸板車轉彎半徑不小于16m，轉彎角度不小于120°，同時運輸車的高度不高于1.3m，避免超出運輸便道的限高要求。

由于連續梁的合龍采用跨中合龍即無邊跨合龍濕接縫的技術，增加了連續梁的施工難度。節段梁架設主要存在以下幾個難點：（1）連續梁的上部結構除跨中濕接縫以外全部預制，沒有采用墩頂0#現澆的施工方法，增加了連續梁架設的難度。（2）懸臂拼裝過程中線形的控制。0#節段的位置決定了線形的90%，因此必須提高0#節段定位的精度，同時對后續節段的定位進行實時監控，以實現精準合龍。（3）連續梁取消了邊跨合龍濕接縫，只在跨中設置濕接縫合龍段，使連續梁的裝配率達到99.9%以上。這就要求了架設階段的高精度施工控制；要求在節段梁架設過程中的誤差更小，同時要求必須在預制、架設過程中對誤差進行修正，避免誤差的積累，影響最后的成橋線形。

2 懸臂拼裝架設

傳統的鐵路節段梁拼裝技術大多采用濕接縫拼裝的方法，很少采用膠接拼裝節段梁的方法。因此，新建連徐高速鐵路節段梁架設施工時沒有可參考的類似工程技術，增加了架設的難度。節段梁濕接縫拼裝技術的線形控制簡單，合龍精度要求較低，而節段梁膠接拼裝要求節段梁預制、拼裝都要有很高的精度，同時需要對架設過程中每片節段梁的安裝精度實時觀測，避免合龍誤差超過設計要求。

2.1 總體拼裝工藝流程

綜合考慮施工現場的地理情況及科研研究意義，該項目采用對稱懸臂拼裝的架設方法，邊跨最后兩個節段（10#、11#節段）在墩旁支架上拼裝；其余節段使用龍門架或架橋機拼裝架設，以中墩0#節段為中心，對稱懸臂拼裝1#～8#節段，直至完成一個T構的架設，然后進行中跨合龍，最后進行邊跨的拼裝，典型拼裝工藝如下所示[3-4]：（1）安裝好0#節段后，在墩旁托架上進行1#節段的拼裝，待線形調整到位后，涂抹環氧樹脂膠，張拉臨時預應力，張拉并錨固永久預應力，并及時壓漿。（2）采用龍門架分別提取中墩兩側的2#節段，按照試拼、涂膠拼裝的順序架設完成2#節段，臨時張拉預應力至環氧樹脂膠固化，張拉預應力鋼束后，及時灌漿。重復操作步驟2，直至完成一個T構的架設。（3）中墩完成所有的T構后，安裝中跨合龍段的臨時構造，現澆濕接縫達到設計規范要求的強度后進行預應力的張拉錨固，并及時壓漿。（4）拆除中墩臨時固結，轉化為永久支座。（5）按照步驟2進行9#的架設。（6）在墩旁托架上進行10#、11#的架設，張拉預應力、灌漿完成整聯橋的架設。

2.2 標準節段拼裝

東海特大橋采用架橋機架設的方法，大許特大橋采用龍門架提梁的架設方法，兩種架設設備均具有節段梁調位功能，節段梁都可以在平面上橫移、縱移、旋轉。

節段梁的標準塊在架設過程中誤差要在2mm以內，以免影響橋梁最后的線形及受力性能。標準節段懸臂拼裝的工藝流程：節段起吊到架設位置→節段試拼→提升節段梁、涂抹環氧樹脂膠→節段拼裝、張拉臨時預應力、懸拼吊具松鉤→張拉永久預應力筋并在全梁施工完成后進行預應力管道的壓漿施工。

2.3 首段梁及邊跨梁段拼裝

中墩首段梁（0#）的架設是連續梁架設的第一個節段，0#節段的定位是否精準，直接決定了節段梁的拼裝線形是否滿足設計要求的線形，因此必須把0#的架設誤差控制在2mm內。0#節段作為墩頂塊，在架設前在預制梁底應設置永久支座，但不承受荷載。根據線形控制中心提供的理論坐標調整至誤差允許范圍內的位置，然后進行墩梁的臨時固結工作。

在中跨合龍后拼裝邊跨9#節段梁，9#節段梁試拼裝縫隙控制在5mm內即可進行膠拼，臨時張拉后進行永久預應力張拉并及時灌漿，完成9#節段梁的架設。

邊跨節段（10#、11#）均在墩旁托架上施工，托架采用裝配式結構，頂部預留65cm，作為節段梁支撐及調整機構布置。其優點體現在如下幾個方面：一是可以根據墩高調整墩旁托架的高度，以適應不同工況；二是可以重復利用材料，減少材料損耗；三是墩旁托架可以放置在承臺上，不需要做墩旁托架的地基處理。托架頂部設置分配梁，分配梁上設置液壓千斤頂及墊塊，用來調整節段梁標高及位置。其中，托架應有足夠的剛度、強度和穩定性，并按照最大荷載的1.2倍預壓。

利用架梁設備提前把11#節段放置在墩旁托架上，然后在墩旁托架上進行10#節段拼裝，墩旁支架上調整好10#位置，膠拼、臨時張拉、永久張拉預應力并及時灌漿。重復此操作完成11#節段的拼裝，永久預應力張拉完成后，邊墩永久支座定位，錨栓孔調整好后，待永久支座錨栓孔及調整層強度達到要求后，墩旁托架頂部螺旋千斤頂頂升，與永久支座共同支撐11#節段。張拉剩余預應力鋼束，并及時壓漿，完成體系轉變，最后拆除蹲旁托架。

2.4 節段梁中跨合龍

連續梁的中跨合龍采用1m長度的濕接縫，安裝懸吊支架、中跨合龍段臨時剛接構件，澆筑合龍段混凝土。養生達到設計規范要求的強度后，張拉、錨固部分中跨合龍預應力鋼束，并及時壓漿，最后拆除中跨合龍段吊架。

2.5 懸臂拼裝線形控制

預制節段梁懸臂拼裝的線形主要靠預制質量來控制，但是拼裝過程中還是要嚴格把控0#的定位精度，建議在0#上設置觀測墩，對架設過程中的每個階段進行實時監測，以滿足施工期的安裝精度及成橋線形要求[5]。

（1）0#的拼裝定位。由于0#的安裝決定了成橋線形，因此必須保證測量精度，并控制在允許誤差范圍內。該項目工程采用測量誤差在0.5s的徠卡TS60超高精度全站儀來精測量軸線及高程。精準測量完成后，線形監控單位對架設誤差進行實時分析，并且預測成橋線形偏差。0#節段安裝在正確的位置后，后續節段的線形基本處于正確的位置。但是為了確保合龍線形，在安裝到3#節段時應對合龍精度再次預測確認，同時對后續節段梁進行實時監測測量，保證軸線及高程的合龍誤差都控制在15mm以內。當預測合龍誤差超過15mm即為安裝事故，必須采取應急糾偏措施來進行線形調整。應急線形糾偏基本技術原則：一是架設開始前制定應急線形糾偏專項方案；二是進行實時動態預測，每個節段完成安裝張拉預應力前后都精確測量，并進行合龍誤差的預測，為后續糾偏提供數據支撐；三是若出現較大的安裝誤差，需要在后續多個節段內完成分級糾偏，嚴禁在一個節段內劇烈調整線形。應急線形糾偏的最終方法是設置環氧樹脂墊片，但是設置環氧樹脂墊片的節段縫，容易導致膠體不密實，對結構剛度產生不利影響，嚴重時會危及結構安全性能，因此一般情況下禁止利用設置墊片的方式來調整拼裝線形。同時應對所有糾偏節段縫的涂膠工藝、質量及膠體擠出性進行查驗，確保節段縫處的膠體密實。

（2）懸臂拼裝線形控制效果。將成橋后的精確測量數據與設計的理論數據進行對比，找出最大軸線、高程的最大誤差，使其滿足設計誤差要求。

3 結束語

該項目工程的橋梁裝配率超過了90%，架設設備等也采用裝配式設備。工程采用的邊跨無濕接縫懸臂拼裝技術首次運用在高速鐵路預制裝配連續梁上，實現了高速鐵路工程上的一個新突破。文章介紹了節段梁預制架設工法，也對架設裝備、架設工法、架設流程、架設誤差及節段梁的線形控制等方面做了說明，為后續類似項目的施工提供了范例，有助于在高速鐵路工程上的推廣應用。

高速鐵路短線法連續梁預制裝配技術，響應國家交通運輸業“安全、便捷、高效、綠色、智能、綜合”的發展主導方向，順應國家的發展戰略，是橋梁產業的高端建設技術，是高速鐵路橋梁建設走向工業化、綠色化的最直接有效的方式。節段預制架設技術為高速鐵路提供了新的施工工藝，推動國家高速鐵路實現全線工業化的發展。