城際鐵路64 m節段拼裝梁線型控制

摘要 節段拼裝梁在我國的箱梁預制、架設方面有數十年歷史。由節段梁到組拼架設而成的整孔箱梁，過程復雜，拼裝成孔箱梁的線型控制是工程關注的重點。該文結合工程實例，介紹從節段的預制到節段箱梁拼裝制造整個過程中線型控制。節段梁預制采用長、短線施工相結合為主的新型施工組織工藝；節段拼裝梁采用膠接法在移動式支架上進行分節段吊裝、定位、涂膠、預應力張拉，實現體系轉換、整孔組拼成型。通過施工階段的線性測量，達到整體線型控制要求。

關鍵詞 節段拼裝；膠接法；體系轉換；線型控制

中圖分類號 U445 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）04-0127-03

0 引言

節段預制拼裝梁是在相對成熟的掛籃法、現澆法之外一種新穎的施工方法，具有快速高效、工廠化施工、施工質量有保證等特點，在國內鐵路橋梁的施工過程中得到了大量推廣[1-3]。目前，不少學者在節段預制拼裝梁施工建設方面展開了大量研究。

姚杰等[4]基于理論公式推導出節段預制拼裝橋梁干接縫在直剪狀態下的承載力計算公式，并通過工程實踐驗證了計算方法的合理性和科學性；景語[5]借助大型有限元軟件ABAQUS構建了節段預制拼裝梁全橋模型，探討了跨徑位置、平曲線對接縫剪力鍵分布規律的影響；Gao等[6]通過構建SC-PSBC的精細化有限元模型，并結合室內循環荷載試驗，對耗能（ED）筋強度、混凝土強度、后張預應力（PT）筋布置方式以及9個附加參數對SC-PSBC抗震性能的影響進行了系統研究；霍龍飛等[7]借助靜力加載試驗研究了階梯縫預應力節段拼裝蓋梁的抗彎力學性能，分析了兩種拼接方案與現澆試件的破壞模式、荷載-位移曲線特征；郭飛等[8]依托廣汕高鐵增江特大橋工程，詳細介紹了節段預制拼裝梁的施工工藝流程及關鍵施工節點；毛佳豪等[9]通過開展T形截面梁的四點彎曲試驗研究分析了超高性能混凝土（UHPC）節段梁的力學性能，提出了UHPC節段梁代替普通混凝土梁的方案。

綜上，國內外學者在節段拼裝梁的結構受力、變形及施工要點方面研究比較多，但在節段拼裝梁線型控制等方面的研究的深度和廣度不足。節段拼裝梁線型的設計和線型的控制從不同的表現形式上可分為兩類：幾何形狀控制和力學控制。力學參數控制參數主要內容有梁體的預拱度、梁體的撓度、梁體的混凝土彈模變形、應力收縮徐變及幾何公差控制等，最終要求梁體線型質量達到設計及驗收規范要求。該文分享了涇河特大橋64 m節段拼裝梁施工經驗，以期為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

涇河特大橋采用節段拼裝施工工藝。64 m節段膠接簡支箱梁，每孔設計梁長66.3 m，計算跨徑64.0 m。每單跨孔箱梁段都采用奇數分塊，跨梁縫兩邊均設接縫，對稱布置，梁體共可被切分為15個預制的梁節段，14個預制的接縫。箱梁工程主要采用箱梁節段的分段預制工藝或分段拼裝的施工方法進行施工，接縫采用膠接縫，梁頂寬1 245 cm，底寬670 cm，高度580 cm，一次雙線，運行時速200 km/h。

2 控制原理

匹配的節段梁空間位置，分別通過在所測量確定的兩個節段梁上的頂面板各埋設四個高程測設點，位于其兩側的節段梁中線板上各埋設兩個高程測設點來進行調整和定位。中線標記板和四個高程測設點分別應是指在梁各主要節段的梁混凝土全部進行澆筑施工或在完成脫模工序后應及時地進行預埋，脫模前，觀測到高程測設點處的梁實際高程，重新將梁各個主要節段用中線標投放固定在梁各個部分中線標記板上并重做高程標記。預制的節段箱梁安裝完成后，先將與其所需匹配好的各節段位置中對應的另外兩個中線標記釘位和另外這四個中線高程測釘，相對獨立于其橋梁自身標高位置中的兩個局部位置轉換成整個橋梁本身的一個三維設計高程位置。通過計算，將實際橋梁的拼裝坐標數據，轉換成實際匹配澆筑節段局部坐標數據的實際橋梁理論高程的一個相對更準確的位置。如圖1所示：

3 箱梁預制過程中的線型控制

節段預制拼裝箱梁建設過程中的梁體結構線型控制，按照預制、拼裝、張拉等三個工作階段，針對各項線型因素逐項控制，分析不同階段內線性控制因素對梁體整體線型變化的影響，制定相應的應對方案。節段梁拼裝時，各節段梁之間空間位置的線型調節為整孔箱梁線型控制系統的關鍵組成部分，影響整孔節段梁空間位置不同維度曲線之間的相互關系，每個控制環節間相互彼此牽制而且存在聯系，某一控制環節線型的控制不好，就會大大影響到其余各個環節間的整體線型協調控制，節段預制拼裝提高了梁體定位粗放定位精度，節省了調梁時間，提高了線型質量。

節段預制是拼裝箱梁常用的一種預制的方法，主要是可以分為長線法預制和中短線法預制，在涇河特大梁橋工程的預制拼裝箱梁時，對節段箱梁的預制方式進行了一些優化，運用長短線法來匹配預制，線型控制效果良好。

4 線型控制重點

節段預制拼裝線型質量控制仍是梁段預制拼裝線型技術要解決的兩個首要核心問題。考慮到該工程中，梁體段的超大性和超寬性，預制節段的線型質量好壞，對于后續節段采用梁組拼合影響很大。根據實際現場生產施工規模與實際工藝流程，采取不同工況參數特征的現場測量方法予以控制。施工嚴格按照以下流程控制：

（1）梁端頭段的測量

梁端頭節段梁混凝土在短線臺座底板基礎上全部完成了預制，線型高程測量控制主要通過對兩塊預制端頭模板之間的線型高程測量進行定位控制，測出左右頂板的水平標高偏差后，計算相對高程差，采用高精度水準儀自動進行高程調整，端模上的四角上下與兩側之間水平標高誤差（取相對標高）之間的高程誤差都要盡量控制在正負的1 mm誤差范圍之內。

（2）澆筑后的測量

混凝土澆筑完成后，以固定梁段頂面現有點位作為固定點。在梁段中線位置采用耐久性較好地金屬板，以“十”字測釘為標識（露出混凝土面2 cm）。

澆筑梁板后施工標高測量的質量控制也是對整個橋梁節段高程施工標高測量及過程品質控制和管理工程中一個至關重要的技術環節。在所有準備施工移出的各節段梁進行安裝作業前，測量出梁頂地面上的所有的高程控制點，計算和得出各控制點標高和觀測點高程之間相應的實測高程相對值，作為以后各節段箱梁在準備進行拼裝與吊裝架設施工時高程點自動控制或監測分析的主要基礎依據。然后再通過全站儀和固定的后視標頭分別標記和安裝固定在觀測臺塔座底板上，穿線后定標出各節標段上的所有梁中線，中心線也分別標記并安裝固定在鋁合金片埋件底座支架上，在安裝標記中心線時務必能確保中心標記線位置與整孔梁的所有梁中線位置都相互重合。

（3）匹配梁段的測量定位

現將端頭段定位至指定位置，后續梁段施工需匹配端頭梁段，通過調整前后梁段中線的方法控制整體線型。

長線臺座的底模板應盡可能按照設計的精度要求來設置其最大預拱度，二次拋物線方程定義為y=ax2+bx+c，測量點即為每塊底模板上的拼縫位置，以跨中點為計算中心，節段模板中心的正確安裝尺寸及安放位置均可采用兩塊底模板中心上的中心點坐標和膠接縫位置及刻標和畫線坐標位置來分別實現準確控制，用相鄰兩個觀測塔上已裝設好的全站儀裝置分別進行準確復測，確保每塊底模中心上的中心線位置均與相鄰兩座觀測塔中心間的中心點連線位置完全準確重合，相對誤差均要被控制在最小誤差范圍1 mm內。確定一條準確無誤的軸線控制整孔梁軸線。

（4）長線臺座剩余梁段的測量

64 m節段拼裝梁采用對稱布置，梁體共被切分為15個預制節段，分別對應1～15#梁段。當端頭梁段的定位參數和預控制的偏差值全部確定且已通過現場測量系統進行了調整或校正并確定完全符合預施工所要求的條件后，再進行剩余節段構件的預制，預制順序按預定順序依次由梁兩頭段開始，然后依次逐個向梁的中間段方向預制，最后再分別預制第8#梁段。

（5）測量標志保護及數據復驗

為了及時維護和維修補測，作為定期取樣復核測驗的關鍵控制點，該控制點設置盡量選擇不暴露在自然環境的位置，且在施工期間不造成損壞，確保設置點堅固可靠，便于維修保養。

（6）拼裝過程線型控制

整梁的拼裝及控制，在兩個相鄰連接的橋墩之間，把梁中線的放樣點安裝連接到造橋機車的中、后支腿橋墩上，確保能將其兩端連線與相鄰的兩橋墩中心接點處兩端的連線都固定在同一的垂直控制平面系統內。每個預制節段梁空間位置上的調整方案實施過程設計中，還應注意反復進行多次的調整，使每個預制節段中的梁預制段梁的中線位置應能完全與梁中線重合。對于梁首末端的兩個預制節段，在其縱向長度設計上須優先考慮設計出其相應豎向長度上的空間預留量和空間壓縮量。如圖2所示：

5 撓度影響因素分析

為了真正保證橋梁的梁體具有最平順合理的線型，保證方便撓度數值核算準確，須對單獨各個節段拼裝時產生的撓度大小的影響進行更加系統全面的分析計算。

（1）簡支梁體的自重作用

節段梁拼裝整個施工過程較為復雜，拼裝時需要將所有節段依次懸吊在一個移動支架橋機上，此時梁體各節段由移動支架各支點單獨受力懸掛，拼裝完成實現體系轉換后，整個梁體自重全部落在兩端支座上，此時預應力張拉全部完成，梁體逐漸脫空，整孔梁的全部重量轉換為由梁體自主承擔[10]。

（2）預應力作用

在預應力作用下，各受力吊點位斜置時，結構材料受力可產生一定比例的上拱應力作用下的應力變形值。

6 結束語

64 m節段梁的預制方法及拼裝技術是目前國內的較為全面且較為先進及完善實用的一種路橋施工、預制工藝。梁體線型的施工質量控制與施工方法是其主要設計任務之一，通過拼裝結構過程中的線型質量控制及對各節段梁高程曲線的試驗，總結施工設計時線型質量施工過程控制曲線的處理方法，該文通過對此類跨度較大且復雜的橋梁進行施工與線型設計的控制，驗算了線型控制的可行性，在類似結構的橋梁結構施工方案中，線型的控制方法有十分現實可靠的理論指導性意義，同時也可以為類似的節段拼裝箱梁、跨度大且復雜的節段拼裝箱梁設計施工提供大量寶貴的參考經驗。

參考文獻

[1]文鵬.論橋梁工程預制梁預制施工技術[J].交通科技與管理， 2024（14）：140-142.

[2]王飛球，何祥平，郜輝，等.基于BIM的高鐵連續橋施工過程中可視化管理研究[J].建筑工程與工程學報， 2022（2）：111-118.

[3]諶啟發，羅九林，王治斌，等.高速鐵路40 m簡支箱梁提運架成套設備研制及應用[J].鐵道建筑技術， 2021（1）：1-7+17.

[4]姚杰，鄔曉光.節段預制拼裝梁干接縫直剪承載力計算研究[J].湖南交通科技， 2024（4）：151-157.

[5]景語.節段預制拼裝箱梁接縫剪力鍵優化設計[J].交通世界， 2024（35）：130-132.

[6] Gao R，Luo Y，He J.Sensitivity analysis of designparameters on the seismic performance of self-centering precast segmental bridge columns[J].Soil Dynamics and Earthquake Engineering， 2025：109124-109124.

[7]霍龍飛，方春平，姚曉飛，等.大懸臂預應力節段預制拼裝蓋梁抗彎性能研究[J].混凝土， 2024（10）：137-143.

[8]郭飛，唐波，劉振標，等.高速鐵路大跨度節段預制拼裝混凝土斜拉橋結構設計關鍵技術[J].鐵道建筑技術， 2022（7）：38-41.

[9]毛佳豪，李立峰，房宇超.節段預制拼裝超高性能混凝土梁彎曲試驗[J].鐵道建筑， 2022（7）：65-68.

[10]姜玉龍，夏遠靖，賀波.基于GIS的BIM輕量化技術在橋梁工程中應用研究[J].公路， 2020（1）：123-127.

收稿日期：2025-01-23

作者簡介：張謙（1984—），男，本科，高級工程師，主要從事高速鐵路、房建工程施工管理工作。

基金項目：陜西省閻良至機場城際鐵路項目（YF2005QT01B）。