短線法節段梁預制拼裝臺座精度與鋼筋定位控制技術分析

摘" 要：針對巖溶強發育地質區短線法節段梁預制拼裝精度控制難題，聚焦臺座精度與鋼筋骨架定位協同技術體系創新。通過融合數字孿生建模與智能仿真技術，構建多維度線形控制方法，開發高精度模板系統與動態監測網絡，攻克復雜荷載條件下節段梁幾何形態精準匹配難題；創新鋼筋骨架模塊化定位工藝，集成智能傳感與誤差補償機制，實現預制全過程mm級偏差控制。研究形成的“數字化設[A1]"計—智能化制造—精益化拼裝”技術體系，顯著提升了節段梁預制效率與結構質量，有效解決了巖溶區橋梁施工中易發的線形偏差與結構失穩問題，為復雜環境下軌道交通橋梁工程的高標準建設提供了關鍵技術支撐，對推動裝配式橋梁智能化建造技術進步具有重要實踐價值。

關鍵詞：短線法節段梁"" 預制拼裝臺座"" 鋼筋骨架定位技術"" 誤差協同控制

中圖分類號：U442.5;U445

Analysis of Precision and Reinforcement Positioning Control Technology for Prefabricated Assembly Pedestal of Short-Line Method Segmented Beam

BI Yong TANG Weiwei YANG Rundong YAO Jintao ZHANG Changming

China Railway 10th Bureau Group Urban Rail Transit Engineering Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong Province， 511493 China

Abstract： Aiming at the problem of precision control of segmented beam prefabrication and assembly by short-line method in geological areas with strong karst development， the technical system collaborative innovation of focusing pedestal precision and reinforcing steel skeleton positioning is carried out. By integrating digital twin modeling and intelligent simulation technology， a multi-dimensional linear control method is constructed， and a high-precision template system and dynamic monitoring network are developed to overcome the problem of precise matching of segmented beam geometry under complex load conditions. It innovates the modular positioning technology of steel reinforcement skeleton， integrates intelligent sensing and error compensation mechanism， and realizes millimeter level deviation control in the whole prefabrication process. The technical system of \"digital design-intelligent manufacturing-lean assembly\" formed through research has significantly improved the prefabrication efficiency and structural quality of segmented beams， effectively solved the problems of linear deviation and structural instability that are easy to occur in bridge construction in karst areas， provided key technical support for the high-standard construction of rail transit bridge engineering in complex environment， and has important practical value for promoting the technological progress of intelligent construction technology for prefabricated bridges.

Key Words： Short-line segmented beam; Prefabricated assembly pedestal; Reinforcement skeleton positioning technology; Error cooperative control

短線法節段梁預制拼裝技術憑借其施工高效、環境影響小等優勢，成為跨巖溶區城際鐵路橋梁建設的優選方案。然而，該工藝對預制臺座精度與鋼筋骨架定位提出嚴苛要求：巖溶地質的不均勻沉降易導致臺座基礎變形，多節段拼裝的累積誤差直接影響橋梁線形平順性。因此，系統開展臺座-鋼筋骨架協同控制技術研究，構建智能化、標準化的精度保障體系，成為突破復雜環境下節段梁高質量建造瓶頸的核心要點。本研究以粵港澳大灣區某城際鐵路巖溶區橋梁工程為依托，針對短線法節段梁預制拼裝中的精度控制難題，提出“全過程動態調控、多系統耦合優化”的技術路徑。通過集成數字孿生建模、智能傳感與材料改性技術，構建臺座基礎變形預測—模板體系自適應調整—鋼筋骨架模塊化定位的協同控制體系。

1 "案例概況

1.1 "工程概況

本工程為珠三角城際軌道交通廣佛環線佛山西站至廣州北站段五工區，起止里程DK28+309.85—[A2]"DK40+369.8，線路全長12.06 km（其中廣州段8.32 km、佛山段3.74 km），合同金額約22.37億元。主體工程以橋梁為主導（占比92.9%），涵蓋4座雙線特大橋（炭步特大橋4.37 km、炭步白坭河特大橋3.32 km、和桂特大橋2.18 km、和桂車站特大橋1.34 km）及1座單線橋（和桂走行線特大橋232.16 m），共設計樁基2 261根、墩柱410個，同步包含節段梁、現澆簡支/連續梁等多樣化結構。路基工程總長0.658 km，采用CFG樁加固（總樁長20 133 m）、重力式擋墻及堆載預壓工藝；車站工程設炭步站（三層高架站，建筑面積6 877 m²）與和桂站（二層高架站，建筑面積9 284 m²），配套維修工區含走行線大橋、涵洞及房建工程。工區地質條件復雜，巖溶發育強烈，溶洞處理范圍覆蓋95%橋梁區域，樁基施工面臨塌孔、漏漿等高風險。

1.2 "施工重難點

一是巖溶地質強烈發育導致樁基施工風險高：工區95%橋梁區域存在中等至強烈發育溶洞，樁基施工易引發塌孔、漏漿及地面塌陷。二是大跨度橋梁結構復雜且安全風險突出：矮塔斜拉橋（主跨230 m）、跨高速連續梁（最大跨128 m）等技術難度大，高空作業及跨航道施工安全管控要求高。三是跨市協調與征拆管線遷改推進困難：線路橫跨廣佛兩市，涉及高壓線遷改、水源保護區施工及多產權單位協調，環保與審批阻力大。四是橋梁線形精度與外觀質量控制嚴苛：高占比橋梁結構形式多樣，懸澆梁、節段梁等對模板拼裝精度及混凝土工藝要求極高。

2 "定位控制技術問題分析及優化對策研究

2.1 "基礎處理與沉降觀測的綜合控制舉措

一是采用地質雷達（探測深度30 m/分辨率0.1 m）與跨孔計算機斷層掃描（Computed Tomography，CT）（孔距2 m）組合勘察技術，融合數據建立三維溶洞模型，符合《地基動力特性測試規范》（GB/T 50269—2015）[3]"[4]"規范^[1]。二是實施袖閥管注漿工藝（壓力0.5～1.2 MPa，水灰比0.8∶1，注漿量1.5倍溶洞體積），分段注漿后通過CT檢查操作規程（WS/T 391—2024），滿[A5]"足《建筑地基處理技術規范》（JGJ 79—2012）標準^[2]。三是運用雙護筒嵌套工藝（外護筒Φ2.5m/壁厚16 mm，內護筒Φ2.2 m，徑厚比156），全護筒下沉至基巖面下2m，實時監測垂直度，符合《公路橋涵施工技術規范》（JTG-T 3650—2020）要求^[3]。

絕緣腳手架體積電阻率實測值≥1×10¹³Ω·cm，超出標準（≥1×10¹²Ω·cm）10倍，絕緣性能冗余度高。為降低電阻率至標準附近，按《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法》（GB/T 1410—2006） [7]"[8]"使用高阻計（KEITHLEY 6517B）在500 V電壓下檢測，修正后電阻率∈[1×10¹²， 2×10¹³]Ω·cm，離散率≤15%。施工日志中注明修正措施、時間及復測結果，附第三方檢測報告。修正后參數符合規范，平衡了絕緣性能與經濟性，避免過度設計造成的成本浪費^[4]。

2.2 "制作階段的精準定位模具與工藝優化

一是構建生態敏感區多維防護體系，采用18 m雙排咬合式鋼板樁（超常規設計20%）與2 mm厚高密度聚乙烯防滲膜形成復合屏障，配套三級處理系統（沉淀池、反應池、澄清池）實現120 m3/h泥漿處理能力，在線濁度監測使滲漏量降至0.25 L/（m2·d），較行業標準降低50%^[5]；二是創新綠色施工工藝，通過0.15 mm高頻振動篩與2 800 r/min離心機聯用，機制砂含泥量≤3%，回用水COD穩定在30 mg/L以下，搭建BIM-GIS數字化平臺精準定位216條管線，平面誤差≤±3 cm^[6]；三是建立500 kV線路遷改體系，68 m混凝土臨時塔承載四回線路，預絞式導線握力達120 kN，北斗+激光雷達實現1.2%弧垂精度，500 m智能防觸電裝置配合18 Ω屏蔽防護服保障2 000安全工時。

在工程質量管理取得100%合格率的基礎上，12項關鍵參數均超規范標準10%～[A14]"35%。為鞏固成果，建議實施精細化管控，確保設備穩定運行，為全生命周期質量提供雙重保障。

2.3 "臺座精度與鋼筋骨架定位協同控制

本項目在數字化建造領域形成三大技術突破：一是構建LOD400級三維數字建造體系，集成3 628個BIM模型與蒙特卡洛算法線控平臺（500次迭代），應用三位一體測量系統（±0.5 mm）及預拱度動態補償技術，實現230 m矮塔斜拉橋主梁線形誤差≤46 mm（L/5000）；二是創新施工控制體系，建立48觀測墩智能網絡，采用溫度自補償系統（0.1 mg/L）與120%荷載液壓預壓技術，模板拼縫精度達0.5 mm；研發納米改性C60混凝土（50nm碳酸鈣5%）配合五級振搗工藝，通過光纖溫控（±0.5 ℃）與液氮噴霧（2 ℃/h梯度），使混凝土缺陷率＜0.05‰；三是建立全鏈式智控管理，部署紅外/無人機巡檢系統，搭建區塊鏈追溯平臺（236參數監測、100%數據上鏈），實現索塔垂直度偏差≤76mm（H/3000）。

3 結語

綜上所述，通過系統性技術攻關，形成巖溶強發育區短線法節段梁預制拼裝臺座精度控制與鋼筋骨架定位的完整技術體系。針對樁基施工風險，集成物探-鉆探三維建模、雙護筒嵌套結構與智能監測系統，本研究攻克了巖溶地質條件下高精度節段梁預制拼裝的技術瓶頸，提出臺座-鋼筋骨架動態耦合控制理論，建立基于數字孿生的誤差傳遞抑制模型，突破傳統經驗式施工模式，為復雜環境橋梁建造提供數字化方法支撐。

參考文獻

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