摘要：东南亚市场目前大多数桥梁施工均采用预制节段箱梁的施工方法，节段箱梁预制施工具有自重轻、宜运输、短工期、整体性强等优点，已经成为东南亚桥梁施工中最常采用的箱梁施工方法。依托泰国高架桥项目，对节段箱梁短线法预制技术进行深入研究，便于后续此类项目的施工提供理论及技术支撑。根据设计方提供的设计图纸要求，国内各种箱梁预制施工的技术参考，以在施项目为研究背景，结合实际需求，通过优化设计方案，方案比选等措施，研究一套节段箱梁预制施工的完整可行的方案。
关键词：节段箱梁；施工技术；养护
引言
采用短线法进行阶段箱梁预制施工，对比整体大箱梁施工方法，可减小箱梁施工的控制难度；逐段预制可提高控制精度。节段箱梁预制大大减小箱梁的自重，由于泰国国家运输局对道路运输重量要求严格，本研究方法可减小运输重量以符合要求，减小运输难度。节段预制所需模板面积少，预制完端头梁后，均可以前一次完成的箱梁作为下一次箱梁预制的端模，减少模板以节约成本投入。
1 概述
我公司承接的泰国高架桥项目，需预制4种梁型，对设备、模板要求标准不一、型号复杂，为保证项目施工生产，最大程度减少资源浪费。结合设计要求，通过对预制梁工艺装备改进、设备改装，实现在箱梁分段预制、存储方面最大程度的集约化、通用化，在最少资源投入、有限模板资源配置状态下，预制梁场能够按时保质保量的生产。已应对泰国及开拓东南亚市场各种要求。填补我公司在节段箱梁预制方面空白，为今后类似项目提供借鉴和依据，在东南亚区域大发展时期抢占先机，急需在节段箱梁预制方面进行课题研究。
2 国内外研究现状
上世纪六十年代，法国工程师在节段悬臂浇筑施工方法基础上形成了预制节段悬臂拼装施工方法，将节段预制与平衡悬臂施工相结合，加快了施工速度，提高了施工质量。2000年建成的泰国曼谷曼纳高速公路高架桥，全长55km，耗资10亿美元，平均跨度42m，整个工程预制节段39570榀，全部采用体外预应力、干接缝、逐跨拼装技术。此外，马来西亚、日本和澳大利亚的许多公路交通项目中都采用了节段预制拼装技术。当前，随着我国基础建设的快速发展，桥梁建设步入了高峰期，与此同时工程环境的要求越来越高，导致对施工的制约条件越来越严格。施工速度快、对环境的影响因素小以及对桥梁结构的质量要求越来越高成为现在的主要话题。这些因素对节段预制拼装技术的发展起到了决定性的推动作用。2003 年建成的上海沪闵二期高架道路工程，全长5.4km，是我国国内首次采用短线法匹配预制工艺预制宽节段箱梁，而且该工程中的“节段拼装预应力混凝土连续弧形箱梁试验研究”为我国首次，体现了我国桥梁设计和施工的又一次进步。
2.1泰国Motorway6号高速公路项目，道路设计为双向6车道，车道宽3.6米。道路为高架桥，分左右两幅施工，每幅桥面宽16.3m。项目起讫桩号为K43+772.858～K47+600.000，路线全长3.827km（包含60m引桥）。主要包括35m-40m箱梁（16.3m宽）23孔，40m-42.5m箱梁11孔，42.5m箱梁（16.3m宽）140孔，共计2262个节段，高架桥采用预制节段架桥机拼装法施工。
梁场分为：制梁区、存梁区、钢筋加工区、箱梁发运区、混凝土拌合区和办公生活区六大区域。其中，制梁区设有端头制梁模板3套，标准模板10套，此外，还设有静载试验台座2个；存梁区设置存梁台座百余个，最大存梁能力120榀，最大生产能力12榀/d，计划预制箱梁共2262榀，其中端头梁348榀，标准节段箱梁1392榀，其他节段522榀。项目制梁场所预制梁类型较多，预制包括4种梁型，且梁型搭配及梁型设计复杂，均采用体外预应力施工，施工难度较大。
2.2工程特点
短线法预制是近几十年来预应力混凝土桥梁施工中最重要的方法之一，其具有适用范围广、成本低、进度快、质量好、模块化及工厂化程度高等优势。随着计算机技术及精密测量仪器的普及，以专业的计算机监控施工软件和数据为核心的节段短线法预制施工技术，已广泛应用于中资企业海内、外项目的桥梁施工。东南亚地区普遍的采用节段箱梁短线预制法，根据泰国高架桥项目的箱梁结构型式及成桥的线形特点，选用短线匹配法预制箱梁施工法进行预制，通过实践和节段箱梁预制的创新和关键技术，为项目取得经济和社会效益。
根据高架桥结构的形式，采用节段箱梁短线法预制，钢模板（可调模板系统）在预制台安装，利用方钢骨架定位装置进行钢筋绑扎（预埋构件）成型吊装入模，浇筑完成。拆模吊运至H型钢支撑装置进行外观检查与修复，修复完成后倒运至存梁区的施工方法。适用于节段箱梁短线匹配预制。在施工过程中，结合现场实际情况，不断优化施工工艺提高施工工效，缩短施工周期，节省了大量的机械租赁费用，取得了良好的经济效益。本课题依托泰国高架桥项目预制梁场，对短线法预制梁施工进行相关课题研究并取得相应成果。
2.3节段箱梁类型统计
表2.3 节段箱梁类型统计
2.4 施工工艺流程
图2.4 节段箱梁短线预制施工工艺流程图
2.4.1施工方法
1.作业原理
短线法匹配预制过程中底模长度均只是一个节段箱梁的长度，每个节段梁的浇筑都是在一个模板上完成的。预制过程中一端用一个固定的钢模板为端模，另一端利用已经预制完成的前一节段作为端模，逐段预制。制作过程中，浇筑模板和设备基本上不需要移动，底模和侧模都可以调整以便于平曲线和竖曲线节段箱梁的预制。活动支座下有四个液压千斤顶和运载轨道，它们分别用来调整匹配节段的竖向位置和水平位置。节段的几何线形以已经完成的相邻节段为标准，根据相关测量结果和梁体的预拱度计算值来进行控制。
2.施工要点
（1）模板工程
1）要求：台车及模板系统设计加工要求精度比较高，所使用钢板厚度必须大于6mm，所有材质符合国标Q235要求，加工生产完成后必须现在工厂里试拼装，确定无问题后再到现场拼装。
2）安装顺序：端模→底模→匹配梁段定位→侧模→内模安装。
首先安装端模，用支架进行支撑，保证整个端模处于水平状态；
安装底模，底模通过小台车直接安放在轨道上；
匹配梁段定位，保证预制的精确性；
安装侧模，根据侧模支架位置先测量放线，再进行安装；
安装内模，再精准调整使模板之间的错台小于1mm。
图2.4-2 模板安装流程
（2）钢筋工程
总体要求：钢筋进场并经试验室抽检合格后堆存于钢筋加工车间原材料堆场，下垫上盖并做好标识。钢筋在加工车间制作完成后由人工运输到钢筋绑扎台座上绑扎成型，绑扎成型的钢筋骨架由25t吊车整体吊装入模。
（2）钢筋制作：钢筋由专人在现场加工车间制作。腹板箍筋制作前在平整的场地上按图纸尺寸1:1比例放出腹板箍筋大样图，通过试弯制箍筋并在钢筋弯曲机上作好标记以保证箍筋制作精度。禁止几根钢筋同时弯制，避免箍筋扭曲变形。弯制的箍筋需在大样图上检验合格后才能投入使用。制作好的钢筋按规格型号分类整齐堆放于半成品堆场，下垫上盖并做好标识，尽量做到先制作的钢筋先使用，避免因存放时间过长导致钢筋锈蚀而无法使用的情况发生。
图2.4-3 钢筋大样图
（3）钢筋绑扎：钢筋在专用的钢筋绑扎台座上绑扎成型。钢筋绑扎台座主体由型钢搭设而成，操作平台和走道板由脚手管搭设支架并铺设5mm花纹钢板。钢筋绑扎台座内空尺寸为设计箱梁断面尺寸扣除净保护层后的尺寸，搭设时需反复校核平面尺寸、对角线尺寸、标高等数据以确保钢筋骨架成型尺寸满足验收标准要求。
钢筋绑扎顺序：底板底层钢筋 → 腹板箍筋 → 安装底板波纹管、底板钢筋骨架吊环和底板预埋管件定位架（有底齿板的绑扎底齿板钢筋） →底板顶层、顶板底层钢筋 → 安装顶板波纹管、顶板钢筋骨架吊环和顶板预埋管件定位架 → 顶板顶层钢筋（顶齿板钢筋） → 横向预应力穿束。
钢筋骨架绑扎完成后用专用的钢筋骨架吊具将其吊运至已验收合格的梁段模板内就位．吊运时先调节14个2吨手拉葫芦的链条长度使各吊点受力均匀，然后将钢筋骨架缓慢地吊离钢筋绑扎骨架装置平台20cm左右，稳定一下后再慢速提升至所需的高度。
浇筑完成后混凝土采用混凝土养护剂进行养护，混凝土终凝后用喷雾器喷洒养护剂，喷洒均匀。
节段箱梁混凝土经强度达到20MPa后即可拆除箱梁模板。模板拆除时先拆除内模，然后拆除外侧模，最后脱开匹配面。后转运匹配梁至修复位置处进行修复。
2.6效果与总结
根据上述施工方法，节段箱梁在完成预制施工后，解决节段箱梁短线法匹配预制的难题，解决体外预应力的整孔张拉质量的难题。本项目要求施工单位参与到勘察、设计过程中。例如地质钻探结果报告的采样方法,依据为美国规范ASTM D-1587、ASTM D-422，423，424、ASTM D-2186、ASTM D-7012，同一跨节段间相互匹配，中间任何一个节段出问题都会影响架设工期。短线法预制节段箱梁匹配节段空间位置的正确调整是预制的关键，正确计算预制指令计算参数包括整跨箱梁的预拱度、平曲线、竖曲线、曲线超高、同时包括已经预制好的阶段控制点的实测数据，参数多数据计算量大、精度要求高。
依托项目进行的短线法预制箱梁的研究方案，符合美国标准下的节段箱梁预制要求，形成一套完整的预制施工方法，完全可适用于东南亚同类型项目之中。
论文作者:赵有收,袁贵华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
标签：钢筋论文; 模板论文; 项目论文; 高架桥论文; 泰国论文; 骨架论文; 方法论文; 《基层建设》2019年第17期论文;