預(yù)制節(jié)段簡(jiǎn)支箱梁節(jié)段預(yù)制工藝secret

1、預(yù)制節(jié)段簡(jiǎn)支箱梁節(jié)段預(yù)制工藝一、工程概況廣州市軌道交通四號(hào)線高架二標(biāo)工程全部為高架橋，全橋總長(zhǎng)2010m，共有67孔，跨徑布置為：12×30m+27.5m+2×32.5m+27.5m+51×30m，以30m跨為基準(zhǔn)跨。上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制節(jié)段簡(jiǎn)支箱梁，采用干接拼裝新工法。30m基準(zhǔn)跨是由12個(gè)節(jié)段拼裝而成, 27.5m跨和32.5m跨分別由11個(gè)和13個(gè)節(jié)段組成，每個(gè)節(jié)段長(zhǎng)度2.5m。節(jié)段的標(biāo)準(zhǔn)尺寸2.5m×9.3m（橋面寬度），端節(jié)段每段重43t，其余為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，每段重3335t。本工程預(yù)制箱梁節(jié)段總量為804塊，預(yù)制計(jì)劃工期2005年3月15日2005年1

2、2月15日，共274天。按招標(biāo)文件要求，箱梁節(jié)段預(yù)制須與專業(yè)節(jié)段預(yù)制廠合作進(jìn)行，經(jīng)編標(biāo)過程合作和進(jìn)場(chǎng)后考察比較，最后選定香港鴻輝預(yù)制構(gòu)件有限公司作為合作單位，廠址在東莞沙田。同樣地，由于國內(nèi)單位無類似經(jīng)驗(yàn)，預(yù)制所需的節(jié)段液壓鋼模板設(shè)計(jì)交由香港鴻駿顧問公司，預(yù)制用的三維數(shù)字控制軟件由香港安誠工程顧問公司提供。 二、預(yù)制方法選擇節(jié)段梁的預(yù)制方法可以有兩種：一是長(zhǎng)線法, 二是短線法。現(xiàn)對(duì)兩種方法進(jìn)行比較分析，確定本工程的適宜預(yù)制方法。1、長(zhǎng)線法長(zhǎng)線法施工是根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)的線形和坡度，加工一整套長(zhǎng)臺(tái)座底模，側(cè)模采用類似滑模方式，沿著長(zhǎng)線臺(tái)模逐段澆注預(yù)制。其前提是橋梁的設(shè)計(jì)線形和坡度在整個(gè)工程都變化不大，

3、因?yàn)榈啄Ｒ呀?jīng)固定，可調(diào)整的確余地很少。此方法的優(yōu)點(diǎn)是線形控制較為簡(jiǎn)單，施工偏差積累不會(huì)太大，不必使用專用測(cè)量控制軟件。但當(dāng)整個(gè)橋梁線路較長(zhǎng)、平面線形和縱坡變化大時(shí)，長(zhǎng)線法難以適用，即具有很大的局限性；同時(shí)，每節(jié)段預(yù)制時(shí)模板調(diào)整困難、速度慢，因而預(yù)制速度也較慢，基本為23天/節(jié)段；另外場(chǎng)地占地面積大，模板一次性投入大等也是其難以克服的缺點(diǎn)。2、 短線法短線法施工相對(duì)長(zhǎng)線法而言，就是一個(gè)臺(tái)座安裝一套模板，一次只能預(yù)制一個(gè)節(jié)段，但其特別之處在于每孔先預(yù)制出來的前一節(jié)段都作為下一節(jié)段的一端模，通過其起匹配作用來滿足橋梁線形調(diào)整的要求。由于模板系統(tǒng)是全鋼液壓調(diào)控的，又采用了先進(jìn)的匹配法施工，因此可以做到

4、用很少的幾套節(jié)段模板滿足全橋的所有節(jié)段預(yù)制需要，所以與長(zhǎng)線法相比，其優(yōu)點(diǎn)是場(chǎng)地范圍小，模板投入小。但先進(jìn)的工法是建立在高水平的施工技術(shù)和管理上的：首先要求人員的素質(zhì)高，具有很強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)組織管理能力，保證各工種之間的嚴(yán)密配合；其次是需要一套先進(jìn)的測(cè)量監(jiān)控系統(tǒng)，包括三維控制軟件和精密的測(cè)量?jī)x器。由于本工程中標(biāo)價(jià)低，而長(zhǎng)線法模板一次性投入大。加之合作方場(chǎng)地條件限制，難以采取長(zhǎng)線法施工。經(jīng)測(cè)算，采用短線法施工可以滿足本工程的工期要求。因此綜合比較后，最終確定采用短線法預(yù)制方案。三、預(yù)制場(chǎng)布置根據(jù)短線法的施工特點(diǎn)，模板需分端頭節(jié)段模板和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段模板，且一套端頭模板應(yīng)與三套標(biāo)準(zhǔn)模板配套，故現(xiàn)場(chǎng)布置四個(gè)臺(tái)座，

5、成縱向排列。臺(tái)座區(qū)的左側(cè)為四個(gè)測(cè)量塔，每個(gè)測(cè)量塔對(duì)應(yīng)一個(gè)臺(tái)座。右側(cè)為整修和養(yǎng)護(hù)區(qū)，以及存梁場(chǎng)。臺(tái)座區(qū)的前方是鋼筋加工區(qū)和鋼筋籠綁扎區(qū)。其中制梁區(qū)和鋼筋制安區(qū)配備40t龍門吊2臺(tái)，負(fù)責(zé)模板、臺(tái)車和鋼筋籠的吊運(yùn)，存梁場(chǎng)、整修和養(yǎng)護(hù)區(qū)共享75t龍門吊1臺(tái)，負(fù)責(zé)已成梁段的轉(zhuǎn)運(yùn)和調(diào)度。具體平面布置如圖3-1所示，立面布置如圖3-2所示。 圖3-1 預(yù)制廠平面布置圖圖3-2 預(yù)制廠立面布置圖 四、預(yù)制工序和步驟1、臺(tái)座建造和模板安裝共需建造四個(gè)短線預(yù)制臺(tái)座，一個(gè)專門生產(chǎn)端節(jié)段，其余三個(gè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，臺(tái)座尺寸皆為11m×2.8m，臺(tái)座混凝土標(biāo)號(hào)C25，平整度及尺寸誤差要求：2米范圍內(nèi)的表面度2mm

6、,長(zhǎng)度誤差1mm，對(duì)角誤差1.5mm。臺(tái)座地基需經(jīng)過特殊處理（該預(yù)制場(chǎng)地原已打了樁），確保在長(zhǎng)期的施工過程不會(huì)發(fā)生沉降。為了方便梁段的移位，臺(tái)座前后均設(shè)置滑移軌道。每個(gè)臺(tái)座在橫向中軸線上均設(shè)置測(cè)量觀測(cè)塔一座。每個(gè)臺(tái)座設(shè)兩個(gè)臺(tái)車，臺(tái)車上配置了4個(gè)雙坐標(biāo)千斤頂，用以滿足豎向、橫向及扭轉(zhuǎn)的調(diào)整。四套全鋼液壓模板，由香港鴻駿工程顧問公司設(shè)計(jì)，香港先進(jìn)鋼構(gòu)件有限公司加工。每套模板系統(tǒng)主要由端模和支架、外側(cè)模和支架、底模和移梁臺(tái)車、內(nèi)模和滑動(dòng)支架以及工作臺(tái)和樓梯等部件組成。模板的安裝步驟如下：安裝和固定好梁段滑移軌道后，先安裝端模和支架，利用觀測(cè)塔觀測(cè)調(diào)整好其水平和位置，使端模垂直于臺(tái)座的橫向中軸線，并通

7、過桁架支撐固定在臺(tái)座上。然后沿軌道滑入底模，隨后是鋪設(shè)橫向的側(cè)模定位軌道和安裝側(cè)模。首個(gè)節(jié)段預(yù)制還需要安裝另一端模（其后是匹配節(jié)段當(dāng)端模）。最后是安裝內(nèi)模系統(tǒng)及其滑移推進(jìn)軌道。2、鋼筋骨架制作及安裝鋼筋在加工區(qū)完成除銹、調(diào)直、剪切、焊接和彎曲加工等工作后，按規(guī)格和圖紙編號(hào)分類存放，由人工搬運(yùn)到綁扎平臺(tái)，在綁扎平臺(tái)上完成鋼筋籠的制作。綁扎好的鋼筋籠用專用扁擔(dān)梁由龍門吊吊放到模板內(nèi)，因此鋼筋骨架應(yīng)有足夠的剛度和穩(wěn)定性，為使鋼筋籠在灌注砼時(shí)不變形，可增加扎結(jié)點(diǎn)或板凳筋。入模就位前，在底板鋼筋骨架部位應(yīng)加好墊塊以確保鋼筋保護(hù)層厚度。3、混凝土澆注混凝土澆灌通過料斗配合龍門吊供料，分層對(duì)稱灌注。布料從兩

8、側(cè)腹板對(duì)稱進(jìn)行，底板料從腹板滑落并用人工扒出攤平，尚有不足的人工接料補(bǔ)齊找平，最后澆注頂板混凝土。振搗采用側(cè)模附著式、頂部平板式和振搗器相結(jié)合的方式，澆注過程中加強(qiáng)倒角、交界面以及鋼筋密集部位的振搗。初凝前進(jìn)行二次收漿并做拉毛處理。之后覆蓋土工布養(yǎng)生。4、已成梁段出?；炷翉?qiáng)度達(dá)到17Mpa，即可脫模。首先是松開部分連接，將匹配梁段用移梁臺(tái)車沿軌道移至整修區(qū)，然后把濕節(jié)段移到匹配段位置。之后又是調(diào)整匹配段位置和安裝模板，準(zhǔn)備下一節(jié)段的砼澆筑。在脫模過程需要特別注意保護(hù)節(jié)段間的剪力鍵。5、已成梁段整修、養(yǎng)護(hù)和存放在整修區(qū)內(nèi)，梁段還需經(jīng)表面整修工序。用人工對(duì)表面施工缺陷進(jìn)行必要的修補(bǔ)處理，修補(bǔ)材料

9、由高強(qiáng)度修補(bǔ)材料Smartcote加水泥組成（配比為1:2），及時(shí)修補(bǔ)可基本消除色差問題。還須鏟除節(jié)段邊角毛刺、疏通預(yù)應(yīng)力管路等。最后在梁段內(nèi)側(cè)顯眼位置標(biāo)明塊件編號(hào)、拼裝方向和生產(chǎn)日期。已成梁段養(yǎng)護(hù)分為初始養(yǎng)護(hù)、二次養(yǎng)護(hù)、最終養(yǎng)護(hù)。初始養(yǎng)護(hù)為出模前的覆蓋濕養(yǎng)；二次養(yǎng)護(hù)整修區(qū)進(jìn)行，除了頂板和底板放置濕潤麻袋，在翼緣板、腹板和箱室位置還各放置一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的噴頭進(jìn)行24小時(shí)養(yǎng)護(hù)。最終養(yǎng)護(hù)是在養(yǎng)生區(qū)進(jìn)行，梁段整修后放在養(yǎng)生區(qū)，由專人負(fù)責(zé)固定周期的澆水養(yǎng)護(hù)。達(dá)到養(yǎng)護(hù)期限的梁段吊運(yùn)至存梁區(qū)存放。梁段存放分5列8行2層布置，列間距80cm，行間距50 cm，每層在腹板下放置硬木墊梁進(jìn)行防護(hù)。梁段存放應(yīng)保證碼

10、放的穩(wěn)妥可靠。6、梁段的生產(chǎn)周期正常施工條件下，端頭節(jié)段的生產(chǎn)速度為三天兩片，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段可以1片/天。具體生產(chǎn)周期見表3-1，表3-2。 端頭節(jié)段生產(chǎn)周期 表3-1施工步驟所費(fèi)時(shí)間備注合計(jì)綁扎鋼筋籠7h開料、綁扎、吊運(yùn)入模36h調(diào)整底模、外膜4h由GCP軟件輸出數(shù)據(jù)調(diào)模鋼筋籠移入模床4h安裝預(yù)留孔洞、固定波紋管拉入內(nèi)模1h將內(nèi)模放入固定位置并固定灌注混凝土3h試驗(yàn)、澆注、收面養(yǎng)生13h（初始養(yǎng)護(hù)）含靜停時(shí)間拆除模板1h測(cè)量已成梁片數(shù)據(jù)、拆模推拉梁段就位3h將梁片移入整修區(qū)整修 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段生產(chǎn)周期 表3-2 施工步驟所費(fèi)時(shí)間備注合計(jì)綁扎鋼筋籠5h開料、綁扎、吊運(yùn)入模24h調(diào)整底模、外膜5h由GCP軟

11、件輸出數(shù)據(jù)調(diào)模鋼筋籠移入模床1h安裝預(yù)留孔洞、固定波紋管拉入內(nèi)模1h將內(nèi)模放入固定位置并固定灌注混凝土2h試驗(yàn)、澆注、收面養(yǎng)生11h（初始養(yǎng)護(hù)）含靜停時(shí)間拆除模板1h測(cè)量已成梁片數(shù)據(jù)、拆模推拉梁段就位3h將梁片移入整修區(qū)整修7、梁段運(yùn)輸預(yù)制廠與拼裝現(xiàn)場(chǎng)相距90km，長(zhǎng)途運(yùn)輸過程梁段保護(hù)是個(gè)需要特別重視的問題。經(jīng)過與運(yùn)輸單位和預(yù)制單位充分溝通，我們否定了投標(biāo)階段的方案水路+14km陸路，而采取全陸路方案，全路程基本上全部為高速、一級(jí)公路，路況良好，這樣避免了裝船、卸船再裝車的倒運(yùn)可能對(duì)梁段產(chǎn)生的外觀影響。預(yù)制的施工流程如圖3-3。圖3-3 短線預(yù)制施工流程圖為了確保整個(gè)運(yùn)輸過程的質(zhì)量、數(shù)量和安全

12、特制定了下面幾個(gè)保證措施。1、確保車況和裝備良好。投入34臺(tái)車況良好的牽引車：其發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱以及剎車系統(tǒng)完成二保，輪胎為全新鋼絲胎，同時(shí)車上裝有GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，每臺(tái)車配備2個(gè)駕駛員。2、加強(qiáng)人員的培訓(xùn)和教育。對(duì)所有參與預(yù)制件運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度、駕駛員及維修人員進(jìn)行針對(duì)性培訓(xùn)，與專業(yè)運(yùn)輸隊(duì)共同制定較為嚴(yán)厲的違規(guī)駕駛和操作處罰措施，加強(qiáng)對(duì)參與人員的管理，提高其安全意識(shí)。3、控制運(yùn)輸時(shí)間和行車速度。盡量把運(yùn)輸時(shí)間控制在白天時(shí)間，減少出交通事故的可能以及妥善處理可能有的事后善后工作。其次是通過每臺(tái)車上安裝的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，隨時(shí)掌握車輛位置、方向和速度。4、確保構(gòu)件綁扎牢靠。結(jié)合運(yùn)輸單位以往經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)

13、反復(fù)討論，確定的綁扎方案為：構(gòu)件下支墊兩根20cm×10cm×310cm枕木（如有破損應(yīng)及時(shí)更新），用兩個(gè)3t葫蘆及鋼絲繩與車板下的掛勾相連，分兩道將構(gòu)件緊緊固定在平板車上，在構(gòu)件的轉(zhuǎn)角部位用特別加工的角鐵套在鋼絲繩下起保護(hù)作用。這種捆綁方法簡(jiǎn)單、科學(xué)、合理、可靠。整個(gè)工程804片梁段的運(yùn)輸過程沒有出現(xiàn)質(zhì)量和安全事故。五、測(cè)量監(jiān)控短線法預(yù)制過程的測(cè)量監(jiān)控需要G.C.P（三維數(shù)字定位）軟件。該軟件的基本原理為：根據(jù)事先建立的關(guān)于本橋梁節(jié)段的數(shù)據(jù)庫，對(duì)每個(gè)節(jié)段預(yù)制過程的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，得出下一節(jié)段預(yù)制過程需做的調(diào)整，并用軟件計(jì)算出箱梁節(jié)段上預(yù)埋特定點(diǎn)在架設(shè)時(shí)的理論坐標(biāo)和

14、高程，供拼裝架設(shè)階段測(cè)量控制用。從而達(dá)到用簡(jiǎn)單的距離、高程測(cè)量調(diào)整代替繁瑣的三維數(shù)學(xué)計(jì)算和控制。具體的操作步驟為：1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立。把設(shè)計(jì)提供的六點(diǎn)坐標(biāo)、橋梁平、豎曲線要素以及預(yù)拱度輸入軟件，作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和計(jì)算依據(jù)。設(shè)計(jì)提供的預(yù)制六點(diǎn)坐標(biāo)是節(jié)段預(yù)制分割的依據(jù)，包括坐標(biāo)和高程； 2、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。濕節(jié)段預(yù)埋安放好六個(gè)控制點(diǎn)后，及時(shí)測(cè)量采集數(shù)據(jù)，供輸入軟件進(jìn)行計(jì)算。所需的測(cè)量?jī)x器有精密水準(zhǔn)儀、鋼尺、偏置尺、經(jīng)緯儀、全站儀和標(biāo)尺等。3、計(jì)算分析。把現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)（包括梁頂面埋設(shè)的測(cè)量釘、鋁槽的位置和高程，以及梁段的本身尺寸）輸入GCP軟件得出偏差值，并可分析出該節(jié)段移到匹配段位置時(shí)的具體位置。

15、4、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。包括對(duì)匹配段的調(diào)整和模板系統(tǒng)的調(diào)整。前者現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)通過臺(tái)車上的4個(gè)四個(gè)液壓千斤頂和左右側(cè)的兩個(gè)絲杠進(jìn)行六度調(diào)整，使即將澆筑的下一節(jié)段尺寸準(zhǔn)確。模板系統(tǒng)按要求調(diào)整至合適的位置和高度。5、拼裝架設(shè)坐標(biāo)的形成。待整孔全部節(jié)段預(yù)制好后，該軟件會(huì)根據(jù)所有輸入的節(jié)段現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成拼裝架設(shè)過程測(cè)量控制的六點(diǎn)坐標(biāo)。測(cè)量監(jiān)控示意如圖3-4。圖3-4 測(cè)量監(jiān)控示意圖六、質(zhì)量控制和外觀保證本工程由于合作單位有著豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，加上監(jiān)理和我方駐廠人員的認(rèn)真、負(fù)責(zé)監(jiān)控，所生產(chǎn)的構(gòu)件“內(nèi)實(shí)外美”，得到了各方的好評(píng)，拼裝過程也沒有發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問題，可以說在質(zhì)量控制上是非常成功的。總結(jié)起來，有以下幾條成功經(jīng)驗(yàn)

16、： 1、人的因素是關(guān)鍵：節(jié)段梁預(yù)制短線法施工，工序繁多，工序間銜接緊湊，現(xiàn)場(chǎng)組織和管理要求非常高，如果沒有一批豐富經(jīng)驗(yàn)和管理經(jīng)驗(yàn)的人員，是很難想象的；2、物的因素：首先是需要有一批設(shè)計(jì)先進(jìn)、制作良好的節(jié)段模板系統(tǒng)，來保證產(chǎn)品的外觀質(zhì)量良好和尺寸準(zhǔn)確無誤；其次，砼原材料的質(zhì)量把關(guān)是一個(gè)必不可少的要件。本工程正是因?yàn)橛辛艘粋€(gè)成熟的砼配合比，才能在早期強(qiáng)度、施工和易性等方面滿足施工要求，又因?yàn)樵谒?、石子、砂等原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)嚴(yán)格控制，才保證了構(gòu)件顏色均勻一致。3、嚴(yán)格的制度作保證：每一道工序，現(xiàn)場(chǎng)的每一項(xiàng)工作都有相應(yīng)的責(zé)任人，出了問題就采取嚴(yán)明的處罰措施，體現(xiàn)了外資企業(yè)的管理特點(diǎn)。由于分工明確、責(zé)任到人

17、，整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)施工始終能有條不紊地進(jìn)行，自然的質(zhì)量水平能保持在一個(gè)良好的狀態(tài)。4、高標(biāo)準(zhǔn)要求：有了前面幾個(gè)因素作為基礎(chǔ)，我們提出了一套很高的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格貫徹執(zhí)行，收到了很好的效果，具體如表3-3。節(jié)段梁施工控制標(biāo)準(zhǔn) 表3-3 項(xiàng)目允許偏差(mm)檢驗(yàn)方法軸線位置梁4鋼尺垂直度梁4經(jīng)緯儀標(biāo)高梁±5水準(zhǔn)儀截面尺寸10鋼尺表面平整度42m靠尺和塞尺預(yù)留孔中心線位置3鋼尺預(yù)留洞8預(yù)埋件5主筋混凝土保護(hù)層厚度梁+5,-3鋼尺預(yù)應(yīng)力管道位置距跨中4m范圍4鋼尺其余6七、解決的施工技術(shù)問題因設(shè)計(jì)單位也是第一次接觸節(jié)段梁預(yù)制，設(shè)計(jì)過程難免存在問題，故在施工過程我們克服和解決了許多技術(shù)問題?，F(xiàn)摘錄

18、幾個(gè)適當(dāng)說明：1、采用二次澆筑解決預(yù)制困難和拼裝測(cè)量問題。底板臨時(shí)張拉基座，高出底板40cm，尺寸為60cm×80cm，由于箱梁內(nèi)腔空間較小，內(nèi)模推進(jìn)后里面的操作空間更小，要在砼澆筑階段施工操作起來很困難，又因臨時(shí)基座鋼筋較密還布置有預(yù)留孔，容易出現(xiàn)偏差，故向設(shè)計(jì)提出采用二次澆筑。中央疏散平臺(tái)基座，高出頂板面25cm，尺寸為40cm×40cm，其位置剛好擋住了預(yù)埋鋁槽。如修改基座位置可能造成與其上部的機(jī)電等系統(tǒng)沖突；如移動(dòng)鋁槽位置，則GCP軟件需為此另行設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算程序，涉及到程序更改很麻煩。故建議設(shè)計(jì)把該部分更改為二次澆筑。修改后現(xiàn)場(chǎng)施工中發(fā)現(xiàn)測(cè)量安放測(cè)量棱鏡觀測(cè)也方便了。2、 施工圖中，箱梁的排水預(yù)留孔洞是貫穿底板的，預(yù)制前審圖過程發(fā)現(xiàn)預(yù)留的排水鑄鐵管位置與梁體的波紋管位置相抵觸，經(jīng)研究認(rèn)為應(yīng)取消底板預(yù)留孔，而改從伸縮縫中間接到墩頂落水管。這樣既解決了與波紋管抵觸的問題，還避免因管道外露而影響橋梁外觀。3、原設(shè)計(jì)采用香港以前類似工程的設(shè)計(jì)，在梁段頂板預(yù)埋專用的吊鉤，解決梁段的起吊問題，但經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)專用吊鉤需進(jìn)口，單價(jià)較高，又為一次性使用，成本非常高。經(jīng)與架橋機(jī)廠家等各合作單位充分溝通，最后確定采用預(yù)留孔洞吊裝方式（除端頭節(jié)段因頂板厚采用預(yù)埋），加工一套專門的吊架，安有四