预制节段简支箱梁节段预制工艺secret

1、预制节段简支箱梁节段预制工艺一、工程概况广州市轨道交通四号线高架二标工程全部为高架桥，全桥总长2010m共有 67 孔，跨径布置为：12X 30m+27.5m+2< 32.5m+27.5m+5ix 30m,以 30m 跨为基准跨。上部结构为预制节段简支箱梁，采用干接拼装新工法。30m基准跨是由12个节段拼装而成，27.5m跨和32.5m跨分别由11个和13个节段 组成，每个节段长度2.5m。节段的标准尺寸2.5mx9.3m （桥面宽度），端节 段每段重43t，其余为标准节段，每段重3335t。本工程预制箱梁节段总量 为804块，预制计划工期2005年3月15日2005年12月15日，共2

2、74天。按招标文件要求，箱梁节段预制须与专业节段预制厂合作进行，经编标 过程合作和进场后考察比较，最后选定香港鸿辉预制构件有限公司作为合作 单位，厂址在东莞沙田。同样地，由于国内单位无类似经验，预制所需的节 段液压钢模板设计交由香港鸿骏顾问公司，预制用的三维数字控制软件由香 港安诚工程顾问公司提供。二、预制方法选择节段梁的预制方法可以有两种：一是长线法，二是短线法。现对两种方 法进行比较分析，确定本工程的适宜预制方法。1、长线法长线法施工是根据桥梁设计的线形和坡度，加工一整套长台座底模，侧 模采用类似滑模方式，沿着长线台模逐段浇注预制。其前提是桥梁的设计线 形和坡度在整个工程都变化不大，因为底

3、模已经固定，可调整的确余地很少。 此方法的优点是线形控制较为简单，施工偏差积累不会太大，不必使用专用 测量控制软件。但当整个桥梁线路较长、平面线形和纵坡变化大时，长线法 难以适用，即具有很大的局限性；同时，每节段预制时模板调整困难、速度 慢，因而预制速度也较慢，基本为 23天/节段；另外场地占地面积大，模3板一次性投入大等也是其难以克服的缺点。2、短线法短线法施工相对长线法而言，就是一个台座安装一套模板，一次只能预 制一个节段，但其特别之处在于每孔先预制出来的前一节段都作为下一节段 的一端模，通过其起匹配作用来满足桥梁线形调整的要求。由于模板系统是 全钢液压调控的，又采用了先进的匹配法施工，因

4、此可以做到用很少的几套 节段模板满足全桥的所有节段预制需要，所以与长线法相比，其优点是场地 范围小，模板投入小。但先进的工法是建立在高水平的施工技术和管理上的： 首先要求人员的素质高，具有很强的现场组织管理能力，保证各工种之间的 严密配合；其次是需要一套先进的测量监控系统，包括三维控制软件和精密 的测量仪器。由于本工程中标价低，而长线法模板一次性投入大。加之合作方场地条 件限制，难以采取长线法施工。经测算，采用短线法施工可以满足本工程的 工期要求。因此综合比较后，最终确定采用短线法预制方案。三、预制场布置根据短线法的施工特点，模板需分端头节段模板和标准节段模板，且一 套端头模板应与三套标准模板

5、配套，故现场布置四个台座，成纵向排列。台 座区的左侧为四个测量塔，每个测量塔对应一个台座。右侧为整修和养护区, 以及存梁场。台座区的前方是钢筋加工区和钢筋笼绑扎区。其中制梁区和钢 筋制安区配备40t龙门吊2台，负责模板、台车和钢筋笼的吊运，存梁场、 整修和养护区共享75t龙门吊1台，负责已成梁段的转运和调度。具体平面布置如图3-1所示，立面布置如图3-2所示。口*築施網A A珠江公<室码冈筋笼加工区钢筋笼绑扎区珠吊水 泥 库头-®-i0梁整修区轨道QQ0存梁区养护区I3：VC图3-1预制厂平面布置图so2018钢筋笼绑扎台座图3-2 预制厂立面布置图存放区築龍網四、预制工序和步

6、骤1、台座建造和模板安装共需建造四个短线预制台座，一个专门生产端节段，其余三个生产标准 节段，台座尺寸皆为11mK 2.8m，台座混凝土标号C25,平整度及尺寸误差 要求：2米范围内的表面度w 2mm长度误差w 1mm对角误差w 1.5mm台座 地基需经过特殊处理（该预制场地原已打了桩），确保在长期的施工过程不会 发生沉降。为了方便梁段的移位，台座前后均设置滑移轨道。每个台座在横向中轴 线上均设置测量观测塔一座。每个台座设两个台车，台车上配置了4个双坐标千斤顶，用以满足竖向、横向及扭转的调整。四套全钢液压模板，由香港鸿骏工程顾问公司设计，香港先进钢构件有 限公司加工。每套模板系统主要由端模和支

7、架、外侧模和支架、底模和移梁 台车、内模和滑动支架以及工作台和楼梯等部件组成。模板的安装步骤如下：安装和固定好梁段滑移轨道后，先安装端模和支 架，利用观测塔观测调整好其水平和位置， 使端模垂直于台座的横向中轴线， 并通过桁架支撑固定在台座上。然后沿轨道滑入底模，随后是铺设横向的侧 模定位轨道和安装侧模。首个节段预制还需要安装另一端模（其后是匹配节 段当端模）。最后是安装内模系统及其滑移推进轨道。2、钢筋骨架制作及安装钢筋在加工区完成除锈、调直、剪切、焊接和弯曲加工等工作后，按规 格和图纸编号分类存放，由人工搬运到绑扎平台，在绑扎平台上完成钢筋笼 的制作。绑扎好的钢筋笼用专用扁担梁由龙门吊吊放到

8、模板内，因此钢筋骨 架应有足够的刚度和稳定性，为使钢筋笼在灌注砼时不变形，可增加扎结点 或板凳筋。入模就位前，在底板钢筋骨架部位应加好垫块以确保钢筋保护层 厚度。3、混凝土浇注混凝土浇灌通过料斗配合龙门吊供料，分层对称灌注。布料从两侧腹板 对称进行，底板料从腹板滑落并用人工扒出摊平，尚有不足的人工接料补齐 找平，最后浇注顶板混凝土。振捣采用侧模附着式、顶部平板式和振捣器相 结合的方式，浇注过程中加强倒角、交界面以及钢筋密集部位的振捣。初凝 前进行二次收浆并做拉毛处理。之后覆盖土工布养生。4、已成梁段出模混凝土强度达到i7Mpa即可脱模。首先是松开部分连接，将匹配梁段 用移梁台车沿轨道移至整修区

9、，然后把湿节段移到匹配段位置。之后又是调 整匹配段位置和安装模板，准备下一节段的砼浇筑。在脱模过程需要特别注 意保护节段间的剪力键。5、已成梁段整修、养护和存放在整修区内，梁段还需经表面整修工序。用人工对表面施工缺陷进行必 要的修补处理，修补材料由高强度修补材料Smartcote加水泥组成（配比为1:2），及时修补可基本消除色差问题。还须铲除节段边角毛刺、疏通预应力 管路等。最后在梁段内侧显眼位置标明块件编号、拼装方向和生产日期。已成梁段养护分为初始养护、二次养护、最终养护。初始养护为出模前 的覆盖湿养；二次养护整修区进行，除了顶板和底板放置湿润麻袋，在翼缘 板、腹板和箱室位置还各放置一个可以

10、旋转的喷头进行24小时养护。最终养护是在养生区进行，梁段整修后放在养生区，由专人负责固定周期的浇水养 护。达到养护期限的梁段吊运至存梁区存放。 梁段存放分5列8行2层布置， 列间距80cm行间距50 cm,每层在腹板下放置硬木垫梁进行防护。梁段存 放应保证码放的稳妥可靠。6、梁段的生产周期正常施工条件下，端头节段的生产速度为三天两片，标准节段可以1片/天。具体生产周期见表3-1，表3-2。5端头节段生产周期表3-1施工步骤所费时间备注合计绑扎钢筋笼7h开料、绑扎、吊运入模36h调整底模、外膜4h由GCP软件输出数据调模钢筋笼移入模床4h安装预留孔洞、固定波纹管拉入内模1h将内模放入固定位置并固

11、定灌注混凝土3h试验、浇注、收面养生13h（初始养护）含静停时间拆除模板1h测量已成梁片数据、拆模推拉梁段就位3h将梁片移入整修区整修标准节段生产周期表3-2施工步骤所费时间备注合计绑扎钢筋笼5h开料、绑扎、吊运入模24h调整底模、外膜5h由GCP软件输出数据调模钢筋笼移入模床1h安装预留孔洞、固定波纹管拉入内模1h将内模放入固定位置并固定灌注混凝土2h试验、浇注、收面养生11h（初始养护）含静停时间拆除模板1h测量已成梁片数据、拆模推拉梁段就位3h将梁片移入整修区整修7、梁段运输预制厂与拼装现场相距90km长途运输过程梁段保护是个需要特别重视 的问题。经过与运输单位和预制单位充分沟通，我们否

12、定了投标阶段的方案 水路+14km陆路，而采取全陆路方案，全路程基本上全部为高速、一级 公路，路况良好，这样避免了装船、卸船再装车的倒运可能对梁段产生的外 观影响。预制的施工流程如图3-37建筑资捽下我戟也域龙网固定端模为了确保整个运输过程的质量、数量和安全特制定了下面几个保证措施。1、确保车况和装备良好。投入 34台车况良好的牵引车：其发动机、变速箱以及刹车系统完成二保，轮胎为全新钢丝胎，同时车上装有GPS卫星定位系统，每台车配备2个驾驶员。2、加强人员的培训和教育。对所有参与预制件运输的调度、驾驶员及 维修人员进行针对性培训，与专业运输队共同制定较为严厉的违规驾驶和操 作处罚措施，加强对参

13、与人员的管理，提高其安全意识。3、控制运输时间和行车速度。尽量把运输时间控制在白天时间，减少 出交通事故的可能以及妥善处理可能有的事后善后工作。其次是通过每台车 上安装的GPS卫星定位系统，随时掌握车辆位置、方向和速度。4、确保构件绑扎牢靠。结合运输单位以往经验，并经反复讨论，确定 的绑扎方案为：构件下支垫两根 20cm 10cm 310cm枕木（如有破损应及时 更新）,用两个3t葫芦及钢丝绳与车板下的挂勾相连，分两道将构件紧紧固 定在平板车上，在构件的转角部位用特别加工的角铁套在钢丝绳下起保护作 用。这种捆绑方法简单、科学、合理、可靠。整个工程804片梁段的运输过程没有出现质量和安全事故。五

14、、测量监控短线法预制过程的测量监控需要，对每个节段预制过程的测量数据进行 分析和计算，得出下一节段预制过程需做的调整，并用软件计算出箱梁节段 上预埋特定点在架设时的理论坐标和高程，供拼装架设阶段测量控制用。从 而达到用简单的距离、高程测量调整代替繁琐的三维数学计算和控制。具体的操作步骤为：1、基础数据库的建立。把设计提供的六点坐标、桥梁平、竖曲线要素以 及预拱度输入软件，作为基础数据库和计算依据。设计提供的预制六点坐标 是节段预制分割的依据，包括坐标和高程；2、现场数据采集。湿节段预埋安放好六个控制点后，及时测量采集数据， 供输入软件进行计算。所需的测量仪器有精密水准仪、钢尺、偏置尺、经纬 %

15、 仪、全站仪和标尺等。3、计算分析。把现场采集的数据（包括梁顶面埋设的测量钉、铝槽的位 置和高程，以及梁段的本身尺寸）输入 GCP软件得出偏差值，并可分析出该节段移到匹配段位置时的具体位置。4、现场调整。包括对匹配段的调整和模板系统的调整。前者现场操作时 通过台车上的4个四个液压千斤顶和左右侧的两个丝杠进行六度调整，使即 将浇筑的下一节段尺寸准确。模板系统按要求调整至合适的位置和高度。5、拼装架设坐标的形成。待整孔全部节段预制好后，该软件会根据所有 输入的节段现场数据，自动生成拼装架设过程测量控制的六点坐标。测量监控示意如图3-4。Q 目标柱匹配节段待浇节段测量塔图3-4 测量监控示意图六、质

16、量控制和外观保证本工程由于合作单位有着丰富的施工经验，加上监理和我方驻厂人员的 认真、负责监控，所生产的构件“内实外美”，得到了各方的好评，拼装过程 也没有发现有质量问题，可以说在质量控制上是非常成功的。总结起来，有 以下几条成功经验：1、人的因素是关键：节段梁预制短线法施工，工序繁多，工序间衔接紧 凑，现场组织和管理要求非常高，如果没有一批丰富经验和管理经验的人员, 是很难想象的；2、物的因素：首先是需要有一批设计先进、制作良好的节段模板系统， 来保证产品的外观质量良好和尺寸准确无误；其次，砼原材料的质量把关是一个必不可少的要件。本工程正是因为有了一个成熟的砼配合比，才能在早 期强度、施工和

17、易性等方面满足施工要求，又因为在水、石子、砂等原材料 进场时严格控制，才保证了构件颜色均匀一致。3、严格的制度作保证：每一道工序，现场的每一项工作都有相应的责任 人，出了问题就采取严明的处罚措施，体现了外资企业的管理特点。由于分 工明确、责任到人，整个现场施工始终能有条不紊地进行，自然的质量水平 能保持在一个良好的状态。4、高标准要求：有了前面几个因素作为基础，我们提出了一套很高的产品质量标准，并严格贯彻执行，收到了很好的效果，具体如表3-3。节段梁施工控制标准表3-3项目允许偏差（mm）检验方法轴线位置梁4钢尺垂直度梁4经纬仪标咼梁±水准仪截面尺寸10钢尺表面平整度42m靠尺和塞尺

18、预留孔中心线位置3钢尺预留洞8预埋件5主筋混凝土保护层厚度梁+5,-3钢尺预应力管道位置距跨中4m范 围4钢尺其余6七、解决的施工技术问题V,因设计单位也是第一次接触节段梁预制，设计过程难免存在问题施工过程我们克服和解决了许多技术问题。现摘录几个适当说明：1采用二次浇筑解决预制困难和拼装测量问题。底板临时张拉基座，高 出底板40cm尺寸为60cm< 80cm由于箱梁内腔空间较小，内模推进后里面 的操作空间更小，要在砼浇筑阶段施工操作起来很困难，又因临时基座钢筋 较密还布置有预留孔，容易出现偏差，故向设计提出采用二次浇筑。中央疏散平台基座，高出顶板面 25cm尺寸为40cm< 40cm,其位置刚好挡住了预埋铝槽。如修改基座位置可能造成与其上部的机电等系统冲突；如 移动铝槽位置，则GCP软件需为此另行设计一个计算程序，涉及到程序更改 很麻烦。故建议设计把该部分更