1、節段預制拼裝施工工藝工法（QB/ZTYJGYGF-QL-0508-2011）橋梁工程有限公司 張建科 劉濤1 前言1.1 工藝工法概況簡支梁預制節段拼裝主要是由現場預制懸臂工藝演變而來，由于現場預制懸臂工藝有現場施工復雜和質量控制較難等限制，因而衍生簡支梁預制節段拼裝的工藝。隨著現代化城市建設的迅速發展，交通問題日益突出，城市的道路交通需要發展城市高架道路及軌道交通。而城市發展對高架橋和軌道交通要求造型優美、外觀質量高、混凝土徐變影響小、施工對周邊環境和地面影響小。符合以上施工要求的設備和施工技術，節段預制拼裝就是其中之一，該工藝經濟高效，成為一種系統化的施工方式。1.2 工藝原理節段預制拼裝

2、施工工藝工法，其原理就是將橋梁上部結構劃分為若干標準節段，在預制場地匹配預制完成后，在現場用架橋機等專用拼裝設備在橋梁下部結構之上，按次序逐塊組拼，同時施加預應力，使之成為整體結構，并沿預定的安裝方向進行逐跨推進、逐跨拼裝。2 工藝工法特點2.1預制構件在架設之前存放場地保養一段時間，從而減少了拼裝架設成梁后混凝土的收縮和徐變。2.2 較少的現澆有利于環境的保護。2.3 梁體的預制可與橋梁下部結構施工同步進行，可縮短施工工期。2.4 建設工序上提供了大量的機動性，對市區的交通樞紐和其它的擁擠地區保護道路具有積極意義。2.5 機械化程度高，適合于長大橋梁快速施工。2.6 現場逐段拼裝調整，有利于

3、上部結構線形控制。3 適用范圍本工藝工法適用于中等跨徑（3050m）、橋梁總長度較長的海上、大型河流湖泊、山區橋梁以及城市高架與輕軌等上部結構箱梁施工。4 主要技術標準鐵路混凝土工程施工質量驗收標準（TB10424）高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準（TB10752）混凝土結構工程施工及驗收規范（GBJ50204）公路橋涵施工技術規范（JTG/T F50）5 節段預制拼裝施工方法節段預制拼裝施工工藝工法是將整跨梁梁體沿垂直于橋梁縱軸線方向切割，將梁體劃分為若干個節段，將擬建橋梁的空間設計坐標轉換、分解成為預制廠內各個節段的預控制坐標，在預制廠內采用密貼鑲合匹配澆注法將所有節段逐一制作完成；在施工

4、現場采用特種大型架橋機設備將高精度制作完成的梁體節段，沿橋縱向循序排列，并連接成整體就位于橋梁墩臺上。連接方法有兩種，一種為采用專業混凝土粘結劑粘結的干拼法，第二種為預留連接鋼筋采用在膺架上澆筑連接混凝土的方法，稱濕拼法。6 工藝流程及操作要點6.1 施工工藝流程節段預制拼裝在施工過程中，應選用合適的造橋機，技術參數：最大吊掛重量、架設梁跨度、最大起吊重量、調梁小車起重量、適應縱坡、適應平曲線半徑、行走速度、整機總重量、整機總電容等。具體施工工藝流程圖（見圖1）。不合格節段廠內預制返修濕拼干拼節段運送膺架拼裝壓漿封錨拼裝節段安裝梁底支座造橋機拼裝、移動落梁吊裝節段吊裝節段安裝梁底支座連接預留鋼

5、筋、澆筑連接處混凝土張拉臨時預應力整跨箱梁永久性預應力束張拉整跨箱梁永久性預應力束張拉壓漿封錨膺架移拼造橋機過孔重復吊裝、拼裝其余各孔自檢施工驗收圖1 節段預制拼裝施工工藝流程圖6.2 操作要點6.2.1 干拼法施工節段梁進場后，首先進行檢驗。檢驗內容主要包括六點坐標預埋點的設置，吊裝孔、頂板臨時張拉臺座安裝孔、底板張拉臺座預留孔的大小及位置，如果有問題，及時進行處理，防止架設時無法進行安裝。同時檢查節段的端面是否潔凈，當有污泥和灰塵首先進行清理和清洗，確保環氧樹脂系膠結劑的粘結力。1 喂梁下承式架橋機喂梁方式可采用橋上喂梁和橋下喂梁，喂梁時按照節段梁拼裝的順序進行。2 吊梁當運梁車將節段梁運

6、至架橋機正下方，通過龍門吊把懸掛梁垂直放下，在節段梁上預留孔，將懸掛梁上的孔與節段梁的孔一一對應，穿四條高強鋼筋，在節段梁腹腔內的每一條高強鋼筋上，按照設計及施工要求，先穿一塊鋼墊板，然后再用螺母緊固。當施工人員從節段梁腹腔出來后，指揮員可發出吊裝指令。提升過程中要勻速平穩。3 節段梁的定位為確保節段梁的準確定位，在臨時張拉前首先根據預制廠提供的六點坐標進行施工控制坐標的轉換，采用水準儀和全站儀按照轉換后的六點坐標控制節段梁的空間位置，確保每一孔每一節段梁的正確位置。第一塊節段是整跨的起點，直接控制著整跨的線形及標高，故在進行安裝時必須精確定位，并做好臨時固結。1） 里程控制。懸掛梁沿架橋機主

7、梁縱向移動，使其里程達到設計要求。2） 軸線控制。在已完成的橋面上設軸向控制點，用經緯儀校核節段梁軸線。如有偏差，利用懸掛梁上的水平千斤頂將梁體調整至正確位置。3） 高程控制，調整懸掛梁上的豎向千斤頂使節段梁高程控制點達到設計要求。4 節段梁膠拼施工1） 試拼在全部節段梁吊裝到位后，為保證兩梁段拼接面標高、傾斜度保持一致，減少涂膠后梁段位置的調節時間，在膠拼前進行試拼。試拼時，根據換后的六點坐標調整待拼節段梁空間位置，并以第一塊為基準逐塊靠攏，為保證梁段拼接面完全匹配，應檢查梁段標高、中線和拼接面情況，檢查預應力孔道的接頭對位，同時檢查臨時預應力鋼筋及張拉設備是否完善。試拼完成后將其移開0.4

8、0.5m（以便于涂膠就位即可）。2） 拌膠及涂膠環氧樹脂系膠結劑用攪拌器在約400轉/min狀態下攪拌23min，直到顏色均勻為止。涂膠厚度為1.5mm，節段梁截面均需覆蓋，涂膠過程以及拼裝后2h之內采取措施，防水防太陽照射。3） 臨時張拉在節段梁全截面環氧樹脂涂完畢，安裝預應力管道密封圈后，移動待拼梁段，準確對位拼接。利用節段梁頂板和底板上的混凝土齒坎（臨時張拉預應力緊固臺座），采用32精軋螺紋鋼作為臨時預應力筋，通過錨具和張拉千斤頂進行張拉，使環氧樹脂在不小于0.3MPa的壓力下固化。臨時張拉擠出多余的環氧樹脂系膠結劑及時刮除，并用檢孔器檢查預應力管道，確?？椎罆惩?。臨時張拉是為了接縫緊密

9、接觸，并保證在永久張拉前，節段之間不會發生錯動。5 支座安裝支座安裝先將地腳螺栓按設計位置放入支座墊石預留孔內，用定位框架定位后，注漿固定，注漿料完全凝固后，再擰緊螺母；支座上座板與箱梁支座預埋鐵焊接。支座安裝時應注意以下幾點：1） 支座順橋向的中心線必須與主梁的中心線平行；上、下座板橫橋向的中心線應根據安裝時的溫度計算其錯開的距離；錯開后，上、下座板的中心線平行。2） 支座安裝時，支座平面的四角高差不得大于2mm。3） 注漿時，應保證沒有空隙。4） 上座板與預埋件焊接時，應采用跳躍式斷續的焊接方法，逐步焊滿周邊。6 永久張拉整孔節段梁臨時張拉完成后進行永久預應力穿束，穿束前在臨時支架頂面或已

10、架完的梁面搭設穿束和張拉平臺。在永久張拉開始前，向監理工程師提交詳細說明、圖紙、張拉應力和延伸量的靜力計算。張拉時需在技術人員指導下作業，所有操作預應力設備的人員需通過正式培訓。根據設計張拉要求，按要求分批、分階段對稱進行張拉預應力筋。張拉程序020%k100%k；先張拉到初始噸位，測量伸長量（作標記），然后張拉到100%k，持荷5min后，測量伸長值并與理論計算伸長值比較（6%以內），合格后進行錨固。預應力張拉嚴格按照鐵路橋涵施工規范TB10203-2002的規定執行。7 落梁張拉過程中由于節段架上拱，架橋機中間懸吊吊桿承重逐漸減小，整孔節段梁的重量轉移到兩端懸掛梁上的主落梁油缸上。整孔落梁

11、前，先解除臨時張拉精軋螺紋鋼及中間懸掛梁吊裝精軋螺紋鋼，然后整跨梁的安裝位置可通過懸掛梁上的微調機構實現，保證中線及順橋向位置（里程）符合設計要求。整孔落梁時控制8套主落梁油缸同步動作將梁體落于支座上，落梁過程中防止梁體受扭。8 孔道壓漿孔道壓漿采用真空壓漿工藝，其基本原理：用真空泵抽吸預應力孔道中的空氣，使孔道內維持-0.06-0.08MPa的真空度；然后再孔道另一端用螺旋式壓漿機將水泥漿壓入預應力孔道。1） 壓漿施工技術要求：真空壓漿的主要設備包括拌漿機、真空泵和壓漿泵。將漿體采用同等級為42.5以上的普通硅酸鹽水泥，稠度為1422s；水泥漿調至灌注延續時間不超過45min，并在壓漿中不停

12、攪拌。2） 壓漿施工注意事項：張拉完后，應在24h檢查內無滑絲斷絲現象后及時進行壓漿，最遲不得超過48h，以免預應力鋼束銹蝕；孔道壓漿應按自下而上的順序進行，壓漿應一次作業中連續進行，并讓出口處冒出漿體，等冒出漿體的稠度與壓漿的漿體稠度相同時即可停止。9 封錨壓漿完畢后，進行封錨。封錨混凝土強度等級應與節段梁混凝土相同。10 架橋機過孔架橋機前移利用工作小車上的縱向推進油缸將其從一跨推進到另一跨。在移架橋機前，先檢查主梁、推進臺車是否解除約束，清潔滑板及滑道面，并補充黃油，檢查龍門吊停泊位置是否正確，主梁與鼻梁是否與節段梁有干涉，前托架是否張拉好。架橋機推進過程中，龍門吊始終停留在墩柱上，主梁

13、推進交替進行，每次推進行程為0.5m。架橋機前移由指揮員發出移機指令，在每個支撐托架上都安排人員，負責監視主梁、鼻梁移動情況及清潔滑道涂黃油，所有人員都必須服從指揮員的指令。1） 推進前移準備事項： 做好推進前的準備工作。在推進小車的內、外側支座架之間，安裝板夾。 確保門吊制動裝備處于可使用狀態。 檢查推進油缸的使用功能正常與否，確保液壓系統無泄漏。 檢查推進器和制動裝置是否正確安裝。2） 推進前移注意事項： 推進機手要留意推進油缸的壓力表上的壓力變化，如果出現壓力很大而主梁仍不能推進的情況，應立即停下來檢查原因，在解決問題后，并由指揮員發出推進信號后才能繼續推進。 推進機手當聽到有人喊停時要

14、立即停止推進，在檢查完畢并由指揮員發出推進信號后才能繼續推進。 在主梁推進過程中，為防止主梁傾覆或出軌，動態檢查主梁的垂直度和兩主梁的規矩是十分重要的，方法是主梁上懸掛垂線，檢查主梁的垂直度，由專人檢查兩主梁上的軌道距離是否在誤差允許的范圍內，當主梁距離超出誤差允許的范圍內時，應立即停止推進，檢查推進臺車、主梁推進臺車、主梁推進軌道、龍門吊等部件，分析原因，在解決問題后才能繼續推進。6.2.1 濕拼法施工1 地基處理根據現場地質情況，需檢算地基承載力是否滿足設計要求時，則需對地基進行處理。1）基底應力計算：式中：N作用于基底的合力（kN）；A支架基礎底面積（）；地基土的容許承載力（kPa）；當

15、基礎寬度b2m，基礎埋深h3m，且h/b4時，地基的容許承載力應按下式進行修改：式中：地基土按照深度和寬度修正后的容許承載力（kPa）；、地基土容許承載力隨基礎寬度和深度的修正系數，按持力層決定；b基礎底面的最小邊寬（m），當b2時，取b=2，當b10時，取b=10；h基礎底面埋置深度（m），對于受水沖刷的基礎，由一般沖刷線算起，不受水流沖刷則由天然地面算起；位于挖方內的基礎由開挖后的地面算起；當h3m時，取h=3m；基底以下持力層的天然容重（kN/m）；基底以下土的容重（kN/m）。2）地基處理。如大于，則需對地基進行換填或改良。換土墊層是指將基礎下面一定厚度的軟弱土層挖除，然后換以中砂、粗

16、砂、角（園）礫、碎（卵）石、灰土或黏性土以及其他壓縮性小、性能穩定、無侵蝕性材料，經拌合、分層回填夯（壓）實而成，作為地基的持力層。通過試驗和計算以確定墊層的鋪設厚度、寬度以及承載力等，以指導施工和控制質量。2 膺架拼裝采用鋼管腳手架、碗扣支架或門式支架搭設拼裝平臺。支架立柱可當作兩端簡支的軸心受壓構件計算，先初選構件類型（如鋼管、型鋼或門式支架等），再根據最大軸力的數據，按計算值選擇構件型號及截面，最后驗算抗壓穩定性和水平聯系桿的豎向間距（亦稱歩距即水平聯系桿的道數），并按結構要求設置掃地桿、剪刀撐、拋撐和纜風繩。3 節段梁架設及精調節段梁采用100t龍門吊把梁段調運至設計位置。梁段擺放在支

17、架縱梁的千斤頂上。縱梁上的螺旋千斤頂是高度可調的，螺旋千斤頂通過扣件與縱梁扣牢，以增加其穩定性。整孔梁全部架設完后進行精確就位，精確就位是指梁段縱向、橫向和豎向三個方向的調位滿足設計和規范要求。由于每一個梁段均放在四個螺旋支撐上，并且每個支撐點都有三個自由度，這三個自由度相互制約，調整其中一個必將影響其余兩個。所以梁段調位是一個反復調整，逐漸趨近的過程，故在施工中按先縱向調整橫向調整豎向調整縱向調整橫向調整豎向調整的次序反復循環調整，直至達到設計要求。4 濕接縫施工按設計圖紙綁軋鋼筋，要求梁段腹板接茬鋼筋要上下排列綁扎，留出振搗棒插入空間，以利振搗。濕接縫模板與梁段接觸處貼上薄海綿條，以防漏漿

18、。立模的順序依次為底模、側模和內模。底模支承在移動支架上，外側模與內側模用對拉螺桿拉緊與梁段密貼。濕接縫砼澆筑按底板、兩側腹板、頂板的順序進行，中間不能停頓。澆筑混凝土要對稱進行，依次從兩端向中間進行。整孔梁的所有濕接縫必須一次澆筑完成，中間不得停頓。當混凝土強度達到設計強度的70%后，拔出對拉螺桿拆除內外模板。拆出模板后應及時在新澆筑混凝土表面灑水養生。5最后進行永久預應力索張拉、壓漿、封錨（參照干拼法施工）。7 勞動力組織施工人員配置表（見表1），施工人員以一個班組作業考慮。表1 節段預制拼裝施工所需勞動力序號工種人員數量1領工員22架橋機司機43龍門吊司機44技術人員25修理工16測量工

19、47張拉壓漿工88電 工19混凝土工410其它88 主要機具設備節段預制拼裝主要機具設備下行式預制階段拼裝架橋機由主梁、支撐托架、落地支腿、推進工作小車、液壓設備、鼻梁、懸掛系統和龍門吊等部件組成。本工藝主要機具設備投入參見表2所示。表2 主要機具設備表序號設備名稱規格型號單位數量用途1下行式架橋機LG600t-35m臺1節段梁干拼法2龍門吊MG200-30m臺1節段梁存放與裝車3運梁車/臺3運輸節段梁4水準儀/臺1測量定位5全站儀/臺1測量定位6自動攪拌機/臺3環氧樹脂攪拌9 質量控制9.1 易出現的質量問題9.1.1 預應力管道預埋位置的準確性（管道預埋不準確，預應力束穿束困難）；9.1.

20、2 張拉過程預應力束張拉不均勻造成斷絲（張拉單根鋼束，分批次分階段進行張拉，單根鋼束不能一次張拉到位）；9.1.3 節段梁線形調整的準確性（必須調整的允許誤差范圍內，對穿束和整個線形有影響）；9.1.4 端頭梁架設位置準確（每孔端頭梁架設影響下孔梁的架設施工，架設前先檢查梁的尺寸，然后根據支座放樣進行精確定位架設）。9.2 保證措施9.2.1 測量定位控制為了嚴格控制預制節段梁的安裝誤差，必須配備專職測量人員和測量儀器。從墊石標高、支座安裝、墩頂節段定位、整跨落梁定位都必須精確測量，嚴格按照預制節段梁拼裝定位驗收標準控制安裝誤差。節段梁整孔拼裝完成后，應對整孔節段進行軸線、標高的測量，掌握其偏

21、差，以便采取措施，對整孔梁進行糾偏。1 測量控制點的布置：利用節段梁預制時已預埋的高程控制點和中線控制點，亦即“六點坐標”作為整孔節段梁的測量控制點。在已拼裝的節段梁面上，根據設計和預制提供的“六點坐標”復核實際拼裝的軸線和標高。2 軸線控制：節段梁拼裝為密貼鑲合拼接，每跨的首塊節段軸線直接決定整跨梁的軸線精度，因此，必須首先控制好首塊節段的軸線精度。當整孔梁的軸線偏差超出設計要求時，利用架橋機的雙向千斤頂對整孔梁進行糾偏，直至符合精度要求。3 高程控制：節段梁預制時，已將預拱度調整控制到節段梁預制尺寸中，拼裝時，通過調整支座的標高控制首段和末段的高程，直至符合設計要求。4 整跨節段梁撓度變性

22、測量：每跨節段拼裝過程中，應對整跨梁撓度變性進行測量，記錄測量數據以供分析，分別為：整跨節段梁拼裝完成時；整跨節段梁預應力張拉完成時；架橋機設備卸載后，將轉移到下一跨安裝。9.2.2 拼裝施工過程質量控制預制節段梁拼裝施工過程中的質量控制，直接影響到整孔梁的施工質量。如涂膠厚度不夠，臨時張拉應力不夠，施工時間過長，將有可能造成節段間不貼實，導致節段間漏水、漏漿。1 膠拼預制節段梁膠拼應在架橋機承載75%以上進行。預制節段梁膠拼前，先進行整孔節段梁之間的試拼，一方面可盡早發現拼裝過程中出現的異常情況，另一方面可縮短膠拼時間，避免涂膠過早而硬化。涂膠時應保證厚度均勻，厚度應1.5mm，同時應當盡量

23、縮短涂膠時間。涂膠完成后盡快進行臨時張拉，臨時張拉應力須0.3MPa。2 鋼絞線穿束、布錨、永久預應力張拉整孔節段梁膠拼完成后，應及時進行鋼絞線穿束、布錨和永久預應力張拉。鋼絞線下料長度應按設計要求執行，張拉端鋼絞線預留工作長度為約80cm，固定端長度為15cm。永久預應力張拉前應保證工作錨板、工作夾片安裝正確，檢查張拉設備是否運轉正常。3 整孔落梁永久預應力張拉及錨固工作完成后，進行的下一道工序就是整孔落梁。整孔落梁前，先解除臨時張拉精軋螺紋鋼及中間懸掛梁吊裝精軋螺紋鋼，用墩頂節塊懸掛梁上的液壓千斤頂將拼裝完成的整跨梁放低。在整跨梁放低前可用懸掛梁上的微調機構實現整跨的微調動作，調整整跨梁的

24、安裝位置，將各項允許偏差值控制在規定范圍內。4 孔道壓漿架橋機完成整跨落梁后，解除墩頂節塊懸掛梁吊裝精軋螺紋鋼，過孔進入下一跨節段梁的安裝。為了不影響施工進度，孔道壓漿可在架橋機過孔后進行。5 匹配面的錨頭封端處理封端錨頭實施上是一個槽口，錨頭和錨墊板有一定的厚度以及鋼束割斷后有預留長度。封端用的混凝土中應適當添加一些膨脹劑，防止混凝土因為收縮造成匹配面不密貼，甚至出現裂縫。10 安全措施10.1 主要安全風險分析10.1.1 調整梁段線形時根據現場實際情況用油頂對梁段進行調整對位，不能強行用油頂調整，特別是高度的調整，每調整一次及時用臨時支撐對梁段進行支撐，以防發生梁段側翻。10.1.2 預

25、應力鋼束張拉時必須隨時觀察梁段其他部位，以防腹部受力不均拉裂后發生意外。10.2安全管理保證措施10.2.1施工前安全技術措施1 根據當班任務安排，指揮、操作及監護人員必須分工明確、到位齊全。2 當班指揮檢查機組人員身體狀態及精神狀態是否良好，個人防護用品及通訊工具是否裝備到位。3 檢查氣象條件及作業場地，嚴禁在八級及以上大風、暴雨、大霧等情況下作業。10.2.2施工過程中的安全技術措施1 工作時應集中精力、聽從指揮。嚴禁在無指揮或信號不明的情況下操作設備，設備處于啟動狀態時，操作司機禁止離開遙控器。2 執行各項操作前，必須按電鈴35秒，提醒作業區域人員作業安全。3 作業時，禁止無關人員進入作

26、業區域，禁止在起吊的箱梁底下穿行、停留。禁止跨越橋梁中縫及倚靠在安全防護裝置上。4 遵守“十不吊”原則，保證所吊物品平穩、安全的起升和下降。操作司機有權拒絕危及人員及設備安全等違章指揮命令。5 嚴禁在設備運行過程中，對各轉動部分加注潤滑油，或進行修理和調整作業。6 設備起吊及運行過程中遇到支撐變形或竄動，梁體產生明顯裂紋或原有裂紋明顯擴大，異響或振動等危機人員、設備安全時，應立即按下緊急停機按鈕。必須在查明停機原因并完全排除后，方能重新啟動設備繼續作業。7 其它安全措施：橋墩及高空作業人員必須掛好安全繩，一跨箱梁架設完畢，應立即在橋梁中縫處安裝防護網，在兩邊及端頭設置防護欄。11 環保措施11

27、.1建立各種環境保護制度11.1.1環境保護檢查制度。定期、不定期地進行環保及水保檢查。采取群眾與領導相結合，自查與互查相結合，定期與經常相結合，專業與綜合檢查相結合。11.1.2環境保護獎罰制度。采取嚴格的獎罰措施，通過強制的經濟手段，對違反環境保護制度的單位和個人進行處罰，不斷促進廣大干部職工的環境保護意識。11.1.3環境保護責任追究制度。人和違反環境保護和水土保持有關規定，都要嚴格追究責任，一查到底。11.2廢棄物的處理11.2.1施工營地和施工場地的生活垃圾集中堆放，定時消毒處置。11.2.2施工中廢棄的易漂浮物品，及時收集清理，防止隨風飄揚，使自然環境不受侵害。11.2.3廢渣的堆積和廢棄不影響排灌系統和排灌設施。11.3水和空氣污染的預防措施11.3.1水的保護 1 施工廢水:分別按有關要求沉淀、凈化處理符合污水綜合排放標準（GB8978-1996）規定方可排放，并不得排入耕地、引用水源、灌溉渠道和水庫。2 生活污水：采用二級生化或化糞池凈化處理，符合標準后排放，防止對河流污染。施工期間，施工物如水泥、油料、化學品堆放嚴格管理，防止雨季或暴雨將物料隨雨水徑流排入地表及相應的水域造成污染。施工機械應防止漏油或施工機械運轉中產生的油污