短线匹配法节段梁双向测量监控预制施工工法DOCWord下载.docx
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2.3明确了测量监控系统精度等级，增加了节段梁成品验收标准项：
控制点坐标偏差、高程偏差。
2.4创新“四点尺量法”，用以对传统“六点全站仪法”的复核，通过“双向”监控，减少了人为等因素对测量误差的累积，根本上保证了测量精度的有效控制，从而实现节段梁线型的精确预控。
2.5明确了配套测量系统的相关测量构件、测量放样精度控制要求、匹配工艺中对模板调整的精度控制要求。
2.6综合短线法预制梁段的施工特点，结合梁段情况，对梁段实现批量工厂化预制，产品质量可靠，工效高。
预制后可获得足够的养生时间和材龄，在拼装完成后混凝土的收缩徐变小，对测量数据影响小。
2.7通过对测量、数据分析、匹配等各个环节的精雕细琢，最大程度上减小了数据误差对线型控制的影响，并建立起整个新型测量监控系统，大大提高了成品节段梁的预制精度，根本上保证了桥梁线型。
3.适用范围
施工工期紧、梁段数量多、精度要求高，有纵向和横向曲线、弯桥上行车道有超高过渡段、大规模连续梁、连续刚构等类型桥梁节段梁预制施工。
4.工艺原理
4.1短线匹配法节段梁预制原理
根据箱梁的结构型式及成桥的线形特点，在预制厂设置多个专用短线法预制台座，各台座同时作业，所有梁段都在预制台座上进行浇筑，浇筑时，待浇梁段一端设固定端模，另一端则为已浇好的前一梁段端面（除每个“T”的第一块梁段外，该梁段一端为固定端模，另一端为移动端模），以形成匹配接缝来确保相邻块体拼接精度，当后一梁段浇筑完成并初步养生、拆模后，前一节段即运走存放，而把新浇梁段转移到其位置上作为匹配梁段，循环预制完成各跨箱梁节段。
4.2六点法节段预制线形控制原理
一般情况下,梁体的设计线形（即梁体的实际空间位置）为整体坐标系,而在节段预制时,匹配节段的方位是相对于待浇节段的相对坐标，属于待浇节段的局部坐标系。
为了得到匹配节段的正确相对位置,需将匹配节段上两个中线标和四个水准钉的自身局部坐标转换成待浇节段的局部坐标。
匹配节段位置的确定其实就是从一个局部坐标系到另一个局部坐标系的坐标转换过程,这就是短线法节段预制线形控制的原理。
4.2-1六点法坐标系统的建立
短线匹配法预制的主要作用就是通过控制各预制节段匹配的空间位置，从而达到节段拼装后梁体的线型满足设计线型的要求。
为此需建立两个参考数据系统作为预制单元定位的运算：
1、总体参考系统
总体参考系统把整个桥梁的外形变化确定，每一段桥跨内每一节段缝都有确定的三维坐标数据，称之为桥梁总体坐标系统。
2、预制单元参考系统
预制单元参考系统描述每一节段从“浇筑节段”到“匹配节段”的三维数据变化，称之为预制局部坐标系统，是以固定端模上部的中心为坐标原点的参考系统（图4.2-1-1）。
图4.2-1-1预制单元参考系统
4.2.2控制点的布置及节段线形的确定
在每个节段的前、后两端分别设置3个线形测试点，即每个测试断面应设置路中线及左右3个测点。
形成3条控制线，即连接位于节段顶面中心线上BH、FH的线确定节段平面线形，称为水平控制线。
连接位于腹板顶部BL、FL和BR、FR的两条线确定节段立面线形和接缝横坡，称为高程控制线。
详见图4.2.2-1所示。
图4.2.2-1预制阶段控制点及控制线的布设
4.2.3节段预制误差修正方法
梁段预制过程中产生的误差可以分为两种：
梁长误差和偏角误差。
（1）梁长误差。
梁段在预制过程中，由于多种因素影响，会使梁段的实际轴线长度与理论轴线长度不一致。
（2）角度误差。
梁段实际浇筑后匹配梁段的位置发生改变，造成了现浇梁段与匹配梁段之间的夹角发生改变，导致了角度误差的产生。
在预制过程中平面、立面都会产生角度误差。
模拟一条通过节点1、2、……{，和k的三次样条曲线，并且保证其在边界节点上保持和理论控制线相同的切线斜率。
用这样的样条曲线替代直接纠正法后，修正夹角β1改善成为β1′。
待浇筑节段修正的理论控制线经过若干个节段后再次与原理论控制线重合。
详见图4.2.3-1所示。
图4.2.3-1三次样条曲线拟合法示意
4.3短线预制“四点间距”控制原理
图4.3-1短线预制“四点间距”控制系统平面示意图
1至4号点为现浇梁段终凝前布置的定位点，5至8号点为匹配段在其现浇阶段布置的定位点。
其中定位点1、2用螺栓固定在端模上，定位点3、4分别用螺栓与匹配段上的定位点相接。
由架设在稳定平台上的精密水准仪测得1至8号点的高程（其中固定端模中点作为高程水准点）；
由钢卷尺测得1至8号点的两两间距（钢卷尺的测量值需进行温度改正，垂曲改正，尺长改正）。
通过间距计算得出1至8号点的平面相对位置关系，并计算L12的中点O1，L34的中点O2。
由测得的坐标，分别构成：
1、4所在的左侧高程控制线；
2、3所在的右侧高程控制线；
O1、O2所在的中轴偏位控制线，以3条控制线的空间位置确定桥梁的线形与姿态。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1短线匹配法节段梁预制
5.1.1短线匹配法节段预制流程图见图5.1.1-1：
图5.1.1-1短线匹配法节段梁预制流程图
5.1.2模板加工及安装
整个钢模板系统委托专业厂家制造。
模板系统包括底模、侧模、固定端模和内模。
模板的安装顺序为：
底模安装、侧模安装、（吊入钢筋骨架）、内模安装。
模板系统详见图5.1.2-1，图5.1.2-2：
图5.1.2-1台座模板构造图
图5.1.2-2台座模板现场照片
1、端模
（1）固定端模
固定端模由δ10mm钢板做面板，加劲后与固定在地面的支撑锚固支架连接，安装时，端模与内模、底模及侧模通过螺栓联成一体。
见图5.1.2-3，图5.1.2-4。
图5.1.2-3安装固定端模测量定位图5.1.2-4浇筑前固定端模测量调整
（2）匹配梁段的定位:
现场施工技术人员根据测量人员提供的数据，对匹配梁段实行初步定位。
底模台车纵向长距离移动通过5t卷扬机牵引，细步移动则通过10t手拉葫芦进行移动。
横向则通过底模台车上的横向千斤顶进行调整。
测量人员观测匹配梁段，指挥人员对操作底模台车上的油压千斤顶和及挂设的10t手拉葫芦进行纵、横向及水平标高精确定位。
定位后旋下底模上的四个螺旋撑脚，并使其受力，卸落底模台车千斤顶，完成受力支点的转换。
测量对匹配梁段再次测量，并输入数据至监控程序，精度达到要求并通过误差校核则合拢侧模，如达不到要求，则顶升千斤顶重新定位。
见图5.1.2-5，图5.1.2-6。
图5.1.2-5匹配段放样图5.1.2-6调整匹配段
2、底模
底模面板采用δ10mm厚钢板，纵横向设加劲肋，面板下面为底模支撑平台。
见图5.1.2-7，图5.1.2-8。
图5.1.2-7安装底模测量图5.1.2-8安装好后的底模
3、侧模
侧模采用8mm厚的优质钢板，配纵、横向肋，通过钢结构支架进行支撑，桁架上设螺旋调节系统，可进行水平和竖向调整。
见图5.1.2-9。
图5.1.2-9侧模构造图
4、内模
（1）内模由δ6mm钢板制成，设加劲肋。
见图5.1.2-10。
图5.1.2-10打磨上油后的内模图5.1.2-11钢管顶撑
图5.1.2-12安装收口网图5.1.2-13安装横隔梁预埋钢筋
（2）收口网模板：
A类梁段预制使用收口网模板。
收口网模板在钢筋骨架绑扎过程中就安装于钢筋骨架内（因腹板挖空，故收口网模板安装平面位于腹板二层钢筋骨架之间），在钢筋骨架吊放入模后，以两端的钢内模为依托，用型钢对收口网模板进行加固。
收口网模板竖向钢管支架背肋钢管按30cm间距设置，水平钢管背肋按60cm间距设置。
见图5.1.2-12，图5.1.2-13。
5、脱模剂
选择液压油作为箱梁预制脱模剂。
涂刷时，现在模板表面涂刷一层液压油，再将表面多余的液压油用新土工布擦拭均匀，要求模板清洁干净且涂刷均匀。
对安装好钢筋的模板，要经常性进行清洁，确保模板表面干净、无垃圾。
见图5.1.2-14，图5.1.2-15。
图5.1.2-14涂刷液压油图5.1.2-15吸尘器吸焊渣、铁屑
6、隔离剂
选择的是双飞粉＋洗洁精＋水作为匹配面隔离剂。
配合比均为：
双飞粉：
洗洁精：
水＝1：
0.55：
0.16。
涂刷时要求均匀涂刷两遍，并在钢筋骨架入模前完成并检查，对涂刷不均匀处或较薄处及时进行补刷。
在梁段脱开后，及时用钢丝刷和清水清理干净。
见图5.1.2-16。
图5.1.2-16隔离剂涂刷
7、模板安装验收
模板进场需进行验收。
在节段梁开始生产后，模板要进行质检验收，验收合格后，方可进行下道工序施工。
5.1.3钢筋下料、钢筋骨架绑扎、预应力管道加工及安装
本工序的主要工作内容有：
钢筋骨架绑扎、预应力管道的安装及定位、预埋件的安装及定位、混凝土垫块的布置、钢筋骨架吊点的设置。
1、钢筋半成品下料
钢筋统一在钢筋加工厂制作成半成品，编号分类堆存。
所有钢筋均采用数控弯曲机弯制，拉钩筋采用数控弯箍机弯制，为了加强半成品质量控制，每种类型钢筋均制作半成品标准件，并严格执行工序检验制度。
见图5.1.2-17，图5.1.2-18。
图5.1.2-17数控弯曲机弯制图5.1.2-18数控弯箍机
2、钢筋骨架绑扎
钢筋绑扎在钢筋胎架上进行。
钢筋绑扎全部采用满扎，钢筋骨架在绑扎台座上绑扎。
箱梁节段钢筋绑扎的顺序为：
底板钢筋绑扎→腹板及横隔板钢筋绑扎（预埋）→顶板（含翼板）钢筋绑扎。
见图5.1.2-19~图5.1.2-23。
图5.1.2-19钢筋骨架在绑扎台座上绑扎
图5.1.2-20绑扎底板钢筋图5.1.2-21绑扎腹板钢筋
图5.1.2-22绑扎横隔板钢筋图5.1.2-23绑扎顶板及翼缘板钢筋
3、预埋管件的安装、定位
在钢筋绑扎的同时，进行所有预埋管件的埋设。
主要包括：
体内预应力波纹管（锚垫板）的埋设、预制节段临时吊点预埋件、预制节段临时预应力预埋件、体外预应力束在转向块和墩顶块的预埋钢管、体外预应力束限位装置预埋件、中跨合拢段劲性骨架预埋件、边跨湿接缝临时定位装置预埋件、墩顶梁段（0#段）临时固结预埋件、通风孔、泄水孔、其它附属设施预埋件。
（1）预埋管（如波纹管等）进场时，核对其类别、型号、规格及数量，并对其外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗漏及抗弯曲渗漏等进行检验。
安装时，要准确定位，管道要平顺，按设计给定的曲线要素安设采用“#”字型钢筋定位，定位筋在直线段按0.8m的间距设置，曲线段按0.5m的间距设置。
锚垫板要与管道中心线垂直。
垫板与波纹管接头处用胶带严密包缠防止混凝土浇注时漏浆堵塞管道。
当预埋管（特别是预应力管道）位置与钢筋位置发生冲突时，可以适当移动普通钢筋。
为了保证波纹管位置及对接口的准确，在波纹管的端头用锥形橡胶塞封堵，并用封口胶带密封，橡胶塞通过螺栓锚固在固定端模上，固定端模上的螺栓孔根据设计图纸准确放样。
匹配梁段与待浇梁段波纹管采用内衬气囊穿过，先将气囊穿过，再用空压机充气压紧波纹管，这样既保证了波纹管对接口的准确性，又确保脱模后梁段端面波纹管封口规则、美观。
见图5.1.2-24~图5.1.2-26。
图5.1.2-24橡胶塞安装图图5.1.2-25内衬气囊
图5.1.2-26成型后波纹管管口外观图图5.1.2-27PVC管灌砂
（2）支座预埋孔采用波纹管灌砂，以防止变形。
见图5.1.2-27。
（3）墩身临时固结预埋件，采用镀锌波纹管管砂防止孔道变形。
图5.1.2-28，图5.1.2-29。
图5.1.2-28镀锌波纹管灌砂图5.1.2-29临时固结预埋件
（4）临时吊点，在每个吊孔底预埋一块镀锌45*45*2cm钢板，采用已加工好的钢管预埋，待混凝土终凝后拔出，见图5.1.2-30，图5.1.2-31。
图5.1.2-30临时吊点图5.1.2-31预埋镀锌钢板
（5）临时预应力预埋件，采用已加工好的钢管预埋，并与钢筋加固，待混凝土终凝后拔出，见图5.1.2-32，图5.1.2-33。
图5.1.2-32临时预应力预埋件图5.1.2-33成型后的临时预应力预留孔
4、保护层垫块的布置
钢筋骨架的保护层通过安装在钢筋骨架上的花瓣形砂浆垫块来形成，垫块的厚度按25mm+2mm控制。
安装时，垫块按梅花型布置，间距不超过1m，并用扎丝固定牢固，底板与腹板交接处按40*40cm布置。
花瓣形砂浆垫块绑扎效果见图5.1.2-34。
图5.1.2-34砂浆垫块绑扎效果图
5.1.4钢筋骨架吊运、入模
绑扎成型的钢筋骨架经验收合格后即可吊装，吊装由10t龙门吊完成。
为防止变形，钢筋骨架吊装时，采用专用吊具多点（20个吊点）起吊，每个吊点处设置一个花篮螺丝，可以调节松紧。
钢筋骨架上的吊耳用Φ20的圆钢弯制而成，吊耳与钢筋骨架的主筋焊接，焊缝长度不小于16cm，并对吊耳四周60cm范围内的主筋交叉点进行点焊。
吊装时，保护好各种预埋管件不受损伤。
对于不能及时入模浇筑混凝土的钢筋骨架要用防雨棚遮住，防止日晒雨淋后生锈。
见图5.1.2-35，图5.1.2-36。
图5.1.2-35钢筋骨架吊运图5.1.2-36钢筋骨架入模
入模后要对所有预埋件（固定波纹管，临时吊点等）进行定位，检查，防止松动。
尤其是对保护层的验收最为重要，严格执行质检验收制度。
5.1.5混凝土浇筑
砼浇筑程序：
填写混凝土浇筑申请单，报监理签字→通知试验室开盘→试验室填写混凝土浇筑通知单给拌合站拌合→监理见证现场检测混凝土性能，合格→砼料入模。
混凝土浇筑顺序为：
先浇筑底板倒角处，再用溜槽及窜桶浇筑底板，而后浇筑腹板，最后浇筑顶板。
浇筑底板混凝土时，通过固定端模支架操作平台上的浇筑孔设置小料斗，小料斗下方设溜槽布料到底板，浇筑腹板和顶板时直接从顶面布料，严格控制布料分层厚度在30cm，特别是浇筑腹板时严禁一次布料过多造成气泡排出困难。
见图5.1.2-37。
底齿板锚垫板后方因钢筋密，振捣困难，在该处模板上开布料和振捣孔，振捣完成后用匹配的钢板封堵，为确保该部位混凝土密实，用50振捣棒振捣后用30振捣棒复振一遍。
腹板靠内模侧因气泡排出困难也需用30棒复振一遍，振捣时严禁振动棒直接碰撞模板、波纹管、预埋管件等。
需特别注意加强锚垫板位置混凝土的振捣，确保该位置混凝土密实。
图5.1.2-37混凝土浇筑
5.1.6拆模及养生、凿毛
混凝土强度达到60%后，可以拆模。
拆除前试压同步养生试块。
养生方法为土工布覆盖养生，从砼终凝后进行洒水，保持混凝土表面湿润，养护7天。
见图5.1.2-38。
凿毛采用凿毛机凿毛，不仅操作方便，而且整个断面凿毛均匀，比较规范，见图5.1.2-39。
图5.1.2-38覆盖土工布洒水养生图5.1.2-39凿毛机凿毛
5.1.7梁段移存
待混凝土强度达到40MPa进行梁段移存。
5.2六点法预制测量控制
5.2-1六点法测量控制流程
六点法预制测量控制流程图见图5.2-1-1。
图5.2-1-1六点法节段梁预制全过程流程图
5.2.2固定端模调整
放样前，调整固定端模，使其与（测量塔——目标塔）两点所构成的直线垂直。
以固定端模中点为局部坐标原点I1，测量塔——目标塔所在直线为X轴，按右手螺旋定则，相应构建Y轴，Z轴。
见图5.2.2-1、图5.2.2-2。
图5.2.2-1测量塔建站观测图5.2.2-2固定端模调整
5.2.3匹配段初步放样
放样前由程序计算出匹配段各定位点在局部坐标系的下的坐标。
首先沿X方向放出FH1号点的x坐标，由此控制现浇段梁长；
之后分别放出FH1、BH1号点的y坐标，控制匹配段的水平偏位，即由此控制匹配段中轴线与现浇段中轴线之间的水平夹角；
最后放出FL1、FR1、BL1、BR1定位点的z坐标，从由此控制匹配段上表面与现浇段上表面的竖向倾角。
见图5.2.3-1、图5.2.3-2。
图5.2.3-1全站仪定位点示意图图5.2.3-2全站仪匹配梁放样
5.2.3匹配段复测
匹配段初步放样后，合上台座侧模，吊入钢筋笼进行浇筑前的各项准备工作。
浇筑开始前复测各定位点坐标，若出现较大偏差进行二次调整，直至符合定位要求。
定位完成后，开始浇筑梁段。
见图5.2.3-1。
图5.2.3-1全站仪匹配梁复测图5.2.4-1成品梁全站仪数据采集
浇筑过程中，匹配段其梁体自身发生的变形忽略不计。
5.2.4成品梁数据采集
浇筑完成后，布置定位点FL2、FH2、FR2、BL2、BH2、BR2。
由全站仪采集全部15个定位点在局部坐标系下的坐标，了解匹配段与现浇段在浇筑过程的相对变化。
代入程序进行下一阶段的理论计算，确定后续浇筑梁段的调整值来修正已浇筑梁段的误差。
见图5.2.4-1。
5.3四点尺量法预制测量控制
5.3.1短线预制“四点间距”控制系统实操方法
图5.3.1-1短线预制“四点间距”控制系统平面示意图
浇筑前，放置定位点1、2、3、4。
其中定位点1、2是以固定端模为参考系，在现浇段上表面位置投影放置（由精密构件确保1、2号点相对固定端模的位置始终不发生变化）。
匹配段放样：
放样前，由程序计算出定位点间水平距L15、L26、L16、L25以及定位点5、6、7、8相对固定端模的高差。
由两条钢卷尺同时放出L15、L25，由此确定5号定位点的水平位置；
同时放出L16、L26以此确定6号定位点的水平位置。
由图示可知，L15、L26控制了现浇段的梁长，L16、L25控制了现浇段与匹配段水平面的夹角，至此完成了匹配段水平位置的定位。
最后，由精密水准仪放出定位点5、6、7、8相对端模的高差，由此控制匹配段上表面与现浇段上表面的竖向倾角。
见图5.3.1-2。
图5.3.1-2匹配梁尺量法定位图5.3.1-3尺量法数据采集
浇筑完成后。
用钢卷尺测量L17、L18、L78确定1号点浇筑完成后的相对匹配段的精确平面位置。
同理，由L27、L28、L78，L13、L23、L14、L24、L12确定定位点2、3、4的相对匹配段的精确平面位置。
由1、2的平面位置得出固定端模与匹配段间水平面内的相对变化。
再用精密水准仪测量各定位点高程，得出固定端模与匹配段间在高程上的相对变化。
图5.3.1-3。
5.3.1数据复核、修正
节段梁预制时，匹配梁段均采用“六点坐标”控制系统进行放样（即用全站仪进行定位点坐标放样）。
节段梁浇筑完成后，由“六点坐标”控制系统，“四点间距”控制系统，分别进行回测数据采集。
将各自的回测数据分别带入代入节段预制线形控制软件，进行下一阶段的理论计算，确定后续浇筑梁段的调整值来修正已浇筑梁段的误差。
6.材料与设备
6.1主要材料
钢筋、水泥、外加剂等均为常规材料，无需特别说明。
采用节段梁新型测量预埋构件，此构件设计合理，从加工到安装均简便快捷，既可同时运用四点尺量法、全站仪六点法又提高了测量精度，更易于控制成桥线形。
见图6.1-1~图6.1-4。
图6.1-1全站仪六点法放样图6.1-2尺量法采集数据
图6.1-3浇筑在匹配梁内的构件图图6.1-4待浇段构件安装效果
6.2主要机具设备
采用的主要机具设备见表6.2。
表6.2单条生产线主要机具设备表
序号
设备名称
型号规格
数量
用途
1
龙门吊
10T
钢筋骨架吊装
2
125T
提梁转运
3
装载机
ZL-50
上料
4
混凝土罐车
8方
运输混凝土
5
拌合站
120型
搅拌混凝土
6
交流电焊机
500型
钢筋安装
7
插入式振动器
50
混凝土振捣
8
附着式振捣器
高频
9
节段梁专用台座模板
套
节段预制
6.3测量仪器设备
测量仪器设备见表6.3。
表6.3测量仪器设备表
仪器名称
全站仪
徕卡TS30
1台
回测数据采集
徕卡TCR1201
匹配平面坐标放样
徕卡TS09
2台
匹配平
升级会员 