摘要：節(jié)段箱梁預(yù)制過程的誤差分析及控制是預(yù)制拼裝施工工藝成功應(yīng)用的關(guān)鍵，本文針對節(jié)段箱梁預(yù)制、拼裝過程中的特點，結(jié)合桃花峪黃河大橋V標節(jié)段箱梁預(yù)制的實例，論述了施工過程的誤差來源，分析了預(yù)制誤差對橋梁整體結(jié)構(gòu)線形的影響，闡述了誤差調(diào)整的原則、方法。

關(guān)鍵詞：節(jié)段箱梁 誤差分析 誤差調(diào)整

1 概述

近年來，節(jié)段箱梁預(yù)制拼裝技術(shù)作為現(xiàn)代化的綠色施工方法在我國橋梁施工中也開始廣泛應(yīng)用；但由于節(jié)段預(yù)制施工方法對施工精度要求高，需要精確的測量控制和全面的預(yù)制誤差分析與調(diào)整。桃花峪黃河大橋引橋跨徑大，箱梁結(jié)構(gòu)中心線與道路中心線的外矢距大，為了保證全橋線形的美觀、平順，故采用“以折代曲”的方法，邊跨50m 跨分為14個節(jié)段，中跨50m跨（ 或51m跨） 分為13個節(jié)段，每一個節(jié)段在預(yù)制時均為直線，通過直線間的夾角形成圓曲線的變化。為了使固定端?？偸谴怪庇陬A(yù)制梁段軸線，必須按照如圖1-1所示對箱梁進行劃分，其中B5-0#節(jié)段作為每孔預(yù)制的起始節(jié)段，它的前后兩個面都將分別作為匹配面被匹配。本文結(jié)合桃花峪黃河大橋V標節(jié)段箱梁預(yù)制的實例，對節(jié)段箱梁在預(yù)制過程產(chǎn)生的誤差進行分析及調(diào)整的方法進行總結(jié)。

2 控制系統(tǒng)的建立

梁場局部坐標系用于指導(dǎo)梁節(jié)段的預(yù)制，以測量塔至后視點為X軸，右轉(zhuǎn)90°為Y軸，高程為Z（見圖2-1），理論上固定端模頂中部點處于該坐標系的原點處。至此就可用局部坐標系描述固定端模、匹配節(jié)段、待澆筑節(jié)段的關(guān)系。

為了便于節(jié)段拼裝線形控制的需要，每一預(yù)制梁段混凝土終凝前須設(shè)置六個控制測點（4個高程控制點和2個軸線控制點）。其沿節(jié)段中心線的兩個測點（FH，BH）用來控制平面位置，而沿腹板設(shè)置的4個測點（FL，F(xiàn)R，BL，BR）用以控制標高。軸線控制點為“十”字頭鍍鋅螺栓，標高點為U形鋼筋埋件（圖2-1）。測點埋件位置要求準確，并在待澆梁段混凝土達到預(yù)計強度后，對其做竣工測量，采集匹配段與待澆梁段上面12個預(yù)埋測控點（8個高程控制點和4個軸線控制點）在局部坐標系下的三維坐標值（X、Y、Z），以供對該節(jié)段的預(yù)制誤差進行分析、調(diào)整，計算下個預(yù)制節(jié)段的匹配坐標。

3 誤差的來源及分析

理論上每一個節(jié)段的梁長和匹配坐標都可以按照平曲線參數(shù)、分段參數(shù)和獨立控制坐標系統(tǒng)簡單地轉(zhuǎn)換出來。但是由于各種測量因素和施工階段不確定因素的影響會使梁段在制造過程中出現(xiàn)誤差。前一梁段在預(yù)制過程中產(chǎn)生的誤差會傳遞給以后的梁段，形成誤差積累。如果不及早進行誤差調(diào)整，較小的誤差積累就可能導(dǎo)致較大的成橋線形誤差。因此必須考慮梁段澆筑過程中由于各種原因引起的誤差，并確保誤差在后續(xù)節(jié)段的澆筑中得以糾正，這樣才能保證預(yù)制過程中不會產(chǎn)生誤差積累；才能保證最后的成橋線形與設(shè)計成橋線形接近。

3.1 梁段本身制造誤差δ1

梁段本身制造誤差在梁段澆筑凝固完成即可測量，主要由于匹配誤差、模板變位、臺座沉降等因素造成，若澆筑梁段為第N塊，該誤差在第N塊節(jié)段作為匹配梁段、澆筑第N+1塊節(jié)段時予以調(diào)整；其主要包括梁長誤差、平彎角度誤差。

3.2 匹配誤差δ2

匹配誤差δ2反應(yīng)匹配精度，就是匹配段上的6個控制測點（4個高程控制點和2個軸線控制點）終測值與理論值之間的差值，主要是由于匹配梁段的放樣誤差、梁段的變位等因素造成的，匹配誤差δ2是梁段本身制造誤差δ1的重要組成部分。它主要包括豎彎（ZBL1-ZFL1、ZBR1-ZFR1與Z軸的夾角）、平彎（BH1-FH1平面直線與X軸的夾角）、扭彎（BL1-BR1、FL1-FR1直線與Y軸的夾角）、長度方向的誤差四個誤差參數(shù)。

3.3 模板變位、臺座沉降等誤差δ3

對于待澆筑梁段，該誤差δ3不會反應(yīng)到匹配誤差δ2中；對于匹配梁段，該項誤差δ3可以通過δ2統(tǒng)一考慮。因此δ3也是δ2的組成部分。三者的相互關(guān)系用式3-1表示如下：

δ1=δ2+δ3 ——式3-1

4 誤差的調(diào)整與計算方法

以下以某跨B5-1#節(jié)段為例說明誤差的調(diào)整與計算方法。

我們可以有圖1-1節(jié)段箱梁分段及預(yù)制方向示意圖看出，若B5-1#節(jié)段待澆段，則B6-1#節(jié)段的匹配誤差反應(yīng)B5-1#節(jié)段的制造誤差，需要通過B5-1#節(jié)段對B4-1#節(jié)段的匹配坐標來進行調(diào)整，也就是將待澆段的制造誤差通過匹配段的反誤差來予以調(diào)整，這就是調(diào)整思路。將B6-1#節(jié)段的匹配誤差按照4個誤差參數(shù)表示出來，反向計入B5-1#節(jié)段坐標控制點中，則將誤差的修正值引入到B4-1#節(jié)段的制作中，達到修正的目的。

4.1 根據(jù)B6-1#節(jié)段的實測中線梁長修正B5-1#節(jié)段的理論梁長

LCB6-1為B6-1#節(jié)段竣工時實測梁長；

LB5-1、LB6-1為B5-1、B6-1#節(jié)段的理論梁長；

LDM端模的縱向形變值，在節(jié)段竣工時測得。

4.2 根據(jù)B6-1#的實測匹配坐標與理論匹配坐標差值計算B5-1#的平彎與豎彎角度誤差的修正值。

4.2.1 平彎角度誤差處理及調(diào)整方法如圖4-1所示：

④圖D所示，在B6-1#節(jié)段作為匹配節(jié)段預(yù)制B5-1#節(jié)段的時候，其匹配坐標就消除這個平彎角度誤差的影響，使得B5-1的梁體中線回到線路中心線上。

4.2.2 豎彎角度誤差處理及調(diào)整方法如圖4-2所示，其誤差處理步驟和平彎角度誤差類似，就是預(yù)制誤差角度θL的計算公式按照式4-3計算。

4.3 測量誤差的控制

節(jié)段箱梁的獨立控制系統(tǒng)是由測量塔與測量基準點組成，它們是用直徑80cm、7m高的鋼管樁，位置比較高且為鋼構(gòu)，受外界條件影響較大，特別是光照、地面大型施工機械的走動都會對測量塔、基準點的位置及標高造成影響，并且這些對測量誤差的影響具有不定性。所以為了降低和減少不利因素對測量精度的影響，主要采取以下措施：①每次測量的時候，都要重新采集固定端模實際中點在以儀器點為原點的坐標系下的坐標，然后再把該坐標系轉(zhuǎn)換成以固定端模中心為原點的坐標系，用此方法來消除測量塔和基準點的變形對測量數(shù)據(jù)的影響；②測量塔和基準點在建造的時候最好采用同直徑、同高度的鋼管樁，來確保兩者在同時間段內(nèi)的形變參數(shù)相同；③避免在高溫時段、6級以上大風中進行測量作業(yè)；④對測量塔實行土工布包裹，防止陽光直射，避免陰陽面產(chǎn)生溫差變形；在測量塔上搭設(shè)遮陽棚，避免陽光直射儀器；⑤觀測時采取正倒鏡多測回觀測，并取平均值，以降低測量誤差，提高精度；并定期對測量儀器進行檢查和校正；⑥利用大橋測量控制點定期對測量塔進行觀測，如發(fā)現(xiàn)測量塔有位移或沉降， 應(yīng)立即修正，重新校核固定端模，使其滿足要求。

5 結(jié)論

采用節(jié)段箱梁拼裝施工的橋梁結(jié)構(gòu)中，節(jié)段箱梁拼裝的工藝特點決定了預(yù)制節(jié)段的誤差控制和誤差調(diào)整在整個預(yù)制過程中的重要性，必須采用有效的方法對節(jié)段幾何尺寸，包括縱橫軸線、標高等各項誤差進行準確的測量、分析，并對每一個匹配節(jié)段加以控制調(diào)整。本文對節(jié)段箱梁的制造誤差來源進行分析，并給出調(diào)整及計算方法，使誤差積累得到很好的控制，最終獲得滿足整跨線型要求的節(jié)段拼裝成果。

參考文獻：

[1]桃花峪大橋五標施工監(jiān)控初步計算報告.

[2]桃花峪大橋五標梁場測量方案.

[3]方蕾.短線預(yù)制懸臂拼裝連續(xù)梁橋施工線形控制研究，西南交通大學(xué)，2008，27-33.

作者簡介：姚旸（1984-），男，河南新鄉(xiāng)人，畢業(yè)于平頂山工學(xué)院，助理工程師。

汪君（1978-），男，河南信陽人，畢業(yè)于西南科技大學(xué)，學(xué)士，高級工程師。