董曉兵 邱景奎 曾玨博

（1.中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司， 武漢 430000）

（2.重慶親禾生態(tài)環(huán)境科技有限公司， 重慶 401120）

節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)目前應(yīng)用逐漸廣泛。與現(xiàn)澆混凝土橋梁相比，橋梁采用節(jié)段預(yù)制拼裝將一部分工作量轉(zhuǎn)化為工廠化生產(chǎn)，大大縮短工期、減少成本，同時質(zhì)量易保證、交通影響小、環(huán)境污染少。工廠化節(jié)段預(yù)制生產(chǎn)，基本上可以總結(jié)為兩大類：長線法和短線法。兩種工藝的方法不同，其線形控制也有差別。長線法設(shè)置與跨長相當?shù)念A(yù)制臺座，通過控制臺座底模的線形來控制預(yù)制梁的線形，此預(yù)制方法占地面積大，對地基承載能力要求高。短線法是將梁體劃分為若干梁段，借助固定端模和匹配梁，在臺座上逐節(jié)段匹配，直到預(yù)制完成所有梁段，通過控制每個梁段的坐標從而控制梁體線形[1]。相對于長線法，短線法有著更高的工作效率和更廣泛的適用性。

1 短線法坐標轉(zhuǎn)換思路

短線法節(jié)段預(yù)制線形控制需要整體坐標轉(zhuǎn)換局部定義坐標。第一步：確定預(yù)制線形整體坐標系，計算出整體坐標系中各節(jié)段箱梁的接縫中心線上的理論坐標；第二步：確定各個局部坐標系的方向余弦；進行坐標轉(zhuǎn)換，并將各接縫的控制點的整體坐標轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的局部坐標；第三步：計算同一節(jié)段在不同坐標系中的坐標，每一節(jié)段梁從現(xiàn)澆位置移動到匹配位置的位移量。

節(jié)段局部坐標系的建立[2]如圖1 所示，Mi、Ri為第i 條接縫上的點，Mi處于中線上，Ri為右端點，Mi、Ri在預(yù)制線形整體坐標系下的坐標值為（XMi,YMi,ZMi）、（XRi,YRi,ZRi）。

圖1 節(jié)段整體坐標與局部坐標系

在整體坐標系中，第 i 節(jié)段局部坐標系 x 軸的坐標向量為 xi=（XMi-1-XMi,YMi-1-YMi,ZMi-1-ZMi）T，y 軸的坐標向量為yi=（XRi-XMi,YRi-YMi,ZRi-ZMi）T，z 軸的坐標向量為zi=yi×xi。x 軸的方向余弦為l1、m1、n1，y 軸的方向余弦為l2、m2、n2，z 軸的方向余弦為l3、m3、n3，則局部坐標3 個坐標軸的方向余弦為：

局部坐標系中的坐標（x,y,z）變換到整體坐標系下的坐標(X,Y,Z)：

將整體坐標系中的坐標（X,Y,Z）變換到局部坐標系中的坐標(x,y,z)：

以上兩式中（X0,Y0,Z0）為局部坐標系原點在整體坐標系中的坐標值。

2 預(yù)制階段線形控制方法

首片節(jié)段箱梁精確定位澆筑完成后，通過活動端的模板調(diào)節(jié)，使首片節(jié)段箱梁的坐標轉(zhuǎn)換到所需要的匹配位置的線形上，使緊鄰的節(jié)段箱梁達到設(shè)計所需的線形要求。以此類推，待澆筑完成后匹配的活動端模上的節(jié)段箱梁搬運到存放位置，固定端模上澆筑完成的節(jié)段箱梁搬運到活動端模板上再次定位，直至完成最后一榀節(jié)段箱梁。在節(jié)段預(yù)制過程中會出現(xiàn)誤差，所以需要對高程、軸線進行不斷調(diào)整、消除誤差，并通過每榀節(jié)段箱梁兩端的寬度控制整跨的長度，使其不偏離設(shè)計要求。

3 拼裝階段線形控制方法

3.1 拼裝前需要采集數(shù)據(jù)：

采集所需要拼裝跨的墩頂塊6 點的坐標數(shù)據(jù)，以及實測墩頂塊6 點到最近邊緣的距離；并實測出首榀和最后一榀節(jié)段箱梁的頂板截面尺寸，為拼裝精確定位提供必須條件。

3.2 拼裝過程中的控制：

先將所需要拼裝的節(jié)段箱梁，在節(jié)段預(yù)制過程中采集的局部坐標系中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為大地坐標系的數(shù)據(jù)，得到理論拼裝數(shù)據(jù)，通過實際墩頂塊所定位的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，將6 個控制測點的實測安裝坐標值與理論安裝坐標值進行對比，計算每個梁段控制點的誤差。如果誤差未超過限值，可以繼續(xù)安裝。如果誤差超限，將誤差均分到剩余的梁段進行調(diào)整。根據(jù)誤差大小提供相應(yīng)的調(diào)整建議。如果確認下一步拼裝時有必要進行調(diào)整，則提供誤差調(diào)整措施。

4 拼裝階段誤差調(diào)整措施

4.1 節(jié)段箱梁誤差調(diào)整措施：

（1）采用環(huán)氧樹脂墊片調(diào)整，該方法可用于調(diào)整軸線和標高誤差。采用環(huán)氧樹脂墊片調(diào)整是比較普遍性的方法，該方法優(yōu)點在于快捷、方便，在節(jié)段箱梁偏差較小時使用，粘結(jié)劑的厚度應(yīng)根據(jù)墊片厚度進行相應(yīng)調(diào)整。一般使用的環(huán)氧樹脂墊片的厚度為3mm 至6mm，設(shè)置部位為梁段間腹板與頂板或底板相交，且沒有預(yù)應(yīng)力孔道的部位。環(huán)氧樹脂墊片的強度要求不低于混凝土強度。但使用環(huán)氧樹脂墊片調(diào)整的弊端是增加了接縫的寬度，使接縫間結(jié)構(gòu)膠的用量增加，所以誤差調(diào)整中盡量避免過多使用環(huán)氧樹脂墊片。

圖2 梁段立面高程調(diào)整示意圖

圖3 梁段平面軸線調(diào)整示意圖

（2）臨時預(yù)應(yīng)力張拉力調(diào)整

該方法可用于剛構(gòu)拼裝過程中的標高調(diào)整，該方法通過調(diào)整上下緣臨時預(yù)應(yīng)力值來實現(xiàn)誤差調(diào)整，粘結(jié)劑的厚度同樣應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。但該方法極少使用，因為該方法效果不算很明顯。

（3）調(diào)整天車松鉤載荷力

該方法是最有效的高程調(diào)整方法，效果非常明顯，通過架橋機天車松、放直接進行調(diào)整，在誤差較大時使用。

（4）匹配面打磨

匹配面打磨的方法是在誤差極大的情況下進行使用的，對高程、軸線的調(diào)整是最明顯的；但該方法需要投入大量人力、物力、耽誤工期，極少使用在拼裝過程中。

（5）增設(shè)濕接縫

該方法主要是為了精確定位首榀節(jié)段箱梁，該方法必須在不影響整體結(jié)構(gòu)且在設(shè)計同意下的情況下才能使用。

5 結(jié)語

本文主要介紹了短線法施工的六點法控制理論、節(jié)段預(yù)制和拼裝控制思路以及誤差調(diào)整的措施。在后續(xù)的研究應(yīng)用中，應(yīng)進一步加強對施工技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)的研究和探索，保證施工和監(jiān)控的規(guī)范、科學(xué)，推動節(jié)段拼裝橋梁的進一步發(fā)展。