中鐵二十一局集團(tuán)路橋工程有限公司，陜西 西安 710082

1 工程概況

鄭州東四環(huán)項(xiàng)目部二分部上跨七里河南路橋和上跨商鼎路橋梁體采用節(jié)段預(yù)制梁結(jié)構(gòu)。其中，上跨七里河南路橋橋長(zhǎng)372延米，共計(jì)9跨，分左、右幅各3聯(lián)；上跨商鼎路橋橋長(zhǎng)827延米，共計(jì)20跨，分左、右幅各7聯(lián)。上跨七里河南路橋左幅跨徑布置（由北向南自小樁號(hào)向大樁號(hào)）為（3×38+3×46+3×40）m，右幅跨徑布置（由北向南自小樁號(hào)向大樁號(hào)）為（3×40+3×46+3×38）m；上跨商鼎路橋左幅跨徑布置（由北向南自小樁號(hào)向大樁號(hào)）為（2×40+3×46+3×40+3×40+3×43+3×38+3×42）m，右幅跨徑布置（由北向南自小樁號(hào)向大樁號(hào)）為（2×40+3×46+3×40+3×40+3×42+3×38+3×43）m。

上跨七里河南路橋位于R-6200曲線上，墩柱高度為4.00～7.19m；上跨商鼎路橋位于R-70000曲線上，墩柱高度為4.00～10.02m。

2 線形控制技術(shù)在節(jié)段梁施工中的應(yīng)用

2.1 預(yù)制節(jié)段梁的線形控制

該項(xiàng)目38m、40m、42m、43m、46m跨梁為預(yù)制節(jié)段拼裝，節(jié)段梁拼裝的線形取決于預(yù)制和拼裝兩個(gè)施工環(huán)節(jié)。以節(jié)段梁拼裝階段為例，需要掌握以下線形控制調(diào)整方法。

（1）墩頂定位。墩頂現(xiàn)澆0#塊的空間位置是每個(gè)“T”構(gòu)的基準(zhǔn)，因此墩頂塊的定位精度必須非常高，項(xiàng)目部應(yīng)選派有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，并請(qǐng)專(zhuān)業(yè)監(jiān)控單位進(jìn)行監(jiān)控，確保三維坐標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)值。

（2）邊跨支架過(guò)程的監(jiān)控和調(diào)整。邊跨節(jié)段梁拼裝需搭設(shè)支架，用龍門(mén)吊將節(jié)段梁安裝在對(duì)應(yīng)位置，并進(jìn)行三維坐標(biāo)調(diào)整到位后，在每個(gè)節(jié)段支架鋼管頂部中心采用4臺(tái)50t扁平千斤頂支撐住節(jié)段梁，再次進(jìn)行精確定位和觀測(cè)，確保三維坐標(biāo)正確。

（3）懸臂拼裝觀測(cè)。混凝土屬于非理想彈性材料，在彈性模量的計(jì)算方面存在偏差，其中階段梁塊件的自重偏差、節(jié)段梁斷面尺寸的偏差以及張拉預(yù)應(yīng)力的實(shí)際效果都會(huì)對(duì)節(jié)段梁撓度產(chǎn)生影響。在大跨度橋梁施工中，節(jié)段梁實(shí)際撓度與計(jì)算撓度的偏差更為明顯，必須時(shí)刻對(duì)節(jié)段梁懸臂拼裝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。

（4）獲取幾何目標(biāo)數(shù)據(jù)。在節(jié)段梁拼裝過(guò)程中，拼裝控制測(cè)點(diǎn)與其在預(yù)制時(shí)所用的幾何控制測(cè)點(diǎn)相同，如圖1所示。lfb1、rfb1、lfb2、rfb2用于控制梁段的立面位置，fhp1、fhp2用于預(yù)控制梁段的平面位置。同時(shí)，當(dāng)節(jié)段梁在預(yù)制構(gòu)件廠預(yù)制完畢時(shí)，計(jì)算獲得按總體坐標(biāo)系統(tǒng)的幾何數(shù)據(jù)。要想得出預(yù)制節(jié)段梁拼裝時(shí)按總體坐標(biāo)系統(tǒng)階段式的目標(biāo)幾何數(shù)據(jù)，除了考慮竣工數(shù)據(jù)，還要考慮以下數(shù)據(jù)：①墩柱結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)預(yù)抬值（墩身結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的彈性壓縮的預(yù)拱值應(yīng)在形成永久支座的墊石時(shí)考慮進(jìn)去）；②墩柱結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)按施工階段的變形值；③上部橋梁結(jié)構(gòu)的分階段的變形值。

圖1 安裝梁段控制點(diǎn)圖

2.2 節(jié)段吊裝階段的線形控制

節(jié)段吊裝時(shí)考慮到龍門(mén)吊彈性變形因素會(huì)對(duì)線形控制效果造成影響，容易產(chǎn)生新的變量因素，因此施工人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況準(zhǔn)確計(jì)算吊掛高度的最優(yōu)值，并對(duì)精軋螺紋鋼吊杠的吊掛高度加以調(diào)整。同時(shí)，為有效控制高程調(diào)整次數(shù)，需要合理選擇吊掛高度，調(diào)整時(shí)間節(jié)點(diǎn)，可選擇在龍門(mén)吊吊運(yùn)前對(duì)精軋螺紋鋼吊杠的吊掛高度進(jìn)行調(diào)整。

2.3 節(jié)段精確就位階段的線形控制

為有效消除龍門(mén)吊彈性變形因素對(duì)線形控制效果造成的影響，施工人員需綜合考慮濕接縫澆筑、二期恒載等因素，合理設(shè)定預(yù)拱度。首先，采集相關(guān)施工信息，如梁體跨中上拱度、豎向向下?lián)隙鹊?，基于“恒載+1/2靜活載”方式準(zhǔn)確計(jì)算預(yù)拱度的理論值。其次，開(kāi)展預(yù)壓試驗(yàn)，模擬后續(xù)施工過(guò)程，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)龍門(mén)吊跨中彈性變形量，再將理論預(yù)拱度與龍門(mén)吊彈性變形量相減，得到的計(jì)算結(jié)果為節(jié)段梁的拼裝預(yù)拱度。最后，在后續(xù)施工中，還需根據(jù)實(shí)際施工情況對(duì)節(jié)段梁預(yù)拱度加以適當(dāng)調(diào)整，以滿足橋后上拱度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為主要目的。

2.4 張拉階段的線形控制

張拉作業(yè)應(yīng)使用精軋螺紋鋼吊杠等工具，將梁體吊掛至龍門(mén)吊，在張拉期間，持續(xù)受到預(yù)應(yīng)力作用影響，梁體將產(chǎn)生反拱現(xiàn)象，且龍門(mén)吊節(jié)段梁同時(shí)出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，并于梁端部位形成轉(zhuǎn)角，使得精軋螺紋桿吊桿的受力情況出現(xiàn)明顯改變。隨后，在張拉作業(yè)結(jié)束后，解開(kāi)龍門(mén)吊設(shè)備及梁體的吊掛狀態(tài)，使其獨(dú)自承受施工荷載以及自重量。同時(shí)，考慮到張拉期間龍門(mén)吊反彈現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)梁體線形控制情況造成嚴(yán)重影響，為保證梁體線形不會(huì)被破壞，施工人員必須嚴(yán)格遵循操作規(guī)范，按特定順序依次接觸精軋落位鋼吊桿，并對(duì)單根吊桿采取分級(jí)卸載方式。

3 節(jié)段梁施工中線形控制技術(shù)的應(yīng)用建議

3.1 建立線形控制網(wǎng)

（1）構(gòu)建平面控制網(wǎng)。測(cè)量人員使用全站儀等設(shè)備，在已有工程施工控制網(wǎng)與橋面中軸線基礎(chǔ)上構(gòu)建平面控制網(wǎng)。（2）構(gòu)建高程控制網(wǎng)。測(cè)量人員運(yùn)用二等水準(zhǔn)測(cè)量方式，在橋臺(tái)后方等部位設(shè)定高程控制點(diǎn)，隨著節(jié)段梁安裝作業(yè)的開(kāi)展，使用水準(zhǔn)儀設(shè)備對(duì)所設(shè)置高程控制點(diǎn)的位置進(jìn)行挪動(dòng)，以滿足高程控制測(cè)量作業(yè)的開(kāi)展需求。（3）設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)。需要在節(jié)段梁頂面部位設(shè)置若干數(shù)量的施工控制基準(zhǔn)點(diǎn)，將部分基準(zhǔn)點(diǎn)作為同里程控制點(diǎn)，將另一部分基準(zhǔn)點(diǎn)作為橫向軸線控制點(diǎn)，并在基準(zhǔn)點(diǎn)中設(shè)置標(biāo)記信號(hào)，隨后在頂面設(shè)置若干數(shù)量的高程控制基準(zhǔn)點(diǎn)。

3.2 采用有限元輔助人工計(jì)算施工階段拼裝線形情況

為減小人為因素對(duì)線形控制效果造成的影響，避免出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤等問(wèn)題，企業(yè)可選擇使用有限元軟件輔助人工計(jì)算施工階段拼裝線形情況，保證計(jì)算結(jié)果真實(shí)準(zhǔn)確。例如，選擇使用CIVIL等有限元軟件，在軟件中構(gòu)建全橋空間信息模型，在模型中導(dǎo)入工程相關(guān)信息，準(zhǔn)確計(jì)算恒載值與張拉后跨中上拱位移量等參數(shù)，并對(duì)梁?jiǎn)卧_(kāi)展模擬試驗(yàn)。

3.3 確定節(jié)段梁懸拼質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

為有效控制節(jié)段梁懸拼質(zhì)量，施工前要結(jié)合工程情況與設(shè)計(jì)要求，明確節(jié)段梁懸拼質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如節(jié)段梁橫豎向偏差值、基準(zhǔn)梁塊四角高差誤差、節(jié)段梁相對(duì)高程誤差等。在后續(xù)節(jié)段梁施工期間，定期對(duì)節(jié)段梁施工成果進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)照分析，如果二者差值超過(guò)允許范圍，則及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

3.4 采取節(jié)段修整措施

為避免節(jié)段梁在后續(xù)施工與工程使用期間出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，在應(yīng)用線形控制技術(shù)時(shí)，要綜合采取節(jié)段整修措施，發(fā)現(xiàn)并解決所存在的質(zhì)量問(wèn)題。首先，施工人員應(yīng)使用檢孔器等設(shè)備觀察孔道是否存在變形現(xiàn)象，如果出現(xiàn)串孔與波紋管受損等問(wèn)題，則進(jìn)行返工處理，如更換破損波紋管。其次，施工人員應(yīng)對(duì)孔道以及錨頭墊板情況進(jìn)行檢查，測(cè)量預(yù)埋件埋設(shè)位置，如果孔道及錨頭墊板未保持垂直狀態(tài)，或預(yù)埋件存在安裝偏差，則對(duì)其進(jìn)行校正處理。再次，施工人員應(yīng)檢查混凝土結(jié)構(gòu)是否存在麻面與裂縫等質(zhì)量缺陷，并使用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿等材料對(duì)缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)處理，如采取表面封閉法或內(nèi)部修補(bǔ)法處理混凝土裂縫。最后，施工人員應(yīng)在塊段頂板前后兩端部位設(shè)定節(jié)段梁中心線，對(duì)中心線進(jìn)行標(biāo)記，以節(jié)段梁中心線為依據(jù)，對(duì)塊件標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量調(diào)整。

3.5 處理膠拼接縫

節(jié)段梁施工期間常出現(xiàn)匹配面過(guò)度突出的問(wèn)題，突出部位在張力作用影響下容易出現(xiàn)壓潰現(xiàn)象，進(jìn)而影響節(jié)段梁施工質(zhì)量。因此，在應(yīng)用線形控制技術(shù)時(shí)，施工人員需有效處理膠拼接縫，鏟除節(jié)段梁兩端部位的突出混凝土，使用電動(dòng)鋼絲等工具清除連接面上殘留的浮漿與附著的灰塵污漬。同時(shí)，為避免破壞連接面，在非必要情況下禁止開(kāi)展連接面深度清理作業(yè)，需要將處理深度控制在0.5mm以下。最后，觀察膠結(jié)面情況，如果膠結(jié)面存在質(zhì)量缺陷，在懸臂安裝結(jié)束后，使用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿等材料對(duì)膠結(jié)面進(jìn)行修補(bǔ)處理。

3.6 調(diào)整拼裝階段梁段幾何誤差

當(dāng)前在節(jié)段梁施工中，主要存在兩種幾何誤差情況，即梁段幾何誤差超過(guò)允許值，或橋梁至合龍段預(yù)測(cè)誤差值超過(guò)允許值。此時(shí)，如果不需要調(diào)整梁段，就應(yīng)遵循上下左右對(duì)稱(chēng)張拉的原則，確保梁段處于正位。如果需要調(diào)整線形誤差，應(yīng)更改原來(lái)的順序，以先張拉能使梁段向控制方向偏轉(zhuǎn)的臨時(shí)拉桿為原則，以此進(jìn)行校正，減小誤差。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為切實(shí)滿足現(xiàn)代橋梁工程的施工需求，有效控制節(jié)段梁施工質(zhì)量，施工人員必須深入了解線形控制技術(shù)，掌握施工技術(shù)操作要點(diǎn)，以充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，面對(duì)技術(shù)應(yīng)用期間暴露出的問(wèn)題與不足，需要積極落實(shí)上述技術(shù)應(yīng)用建議，消除節(jié)段梁線形施工問(wèn)題，發(fā)揮該工程技術(shù)的價(jià)值，保證橋梁結(jié)構(gòu)整體的耐久性。