陈鋆
中铁二十一局一公司
摘要：节段梁拼装技术属于装配式建筑的一种，本论以郑州东四环市政高架桥节段梁架设为实例，重在描述桥面吊（履带吊）悬臂安装节段梁的工艺，较以往整跨架梁的工艺，本工艺更为先进、高效。
关键词：市政高架;节段梁;装配式;悬臂安装;工艺
1 前言
近年来，随着桥梁建造技术的进一步提高，桥梁上部节段梁拼装技术在我国如雨后春笋般崛起，技术水平日趋精湛，在诸多市政领域被应用，例如郑州市四环线高架桥梁部架设全部采用了节段拼装技术，也就是说桥梁上部结构节段梁可以提前在梁场预制，再拉运至施工现场进行逐节拼装，该工艺使施工周期缩短，有利用建设成本的控制。下面以郑州市东四环高架桥节段梁拼装为例，就市政高架桥节段梁拼装技术做一论述。
郑州市东四环线高架桥节段梁长度分别为每节2.9m和2.4m，一跨有12个节段梁组成，每个墩子上现浇完0号块后，两侧对称拼装1-6号节段，在0号块和1号块处设置15cm湿接缝，边中跨合拢段湿接缝为40cm、60cm、90cm、120cm、170cm，全桥节段拼装169跨，2034块节段梁。
2 工法特点
节段梁属于装配式建筑的一种，本论文重在描述桥面吊悬臂安装节段梁的工艺，较以往整跨架梁的工艺，本工艺更为先进、高效。
本标段梁段安装采用“支架现浇0#节段，支架拼装1#节段桥，桥面吊机悬拼后续节段”的工艺，这在线形控制方面也提出了相应的要求，除了严格遵照梁段无应力构形进行梁段制造外，还需加强安装节段的监测和调整。
3 适用范围
本工法适用于公路、市政桥梁上部结构节段梁拼装施工。
4 工艺原理
0#块采用支架现浇施工，0#块施工完成后，搭设1#块拼装支架，使用履带吊吊装1#块，并在支架上精确定位1#块位置，然后锁定并浇筑0#块与1#块之间湿接缝砼，待湿接缝砼强度达到张拉条件后，对称张拉1#块钢束；桥面吊机依次序吊装悬拼上部节段梁，涂抹环氧树脂胶，张拉节段之间临时锚固装置（钢锚座+精轧螺纹钢），安装永久钢束并张拉，永久钢束张拉完成后，根据需要拆除临时锚固装置，按此施工顺序对称拼装2#~6#（或11#）节段梁，并进行对称张拉。本T构施工完成后，桥面吊机移动至下一T构，桥面吊机再次对称拼装2#~6#（或11#）节段梁，同时进行对称张拉，最后再进行合龙段施工，完成本联主体结构施工。
5 施工流程及操作要点
5.1 施工流程：见图5.1施工工艺流程图
总体施工流程为：0#块施工→支架拼装1#块→浇筑0#块与1#块之间湿接缝砼→对称悬臂拼装2#~6#（或11#）(合理安排边跨支架2#~6#（或11#）节段梁拼装)→合龙。
5.1施工工艺流程图
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5.2施工方法
5.2.1 0#块浇筑
搭设零号块支架并浇筑，浇筑完成后搭设1号块支架。
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5.2.2 1号块吊装
在支架上使用260吨履带吊吊装中墩两侧1#块，并通过三项千斤顶在支架上精确定位1#块位置，然后使用临时张拉台座和精轧螺纹钢临时锁定1号块，待0#块与1#块之间0.15m湿接缝强度达到设计要求后，再张拉1#块钢绞线，同时搭设边跨节段梁拼装支架。
搭设0号块支架时，同时搭设边跨1-6#块支架，1-6#块采用260吨履带吊直接在支架上拼装。
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5.2.3 15cm湿接缝施工
0号块和1#块之间有15cm的湿接缝，湿接缝两侧的节段端部进行凿毛处理后，采用C60混凝土浇筑。强度达到90%进行永久预应力张拉。
(1)模板面板采用6mm厚钢板，宽度为35cm,面板背部加两道横劲，两模板之间以 M12 的螺栓及相应的螺母垫圈连接。
(2)湿接缝外部梁面及腹内底面放置小横梁，采用 M12 的螺杆将模板与小横梁对拉。侧向内、外模之间对拉。此处 M12 的螺杆外部穿 PVC 管，待湿接缝浇筑完成后，再将圆管产生的孔浇筑灌满。
5.2.4桥面吊安装
1#块浇筑完毕后，在1号块上安装桥面吊，桥面吊提前在地面上组装，最后整体吊装至1#块上，通过后锚工艺将吊机固定在1#块上，1#块吊装完毕并张拉后，桥面吊以此类推往1-5#节段上移动。
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5.2.5 1-6#节段梁吊装
（1）节段梁起吊
①待节段梁运至桥下对应位置，下放吊具至桥下；用精轧螺纹钢吊杆连接吊具与节段梁，并锚固牢靠；
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②吊起砼梁约200mm，使节段梁脱离运梁车；
③用液压操作手柄来调节吊具分配梁上的纵、横向调节油缸，将节段梁重心调至平衡状态；
④当需要旋转时，人力推动节段梁旋转90°，整个旋转过程应缓慢、平稳；旋转90°后及时安装旋转吊钩组上的防转螺栓，防止提梁过程中节段梁自由转动；
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⑤节段梁起吊：按额定起升速度起升至大致的设计高度，再用低速档点动调整梁段高度；
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（2）节段梁对位
为保证相邻两节段拼接面能够正确匹配，需要提前进行预拼装。
①节段梁拼装过程中的调整措施：
1）通过起重小车的纵向移动调整节段梁的纵向位置；
2）通过起重小车上的卷扬机调整节段梁的高度；
3）使用起重小车上的横向水平千斤顶微调节段梁的横向位置；
4）采用吊具上的千斤顶调整节段梁的纵向倾角；
5）使用吊具上的千斤顶调整节段梁的横向倾角偏差；
5.2.6环氧胶涂抹
节段梁预拼完成后，离开梁体向外平行移动50cm，留出空隙进行涂胶。
（1）节段的胶拼准备工作：
①检查入库的材料牌号、性能是否与试验选定的材料相符，数量满足涂胶要求。
②清除节段胶结面的油污和灰尘，并使胶结面保持干燥无水，表面的湿度可用石笔画在混凝土表面进行标识。
③准备好刮刀和托盘，以供涂刷环氧树脂操作使用。
④组成专业的胶拼施工作业队，进行施工工艺的交底。
（2）拌胶
环氧胶型号分春秋季和夏季，不同气候选用不同的型号。
环氧胶必须在规定的时间内搅拌均匀。
将环氧树脂的B组加入A组中，在约400转/分钟状态下搅拌2～3分钟，直到颜色均匀为止，搅拌过程中尽量避免引入空气。
（3）节段胶拼施工
涂胶时必须快速、均匀的涂抹，防止凝固，并保证厚度满足设计要求。
涂胶时混凝土表面的温度需要爱5度以上，搅拌完成后需要在45分钟内完成，90min 内进行拼接；涂刷后2h之内应防止雨水侵入和阳光照射。环氧树脂胶的胶结强度应大于等于C70混凝士的标准，初步固化时间应大于2小时，并在24小时内完全固化达到胶结强度。接缝面必须干净整洁，接缝混凝土应平整无疏松，涂胶前要使用加热设备烘干接壤面；环氧树脂厚度控制在2至3mm, 挤压后厚度控制在0.5至 1mm，挤压后不应有多余环氧树脂胶从接缝中挤出，更不能出现缺胶现象。对于挤出来的环氧胶要及时刮掉，防止凝固。
为了防止环氧胶进入孔道，抹胶前可以在孔道处粘贴一个10mm厚的橡胶隔离圈。
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5.2.7临时预应力张拉
①用于临时张拉的钢锚座在工厂专门定制，钢锚座采用高强螺栓锚固于梁段顶、底板。
②梁段在涂胶拼接后，及时安装精轧螺纹钢，并使用千斤顶张拉至设计拉力。详见5.2.7 临张照片。
③由于临时预应力张拉顺序可能会对梁段线型产生影响，临时预应力张拉时必须严格按照监控给定的张拉顺序和张拉力进行操作。
④临张完成后，需要再次清理残余的环氧胶。
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⑤临时预应力两个节段后才能拆除，边跨节段临时预应力和中跨最后两个悬拼节段临时预应力需等张拉合龙束后方能拆除。
⑥节段拼装时临时预应力采用精轧螺纹钢筋予以施加，确保施工任何阶段主梁接缝处不小于0.3MPa压应力，临时钢束张拉后可从跨中合拢段处开始拆除。
5.2.8体内预应力管道连接及钢绞线穿束
将湿接缝处的体内预应力波纹管连接伸进相邻梁段，并用橡皮泥封堵波纹管与梁段间的缝隙。钢绞线采取卷扬机牵引整束穿索。
5.2.9节段梁体内预应力束张拉及压浆
节段梁拼装完成后，同步进行节段钢束张拉，整联完成后进行通长束张拉，并在24小时之内压浆。
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①首吊轨道铺设时，将轨道向前超出梁端铺设，同时将轨道垫高50mm。
5.2.10过孔示意图
②操作天车纵移油缸，将天车拉回至最小工作幅度（1.55m）。
③伸出行走油缸，顶推起重机向前滑动0.5m，再拔掉油缸与轨道之间的连接销轴，缩回行走油缸，用销轴连接行走油缸与轨道的另一个销孔，再次伸出行走油缸，顶推起重机行走0.5m，反复操作起重机步履式行走至下一吊点位置；下一吊点位置应以梁面上的后锚孔来精确定位。
④行走到位后，应及时对吊机进行锚固。
5.2.11合龙段施工
跨中悬臂合龙分别为40cm、50cm、60cm、90cm、120cm和170cm宽的湿接缝。为了保证合龙段的施工质量，严格按照下面的施工顺序进行施工：
（1）数据采集
在合龙梁段吊装前，测量人员检测合龙梁段两边梁段的相对高差，如不满足线型控制精度要求，则通过在悬臂端压载或千斤顶反顶的办法予以调整。
（2）劲性骨架安装
箱梁合龙采用劲性骨架定位，主要作用是在浇注混凝土之前“锁定”合龙段及其两侧箱梁。劲性骨架利用节段梁吊装孔，采用钢锚座+双拼20槽钢连接成一个整体，待合龙段混凝土浇筑完成达到设计要求后拆除。
5.2.12线形控制调整方法
（1）关键环节
节段梁拼装的线型取决于预制和拼装两个施工环节。在拼装阶段应控制以下两个环节：
墩顶0#块精确定位。墩顶现浇0#块的空间位置是每个“T”构的基准。因此墩顶块的定位精度必须非常高，我部选派有经验的测量人员现场控制，并请专业监控单位进行监控，确保三维坐标达到设计值。
边跨支架过程的监控和调整。边跨节段梁拼装需搭设支架，在支架钢管顶部中心采用三向千斤顶进行精确定位，请专业监控单位对三维坐标进行监控。
（2）拼装控制
拼装过程中，预制和拼装的测点相同。
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其中：lfb1、rfb1、lfb2、rfb2用于控制梁段的立面位置；
fhp1、fhp2用预控制梁段的平面位置。
当箱梁在预制构件厂预制完毕时，计算获得按总体座标系统的几何数据。
①墩柱结构及基础预抬值（墩身结构及基础的弹性压缩的预拱值应在形成永久支座的垫石时考虑进去）；
②墩柱结构及基础按施工阶段的变形值；
③上部桥梁结构的分阶段的变形值。
以上的总体座标目标几何数据库将以图纸的形式给施工部门对整个桥梁的拼装过程进行几何监控。
在确定拼装节段理论目标值后，还需结合拼装现场实际情况对几何数据库进行修正。
6 材料与设备
6.1 主要材料
6.1.节段梁所使用的环氧树脂胶等材料，必须符合规范要求。
6.2 主要设备，主要设备见表6.2所示。
7 质量控制
严格按照相应的桥梁规范控制质量，每一道工序质量合格后方可进入下道工序。
8 安全措施
8.1 安全管理措施
8.1.1保证安全生产组织措施
由于架梁属于高空作业，所有人员必须佩戴安全带，所有人员必须经过安置部门的培训后方可上岗，严禁酒后上岗作业。
8.2 安全技术措施
8.2.1 进行重大危险源辨识，指定专项安全施工方案及应急预案。
8.2.2 施工前，对设备进行标定检测，防止施力过程中因设备故障导致发生安全事故。
8.2.3吊装安全技术措施
上部结构胶拼工作包括节段梁的运输、吊装及桥面吊机悬臂前移等多环节操作，其中有大型构件的运输、起吊及高空作业。各环节的安全直接关系到整个工程的施工进度和质量。因此在安装作业前制定相应的操作手册，结合施工技术规范，针对各种不安全因素，制定了防范措施，作到严格操作规程，精心施工。
桥面吊机整体前移时，作好充分的检查，包括支点标高，抄实及检查油缸、轨道系统等。统一指挥，步调一致。
各种吊具定期进行检查和签证工作，发现异常或变形，及时更换。确保吊点受力均匀。
主支撑与梁面接触处垫平抄实，防止倾覆，锚固装置稳固可靠。
9 效益分析
9.1 经济效益
该成果在郑州市四环线中推广应用，通过节段拼装，缩短了施工周期，相应的材料、机械等租赁费用也降低了，经济效益显著。
9.2 社会效益
该工艺技术先进，得到了社会各界的认可，可以在同类工程中借鉴。
9.3 环境效益
节段梁提前在梁厂预制，避免了污染源，在市内拼装无污染、无破坏，环境效益显著。
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）；
[2]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）；
[3]《郑州市四环线及大河路快速化工程施工图》（编号17080-3-5）。