PC梁短线台座法预制施工工法.docx

1、PC梁短线台座法预制施工工法PC梁短线台座法施工工法中铁大桥局集团三公司2004年12月PC梁短线台座法施工工法一、前言钢筋砼和预应力砼梁式桥采用PC梁（Precast Concrete Segment-预制砼节段梁）悬臂拼装，在国内桥梁施工中较少使用，更多的是采用支架浇筑或悬臂浇筑。且在已有的桥梁施工中，其PC梁均采用长线台座法，在公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）中，对长线台座法有简洁的论述。在国外发达国家由于施工技术的成熟（预制线形控制技术）、施工场地的限制和环保的要求，则广泛采用短线台座法生产PC梁。中铁大桥局集团及三公司依托香港后海湾跨海大桥引桥砼箱梁的预制工程，确定在

2、国内首次采用PC梁短线台座法，并将其列为技术攻关项目。经过广大工程技术人员的分项技术研究、攻关，并通过一年多的工程实施验证，其工法已经成熟，可以广泛推广应用。作为研究、攻关的分项技术有：预制工艺流程，短线台座的布置与设计，模板及支撑系统的设计、安装和操作，移、运梁系统的设计和操作，节段梁匹配的操作和线形控制等。二、工法特点PC梁短线台座法的特点是：1、梁式桥单个“T”的节段梁为流水线匹配预制作业，多个“T”的节段梁则表现为同时循环预制作业；2、台座、模板系统周转快、效率高；3、节段梁的钢筋利用胎架整体绑扎成型，吊运入模；其单根钢筋的下料和整体绑扎成型均可提前完成，不占用工艺流程的时间；4、工序

3、衔接紧凑，责任划分明确，可建立模块分区管理，达到工厂化施工的程度；5、节段梁的线形控制精度可达到极高的要求（可按精密工程要求建立测量控制网）；6、整个制梁工作的质量、安全、工期及环保（控制粉尘、噪声、弃渣等）易于保证。三、适用范围本工法适用于铁路或公路钢筋砼和预应力砼梁式桥的节段预制。对连续梁跨数多、节段梁预制数量大、工期要求短、在桥址处场地或环保受到限制、或不宜采用支架浇筑、悬臂浇筑的桥位等各种条件的要求，均适宜采用本工法。同时，本工法亦可适用于其它类似工程的连续构件的预制施工。四、工艺原理 以连续梁跨一个“T”的所有节段梁为一个匹配预制单元，从墩顶块开始预制，分对称两条生产线分别向“T”的

4、两侧逐段匹配预制，完成每个“T”的节段梁预制； 按照单个节段梁的结构尺寸设置一个或多个独立、固定的台座和模板系统，所有的节段梁均在设定的几个台座上完成； 台座和模板系统固定，通过移动已浇节段梁至各个台座处进行线形匹配，然后浇筑下一个节段梁； 线形控制是通过精确调整已浇筑节段梁在匹配位置的线形数据（空间转换坐标），使相邻两片梁获得设计规定的平曲线、竖曲线及超高线形。 施工步骤是：预制墩顶块（0#块）移至下一台座作为匹配梁（双向对称）浇筑1#块（对称）移动1#块作为匹配梁浇筑2#块（对称）移动2#块作为匹配梁浇筑3#块（对称）依次匹配至一个“T”的末块（对称）重复循环下一个“T”的预制。一个“T”

5、的梁段划分示意图五、施工工艺 （一） 施工程序要点1.确定制梁台座及配套模板系统的数量（1）划分节段梁的种类：按长度、截面尺寸、箱梁内构造物（预应力锯齿块、横隔板等）的特征等将节段梁分类，充分考虑模板系统的通用性，确定至少需要几种类型的模板系统可将所有节段梁预制完成。（2）统计该工程预制节段梁的总数量，按照工期要求，制定月进度计划，明确每日生产量。（3）综合以上两个因素确定制梁台座及配套模板系统的数量。2. 确定施工场地面积和合理布置（1）确定场地面积考虑的因素有：制梁台座数量、存梁台座数量、钢筋绑扎胎架数量、施工运输通道、测量控制台、砼拌和楼及试验室、其他生产、生活用房等。（2）合理布置的原

6、则是：台座和模板系统的种类按节段梁的先后匹配关系依次排列，钢筋胎架的位置利于梁体钢筋整体吊运入模，测量控制台不宜受到施工干扰，竣工节段梁便于移运或吊运至存梁场及运输出厂，原材料及设备的运输通道不影响正常施工。综合为：确保节段梁的匹配预制按流水线作业，便于分区管理。（3）按照场地面积和布置原则绘制“梁厂总体布置规划图”。3.厂区建设按照“梁厂总体布置规划图”，分区进行地基处理、构造物的施工及安装、运输通道的地面硬化、生产、生活用房的建设等。特别需要注意的是：由于短线法预制对节段梁线形控制的精度要求较高（平面、高程控制精度均为0.3mm），制梁台座的不均匀沉降或整体沉降不得大于2mm。4.节段梁预

7、制（1）节段梁预制工艺流程： （2）钢筋施工工艺流程 合格检验报告递交监理工程师进场钢筋取样送检批 复转入下步砼施工钢筋加工成型精确放样测量控制点及复核，并固定预埋件位置 认可 合格安装吊装扁担，龙门吊或其它吊机吊装骨架对号入模并调整定位 （3）钢模板施工工艺流程: 参见钢模板施工工艺流程框图。（4）混凝土施工工艺流程：参见混凝土浇筑工艺流程框图。（二）关键技术与施工方法1.模板系统：参见箱梁模板系统断面图。（1）系统组成（按一套计）底模板及台车：配置二块活动底模、一台移梁液压台车，此台车的液压系统可将节段梁作平转和竖转，且竖向油顶具有机械自锁功能；外侧模及排架：排架需保证足够的刚度和稳定性，

8、外侧模可作上下和倾斜度的调整，以满足梁体高度和腹板倾斜的变化；内模板及支架台车和液压系统：内侧模和顶板通过液压顶支撑于可移动台车的支架上；固定端侧模及排架：排架需保证足够的刚度和稳定性，端侧模为节段梁线形控制的基点，必须保证不沉降、不变形；（2）施工方法短线台座法的关键是：不论待浇筑的节段梁在成桥线形中处于何种位置上（直线或平曲线、竖曲线），均将其在台座上转换为水平位置，通过匹配梁的空 间坐标转换，使匹配梁和待浇筑的节段梁满足成桥线形的要求。墩顶块（0#块）施工：考虑到墩顶块为匹配预制的起点，多个 “T”的墩顶块（0#块）需要陆续制出，满足后续匹配预制的连续性，保证后续种类的模板不致停工等待，

9、达到模板周转快、效率高的目的，墩顶块的模板系统仅安排生产该种类的梁体。步骤为：复测固定端侧模的垂直度和中点安装活动底模通过竖向和侧向丝杆顶安装外侧模安装另一侧的活动端侧摸吊运节段梁整体钢筋入模台车承托内模由固定端模侧进入箱内，操作液压系统，使内侧模和顶板就位安装预埋件浇筑砼养护竣工测量强度达到设计要求（1215Mpa左右）、拆模内模通过液压顶回收、台车承托、整体移出箱外，外侧模利用丝杆顶松脱，活动端侧模利用吊机拆除移梁液压台车从活动端模侧利用滑道推进至底模下，起顶使活动底模和节段梁一道与固定支撑脱离，移动台车将节段梁运出重复以上步骤进行下一个墩顶块（0#块）的预制浇筑。其它节段梁（1#块“T”

10、的末块）施工：移梁液压台车承托活动底模和节段梁作为一个整体，成为下一个待浇筑节段梁的匹配梁（相当于活动端侧模），拖拉至运梁台车上，通过运梁台车移至下一个制梁台座处，拖拉移梁液压台车使匹配梁达到匹配位置，操作台车的液压系统（平转和竖转），将匹配梁调整到确定的线形数据、锁定，其他步骤同墩顶块施工，完成匹配任务的节段梁通过运梁台车运至存梁场存放，移梁液压台车和活动底模则及时运回相应的制梁台座处。1#块“T”的末块均需对称预制。2.运梁系统（1）系统组成与并列台座平行的槽道、走行轨道、一台运梁台车（配竖向液压顶，具体参见下页图）、牵引卷扬机及钢丝绳。（2）施工方法在制梁台座的活动端模侧，在留出略大于一

11、个节段梁长度的外侧，开挖运梁槽口，其目的是使移梁液压台车能走行至运梁台车上，保证节段梁在施工区的运输，槽口开挖的深度、宽度以运梁台车的尺寸来确定，其长度以并列制梁台座的数量确定，槽底以砼硬化，保证足够的承载力，槽壁设置砼挡墙；铺设走行轨道，在槽道的端部牢固安装卷扬机，将组装完整的运梁台车吊至轨道上，用钢丝绳将卷扬机与运梁台车连接，试走行，运转正常则运梁系统完成。3.节段梁线形控制(1)、线形控制软件GCP系统的功能和原理 、主要功能是：根据输入的设计成桥线形，对采集的节段梁测点数据进行计算、分析，不断地校正施工及测量放样引起的梁体线形的偏差，确定节段梁在匹配位置的空间转换坐标，使梁体预制线形按

12、照设计的线形状态向前延伸。、原理：参见下页GCP系统控制原理图。XFL1、XFH1、XFR1、XBL1、XBH1及XBR1分别为GCP软件计算出来的匹配梁上预埋件相对于端模内侧的距离，XFL2、XFH2、XFR2、XBL2、XBH2及XBR2分别为待浇梁上预埋件相对于端模内侧的实测距离。匹配梁高程预埋件A1、B1、C1、D1所对应的高程值为ZFL1、ZBL1、ZFR1、ZBR1，这些高程值是通过GCP系统计算、转换所确定的匹配梁在该位置的高程值。待浇梁上的高程预埋件A2、B2、C2、D2所对应的实测高程值分别为ZFL2、ZBL2、ZFR2、ZBR2。匹配梁上中线预埋件E1、F1对应的数据YFH

13、1、YBH1，表示匹配梁前后两点偏离固定中线的情况。、在待浇节段梁浇筑完毕，按预先设计的位置进行预埋件埋设和中线投点，等节段梁砼凝固后，精确地观测并记录12个测点预埋件的观测值，通过GCP系统的数据文件运算，得出待浇梁在新的匹配位置的线形数据。由于测量放样误差、混凝土振捣及施工人员的扰动等多种因素的影响，致使测点预埋件出现埋设偏差，导致竣工节段梁的轴线、高程与理论线形值相比，出现偏差。这就要求必须真实地记录12个测点预埋件的观测值，通过GCP系统的数据文件运算，在下一片匹配梁线形数据中作出调整、修正。、控制流程：参见下页GCP系统控制流程框图。(2)、测量控制的总体步骤和系统组成总体步骤：建立

14、测量控制系统线形控制软件GCP系统调试（将设计成桥线形输入该系统）节段梁在浇筑台座上竣工测量测量数据进入GCP 系统计算分析消除施工误差、确定节段梁在匹配位置的线形数据（空间转换坐标）监控节段梁在匹配位置的调整达到测量精度要求灌注下一节段梁。GCP系统控制原理图 GCP系统控制流程图系统组成：由五部分组成。、中线控制系统：由强制对中观测墩和后视觇标组成，控制桥梁平面线形；、高程控制系统：由观测台座和制梁台座组成，控制桥梁的竖曲线形；、监测网：由水平和高程基准点与测量台座、制梁台座上的观测点构成；、配套的高精度测量设备（全站仪、数字水准仪等）；、线形控制软件GCP系统。(3)、主要测量技术措施、

15、短线法制梁要求其平面及高程测量控制精度均为+0.3mm，需按照精密工程测量规范的规定建立测量控制网。、测量控制网的布设：根据制梁台座固定不动的特点，建立以一条基线控制一个制梁台座的测量控制系统，并将所有基线纳入一个独立的、稳固的监控网中。、确定测量控制流程：模板安装检查浇筑砼前的全面检查埋设测点预埋件节段梁数据采集GCP系统数据处理匹配梁位置调整。、采用强制对中装置及固定后视觇标在普通测量工作中，一般不使用强制对中装置，仪器的对中误差会达到23mm，而采用强制对中装置后，其对中精度可达0.025 mm；固定后视觇标可使用徕卡生产的专用精密后视贴片，贴在后视方向墩上，与相对应的置镜点一起组成一条

16、固定基线。强制对中装置及固定后视觇标的使用，可大大减少偶然误差的影响，确保+ 0.3 mm的精度要求。、配置高精度测量仪器高精度成果必然要求使用高精度的测量仪器。为此，需使用目前精度等级较高的测量仪器，如型号为TC2003、TC1800的全站仪以及DNA03数字化水平仪，及配合使用的精密配套装置。、自制精密分划尺：参见下页精密分化尺示意图。对于TC2003及TC1800全站仪来说，直接用极坐标法测量偏转量，要满足0.3mm的精度要求比较困难，实际操作中，通过自制精密分划尺来达到需要的精度级别。如图四，精密分划尺由螺旋测微器、活动觇牌、尖状支点、水平气泡和滑槽组成。螺旋测微器的读数精度可达0.0

17、1mm, 精密分划尺在正式使用前，应测定零位置即活动觇牌标志中心线通过尖状支点时螺旋测微器上的读数。匹配节段梁调整时，让尖状支点对准匹配梁中线预埋件上的中线点，通过螺旋测微器移动活动觇牌使端模中线与觇牌标志中心线重合后，读出匹配梁预埋件上的中线点与中线的偏移量，读数时精密分划尺须与中线垂直。 (4)、施工方法、测量台座的布设：一个制梁台座由一条固定中线监控，该中线由观测台座上设置的强制对中点和后视台座的后视觇标组成。观测台座上设置强制对中装置，后视台座可贴徕卡专门生产的后视觇标。为了保证测量台座整体的稳定性，观测台座和后视台座的地基需进行加固处理；观测台座和后视台座台身均需高于匹配节段梁混凝土

18、顶面、新节段梁的模板顶面1米以上，便于保证良好的中线通视条件。测量坐标系统采用相对独立的局部坐标系，控制点的起算数据自行假设。 具体要求：a、 固定端模的中点位于观测中线上，端模始终保持铅锤且与中线正交；b、测量台座、制梁台座保持稳定，防止扰动和下沉，否则，整个测量控制系统必须重新调整；c、利用基准点，定期监测各观测点的位移与沉降，及时修正中线及高程系统的偏差，使之始终保持在测量控制精度以内。、测点预埋件的布设和节段梁的匹配a、每个“T”的墩顶块（0#块）为初始段，也是测量控制的起点，砼浇筑完成即预埋4个水准钉A、B、C、D及两个中线标志（U型铝板）E和F，待砼凝固后、脱模前（避免对梁体扰动）

19、，观测水准钉的标高，作好记录，并将中线投放在中线铝板上，刻画出梁体中线标志；b、将观测数据输入GCP系统，计算初始段在匹配位置的线形数据（空间转换坐标）；c、利用移动台车将初始段移至匹配位置，根据计算好的线形数据，在台车上精确调整匹配节段梁的空间位置，并牢牢固定；d、完成新节段梁的浇筑，在新节段梁面上同样预埋水准钉和中线标志；e、观测匹配梁及新节段梁上8个水准点和4个中线点的数据，将数据输入GCP系统，计算分析测量数据与成桥线形是否吻合，及对线形产生的影响，经过修正计算，确定新节段梁在下一匹配位置的线形数据；f、移出第一片节段梁运至存梁场存放，将新节段梁运至匹配位置匹配，进行下一片节段梁的浇筑

20、；g、循环以上程序，逐段预制完成。上述过程参见下图：梁上预埋测点的设置图、匹配梁移至匹配位置图及节段梁的匹配调整图。匹配梁移至匹配位置图 梁上预埋测点的设置图 节段梁的匹配调整示意图六、劳动组织(一)、项目管理组织体系：采用项目法施工，管理组织体系如下：项目经理副 经 理总工程师工程技术部测量、试验、技术技术办公室生产部物机部计财部安质部砼搅拌站工区二工区一线形测控砼浇筑、养护模板施工梁段移运、贮存及发运钢筋及预埋件加工安装(二)、人员配备及组织（按一个单“T”两条短线台座流水生产线）1、 项目部部门人员：项目经理：1人；总工程师：1人；副经理兼工区负责人：2人；合计：4人。工程部部长1人；工

21、区技术负责人：2人；技术员：4人；合计：7人。质检主任：1人；质检员：2人；合计：3人。试验主管：1人；试验员：3人；合计4人。测量主管：1人；测量员：5人；测量工：9人；合计15人。资料员：2人。物机部部长：1人，其它人员：4人；合计：5人。计财部部长：计划1人，财务1人；其它人员：4人；合计：6人。生产部部长：1人；调度1人；合计：2人。办公室主任：1人，其它2人；合计：3人。上述人员总计：51人。2、 钢筋加工及安装（含预埋件）钢筋工：68人/线2=136人；（注：加工制作20人，搬运工6人，胎架钢筋绑扎10人，三个胎架同时作业计20+63+103=68人/线。）装吊工：2人/线2=4人

22、；（注：搬运工配合吊装作业。）流水线生产现场负责人：1人；技术员：2人；质检员：2人；安全员：2人。3、 模板施工（含模板安装及使用） 、模板安装：模板及配套机具设备由专门厂家生产预拼，在工地台座上拼装工作宜由生产厂家负责，项目部配合及验收。、模板使用模板工：(36+3)人=39人；两条线39人2=78人；（注：36人按三个台座考虑，6人/个/班；工作包括匹配梁就位，模板安装、调整；梁段脱离移走、模板拆除。3人工作含模板检查，清理修整。）每条流水线现场负责人：各1人；技术人员各2人；液压设备操作人员熟练工4人，负责培训每个台座上的操作人员；电工2 人；木工2 人；测量人员5人；质检员2人；吊机

23、司机34人；安全员：2人。4、 混凝土浇筑每条流水线现场负责人：各1人；技术员：2人/线2=4人；安全员：2人；质检员：2人；试验员：3人；吊机司机：2人/线2=4人；混凝土工：42人/线2=48人； 测量员：6人；砼搅拌车司机：3人/线2=6人 ；搅拌站工作人员：8人。养护人员：负责人1名，技术员1名，专职质检员1名，技术工人2人，民工8人。5、 梁段移运、贮存及发运负责人：1人/线2=2人；装吊工：3人/线2=6人；技术人员：2人/线2=4人；质检员：2人；民工：10人/线2=20人。6、线形测量控制应根据预制场生产流水线循环施工需求，做好全天24小时作业的施工组织安排，并应考虑到工序的衔

24、接与重复。按一个单“T”两个短线台座流水生产线考虑，测量人员配置为：测量工程师2人；测量技术员4人；测量工9人。备注：上述人员组织安排仅指出各类作业施工所需基本人员，对重复人员可行酌减。七、机具设备（按一个单“T”两条短线台座流水生产线考虑）1、 测量仪器设备全站仪：TC2003一台；徕卡生产；标称精度：1+1ppm,测角0.5”全站仪：TC1800一台；徕卡生产；标称精度：1+1ppm,测角1.0”电子水准仪：DNA03两台；徕卡生产；配铟钢条码尺；最小读数0.01mm，1km往返差0.3mm及相关配套设备。2、试验仪器设备：按国家或地方的行业规定，施工现场应配备相应的基本试验检测仪器设备，

25、包括混凝土及原材、钢筋及其它检测所需的试验仪器设备。且工地试验室必须获得合法检测资质及计量许可证。必要时，采取送样品到指定或合法试验室进行试验工作。3、混凝土搅拌站 如HZS90型：宜采用成套全自动化砼搅拌设备，并配套砼搅拌输送车（6 m3）；搅拌站砼生产运送能力应能满足流水线作业的需要。4、吊机：可采用自拼式龙门吊机成套设备及专用吊具，也可使用其它走行轮式或履带式吊机；建议对大吨位的吊重如节段梁吊运，宜设置大型100200t移动式龙门吊机，对流水线作业，宜采用轻便拆装的小型2030t龙门吊机；对其它小型吊装作业，宜配备2050t走行轮式或履带式吊机。5、钢模板及配套液压设备、台车等，按流水线

26、生产需要，配备合理套数。6、倒链510t：微调、辅助用；卷扬机58t：配套台车移梁用；变电站（350+500）KVA：满足预制场生产生活需要；发电机400kw：备用；80、50振动棒：混凝土浇筑用；1.1KW附着式震动器：每个短线台座模板侧模配备4个；7、其它：除上述机械设备外，如模板清理等还需用到一些专用小型设备、发运工作还需大型运输车辆或运输船等。八、质量控制 (一)、质量控制：指执行的标准、规范及规定。1、国内质量控制要求执行相关行业规范标准，主要包括：1、 公路工程：现行最新公路桥涵施工技术规范及公路工程质量检验评定标准等。、铁路工程：现行最新铁路桥涵施工规范、铁路桥涵施工验收规范及铁

27、路桥涵质量检验评定标准等。2、 国外质量控制执行合同规定的质量要求，执行设计图纸规定采用的施工标准、规范，例如港深西部通道工程（香港）要求所有工作必须遵循香港现政府现行的土木工程各类规范和协议中所规定的施工细则，如General Specifrication for Civil Engineering Works、 港深西部通道施工设计图(香港)等。3、测量控制依据的技术标准、规范、技术要求要求采集的水平线形及高程数据的精度达到0.3mm；对成品箱梁的限差要求是：腹板厚度 5mm；顶翼缘厚度 +10mm至0mm；底翼缘厚度 +5mm至0mm；外部尺寸 5mm；匹配浇筑单元的长度 0mm至-10

28、mm；横隔板尺寸 5mm。或者执行相关标准规范要求。、规范、依据：设计图；精密工程测量规范（GB/T15314-94）；国内或者国外行业标准规范。九、安全措施(一)、执行国家有关建筑企业安全生产的法律法规，制定短线台座法生产流程安全生产管理办法并执行。(二)、工程安全监控目标是实现 “三无”（既无重大伤亡事故、无中毒事故、无倒塌事故），一般轻伤事故率控制在1%以内。(三)、应成立一个由本工程总负责人任组长的安全生产领导小组，设置一名专职安全员，各流水线设置一名兼职安全员，定期组织开展安全检查。(四)、执行安全教育制度和安全生产定期检查规定，未经安全教育或教育时间不足48小时的人员不准上岗作业。

29、(五)、特殊工种（如电工、焊工、司机、机械工等）必须持证上岗。(六)、严格执行各项安全措施，如双层作业必须戴安全帽、高空作业必须系安全带、特殊地段应挂安全网等。(七)、对施工用电、钢筋加工机械、吊机等各种施工机械、施工设备临时用电，使用前必须按照国家建设部颁发的施工现场临时用电技术规程的标准进行检验，经检验确认合格后方能使用。(八)、坚持一机一闸一漏电保护器，三相五线制和保护零线重复接地。总配电箱或分箱，一律设门加锁添置防雨罩，施工临时电路必须按规程要求加设。(九)、夜间作业必须要有足够的照明。(十)、吊装作业采用对讲机指挥，以保证指挥正确和操作安全。(十一)、防火责任人必须认真负责，按规定位

30、置安放好有效的消防器材，易燃物品要有专人看管。(十二)、不得使用报废机械，各种龙门吊机等临时大型起重机械必须通过试验验证，并获得准用证后方准投入使用。十、技术经济分析短线法施工在制梁工序上是流水线作业、在单个节段梁的预制上是平行作业，因此，制梁速度快，质量易于保证；特别是易于采用工厂化管理，改变了以往施工场地的脏、乱、差现象，充分显示了环保的优势。但其需要专门的线形测量控制技术，才能满足流水作业快速、便捷的需要。短线法预制梁具有占用场地小、质量、工期、安全易于控制、成品梁便于运输、有利于环保、工厂化流水线作业、制梁效率高等优势，在国外一些发达国家被广泛应用，在国内则处于起步阶段，随着国内建筑业的发展，桥梁建设的施工技术不断更新，现代桥梁施工对环保、工期及施工场地将提出更高的要求，使短线法施工预制梁的方法有着极大的推广前景，十一、工程实例由于短线台座法制梁国内尚无其它实例，现仅举例：香港深圳西部通道香港侧引桥上部结构预应力混凝土连续箱梁制运工程短线法施工例子。(一)、工程概述：港深西部通道是连接香港与深圳的跨海大桥，其香港侧主桥、引桥工程的建设方为香港特区路政署，施