节段预制拼装桥梁短线匹配法施工监测方案.docx

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1、 佛山市城市轨道交通2号线一期工程TJ4标高架段节段预制、拼装监控方案广东省佛山市城市轨道交通2号线（一期）工程TJ4标 节段预制拼装桥梁短线匹配法施工监测方案编制人： 审核人： 批准人： 中交一航局佛山轨道交通2号线工程项目经理部年 月 日目录1. 工程概况11.1 结构特点11.2 预制节段信息11.3 施工方法32. 施工监控目标、依据、要点和组织42.1 施工监控目标42.2 施工监控依据62.3 施工监控要点72.4 施工监控组织93. 结构有限元分析113.1计算内容113.2计算参数123.3 结构模型133.4 30m简支梁线形计算结果134. 几何控制方案144.1几何控制法

2、的基本思想144.2 几何控制原则和流程154.3 前期分析阶段线形控制174.4预制阶段控制204.5安装阶段控制344.6 曲线梁三维控制方法374.7 施工监控细则375. 短线法施工全过程控制系统软件385.1 软件简介385.2 软件功能模块405.3 系统技术特点455.4 异常情况对策466. 质量目标和保证措施466.1 质量保证目标466.2人员、仪器设备、软件保障476.3 数据检查制度476.4 信息反馈制度476.5 安全保障制度48附件一： 拟投入本项目人员表49附件二： 拟投入本项目仪器设备50附件三： 测量塔、预制台座平面布置图50附件三： 测量塔、预制台座平面布

3、置图511. 工程概况1.1 结构特点佛山市城市轨道交通二号线一期工程TJ4标线路全长3864.85m，起点桩号为YCK43+992.50，终点桩号为YCK47+857.35。高架段采用短线法节段预制拼装箱梁，共计111跨，其中30m节段梁90跨，25m节段梁19跨，27.5m节段梁2跨。节段梁划分为标准节段B、过渡节段G1、过渡节段G2、梁端节段D，除梁端节段长度为2.45m外，其余长度均为2.5m。桥梁架设采用架桥机拼装施工工艺，总计架设箱梁节段1292节。主梁采用预应力混凝土连续箱梁，单箱单室等高度截面。梁体混凝土采用C50混凝土，混凝土及其原材料应符合铁路混凝土结构耐久性设计规范。梁体

4、内预应力束分为腹板束、底板束。预应力筋采用s15.2，抗拉强度标准值fpk=1860MPa钢绞线，张拉控制应力1302Mpa。标准双线简支桥梁采用花瓶墩，节段梁部分共两种种墩身截面尺寸，墩高512m，截面尺寸2.22.2m，墩头高度4m。墩高1215m，截面尺寸2.52.2m，墩头高度4m。 1.2 预制节段信息佛山市城市轨道交通二号线一期工程TJ4标高架梁段均采用短线法分节段在工厂预制完成，预制节段数1292节。预制节段分为梁端D节段、过渡G节段块及标准B节段块三种类型。其中，梁段D节段上设后浇挡水墙。端头D节段长2.45m，节段量约45t；过渡G节段长2.5m，节段量约41t；标准B节段块

5、长度为2.5m，节段重量约35t。不同节段箱梁截面信息见表1.1。截面尺寸见图1.1。表1.1 节段预制梁段截面信息孔跨型号梁段长度截面梁高顶板厚度腹板厚度底板厚度数量25.0m标准段B250cm180cm25cm30cm25cm114过渡段G250cm180cm34cm39cm37cm38梁端段D245cm180cm40cm45cm50cm3827.5m标准段B250cm180cm25cm30cm25cm10过渡段G1250cm180cm34cm39cm37cm4过渡段G2250cm180cm34cm39cm37cm4梁端段D245cm180cm40cm45cm50cm430.0m标准段B2

6、50cm180cm25cm30cm25cm540过渡段G1250cm180cm34cm39cm37cm180过渡段G2250cm180cm34cm39cm37cm180梁端段D245cm180cm40cm45cm50cm180 (a) 标准节段(b) 过渡段(c) 端头块图1.1 节段梁截面尺寸(单位：cm)1.3 施工方法箱梁节段在预制厂预制完成后，运至现场进行拼装。在基础、承台、桥墩施工完成后，利用运梁车将节段运至拼装现场，采用架桥机的天车都所有节段进行吊装，经过胶拼、张拉、落梁、拆除临时支撑完成整孔桥梁的架设工作。图1.2为主梁架设施工步骤。A.在安装跨两端墩顶安装支座，并按设计调整其预

7、偏量；B.节段梁从存梁场运至待架设的桥跨处；C.先吊装第12节段定位，然后依次吊装其余各节段梁(见图1.2)，先把所有节段都悬挂在架桥机上；D.调整线形，校准第1节段，并将其临时固定，确保不发生位移、转动。安装时将各节段向墩方向偏移，预留涂环氧树脂的空间；图1.2节段梁吊装示意图E.将第1、2梁段临时对接，通过张拉临时预应力筋（精轧螺纹钢）预拼，检查拼接缝的密贴程度，以决定不同部位的涂胶厚度；F.检查桥梁线形高程和箱梁中线，以掌握纠偏的方向和程度，作好纠编的准备工作；G.预拼完毕后，将梁段脱开，对胶拼的混凝土面作进一步清理，确保涂胶面上无泥土、灰尘及其他松散物；H.在第1、2梁段接合面上涂抹环

8、氧树脂，将2梁段与1梁段密贴，张拉临时紧固装置，保证节缝间压力不小于0.3，将1、2梁段临时锚固，环氧树脂固化；I.按同样方法依次安装其余节段；J.张拉永久预应力束；（高位张拉，整体落梁）；K.整孔落梁至设计位置，完成一整孔梁的架设；L.纵移架桥机过孔，进入下一孔跨架梁。2. 施工监控目标、依据、要点和组织2.1 施工监控目标2.1.1 主要工作目标短线法施工几何施工监控的目标就是在施工过程中控制结构的受力状态和变形始终处于结构安全的范围内，成桥后结构的线形与内力达到设计要求，结构本身又处于最优的合理的受力状态。短线匹配法节段预制拼装桥梁施工控制方法和传统混凝土现浇工艺控制方法不同之处在于，从

9、梁的预制阶段开始对桥梁的施工误差进行识别与调整，直至梁段的拼装完成，实现了桥梁全过程施工控制。主要工作目标包括：（1）确保施工过程中结构的安全性，减少施工风险，桥梁结构施工过程及二期恒载阶段结构内力状况满足设计要求；（2）成桥的几何线形和结构内力逼近设计理想状态；（3）精度控制和误差调整的措施不对施工工期产生实质性的不利影响。（4）控制及监测精度达到施工控制技术要求的规定。2.1.2 梁段预制验收标准当箱梁从浇注梁段处移至匹配梁段处前，测量工程师应将此梁段的几何测点的测量结果输入至短线法施工控制系统软件以确定已浇注梁段在作为匹配梁段时的目标位置（包括施工误差的纠正）。而当此梁段在匹配梁段位置作

10、调整时，其几何测点的定位与其目标位置的误差范围应控制如下：1) 沿中线的测点（U型圆钢）的偏差应小于2mm；2) 沿腹板的测点（十字头螺栓）的偏差应小于1mm。梁段预制完毕后，应采用表2.1所示验收标准进行箱梁的外形验收以确保箱梁生产的质量。表2.1 预制梁段验收标准序号项目规定值或允许偏差（mm)检查频率检验方法范围点数1混凝土抗压强度在合格标准内每个节段梁-按现行国家标准混凝土强度检验评定标准要求2长度0、-23用尺量3断面尺寸宽度0、+52用尺量高度52壁厚0,584表面平整度52用2m直尺检验5轴线偏移量纵轴线51经纬仪测量横隔梁轴线516预埋件支座板、锚垫板等预埋钢板位置10每个预埋

11、件1用尺量高程51水准仪测量平面高差51螺栓、锚筋等位置101用尺量外露尺寸1017预留孔吊孔位置5每个预留孔洞1用尺量预应力孔道位置位置节段端部101用尺量孔径+3、01用内卡尺量2.1.3 梁段安装验收标准箱梁梁段在预制过程中具有足够的精度，在安装时，拼装起来就可以满足设计的线形要求。拼装过程的关键步骤在于起始段的定位，定位不精确可能导致施工进行不下去。根据设计图纸，佛山轨道交通二号线一期TJ4标高架施工采用逐跨拼装施工工艺。为保证梁段安装精度，在施工过程中，应满足表2.2所示允许误差及验收标准。表2.2 每跨首块吊装验收标准项目允许偏差（mm）控制标准验收标准立面标高13中心线偏位25横

12、向坡度0.001(Radians)0.001(Radians)纵向坡度0.003(Radians)0.003(Radians)在本工程中箱梁拼装过程中，针对各梁段的几何控制测点，采用表2.3所示允许误差与验收标准。表2.3 箱梁吊装验收标准项目控制、验收标准立面标高10mm中心线偏位10mm纵向长度10mm横向坡度0.001(Radians)纵向坡度0.003(Radians)拼缝错台5mm在箱梁拼装过程中，若发现竣工几何数据超过表2.3的标准，现场测量小组应将数据立刻呈报给监控单位作进一步调查，监控单位将据此数据以及桥梁的变形特征通过计算得出是否需要在下一步拼装过程中提供纠偏。2.2 施工监

13、控依据1. 地铁设计规范（GB50157-2013）2. 铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005）3. 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）4. 铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB10002.4-2005）5. 铁路工程抗震设计规范（GB 50111-2006）（2009版）6. 铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）7. 铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）8. 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）9. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）10.城市轨道

14、交通工程测量规范（GB 50308-2008）11. 精密工程测量规范(GB/T 15314-1994)12. 铁路桥涵施工规范(TB10203-2002) 13. 预应力混凝土桥梁预制节段逐跨拼装施工技术规程(CJJT111-2006)14. 施工方提供的设计图纸和其它文件。2.3 施工监控要点短节段预制拼装施工控制核心是对施工全过程的误差进行预测、分析，消除误差对节段预制、安装的影响，对节段预制、安装结构几何构件进行预测和控制，从而保证结构几何构型满足设计要求。施工过程中，桥梁结构的实际状态与理论状态之间总是存在一定的误差，其包括参数误差（如材料特性、截面特性、容量等）、施工误差（如制作误

15、差、架设误差、预应力索的张力误差等）、测量误差、结构分析模型误差等。这些偏差累积到一定程度如不加以识别和调整，成桥后结构构型难以保证。因此各阶段施工控制重点如下：2.3.1 结构计算在节段预制工作开始前，根据设计图纸及施工组织设计方案，采用MIDAS/CIVIL对结构进行施工阶段模拟仿真分析。在结构计算过程中，应考虑施工误差、梁段重量误差、混凝土材料弹性模量差异、预应力钢筋管道偏差及摩擦阻力差异，并考虑混凝土收缩徐变等时间效应，保证计算结果与实际情况相符。同时对结构施工阶段进行参数敏感性分析，确定影响桥梁线形的敏感因数，重点控制。将上述计算所得预拱度导入数据库，梁段预制长度考虑弹性压缩修正，得

16、出梁段预制及安装理论线形，为节段预制安装提供指导。2.3.2 节段线形监控细则预制过程中，通过调整匹配节段坐标实现预期预制线形，通过误差识别及修正，减少或消除误差对后续节段预制的影响。其中误差识别和修正是重点。预制线形控制好坏直接影响节段拼装精度。1）控制点坐标采集及预警措施节段预制指令即匹配节段目标值，是通过已成梁段上控制点的实测坐标经过控制软件计算分析得出，因此控制点坐标采集至关重要，不容有误。数据采集过程中，应测量两次，取平均值，从而减少人为误差及测量仪器误差的影响，同时检查两次测量结果差别大小，如果差别较大应重新测量。将控制点坐标实测值输入控制软件系统，系统会自动识别实测数据是否存在人

17、为输入错误，如果存在人为输入错误，系统将会自动报警，保证数据录入正确。2）匹配节段调整精度调整匹配节段空间位置，实现与待浇梁段相对姿态，从而实现误差修正，再现设计线形。因此，匹配节段调整精度必须满足要求。3）误差识别及修正节段预制成型后，已形成的误差只能在后续节段预制过程中加以修正。将成型的节段控制点坐标录入控制系统，系统自动识别误差，若误差超过允许值，程序将自动在后续一个节段或几个节段的预制过程中一次或分次加以调整。2.3.3 节段安装将预制节段控制点在预制局部坐标系下的坐标输入至控制软件系统，系统会自动将该坐标转化到节段安装整体坐标系下的坐标，生成节段安装指令，指导节段安装。在安装过程，将

18、安装实测坐标输入至控制系统，系统自动识别，若误差超过规定允许值，系统将提出节段安装调整方案，保证节段安装线形满足设计要求。2.3.4 短线法几何监控控制体系 各施工控制阶段中，应始终坚持在保证安全的前提下，以几何控制为主、以内力控制为辅的原则。 具体各阶段施工控制内容如图2-3所示。图2.1 短线法施工几何监控控制体系2.4 施工监控组织2.4.1 组织体系为做好监控工作，建议由委托方牵头成立施工监控领导机构，在组织形式上分两个层次开展施工监控工作，即设立施工监控领导小组与施工监控工作小组。重大技术问题由领导小组讨论决定，具体工作由施工监控工作小组（监控方）实施。施工控制工作框图如图2.2所示

19、。图2.2 施工控制工作框图具体而言，可以描述如下：l 业主 协调各参与单位的工作，组织召开相关会议。 提供结构设计文件及图纸l 设计单位 核对理论结构最终内力状态和线形 参与重大施工方案讨论l 施工单位 提供施工组织设计及进度安排、如有变更原定施工方案应及早提出 材料参数试验、施工荷载的调查 预制及安装节段测量，并提供测量数据至监控方 为现场测试提供便利l 监理单位 负责监督施工监控指令的实施l 监控单位 编制施工监控方案及实施细则 识别参数误差，并进行有效预测，优化调整分析 发布监控指令 现场相关技术服务 梁段预制及安装阶段测量复测复测工作分两个阶段：预制阶段前期，为保障施工单位熟悉监控流

20、程，监控单位组织人员对预制节段进行测量复测，确保测量数据的正确性，直到梁段正常生产，并在正常生产后进行定期不定期的测量复测。梁段安装阶段，监控单位组织人员进行节段梁安装测量复测。 预制安装过程中配合委托方要求提供节段报告，竣工后提交施工监控总结报告2.4.2 信息传递办法参照以往的短线法施工桥梁监控经验和信息传递办法，通过前期的沟通，确定本项目的文件传递办法。（1）信息传递的总体思路为：测量数据由施工单位发送至监控单位；预制指令及安装指令由监控单位发送至施工单位，同时配合委托方的要求发送给其它相关单位。（2）考虑到短线法施工特点以及预制高峰期可能出现每天10-12道指令的实际情况，测量数据及指

21、令文件采用单跨会签制，尽力减少文件传递过程对施工进度的影响。图2.3和图2.4分别为节段预制、拼装施工控制过程中的信息传递途径示意图。 图2.3 预制阶段信息传递流程 图2.4 安装阶段信息传递流程图3. 结构有限元分析结构有限元分析是施工控制的核心依据，须应用三维空间结构分析程序计算分析施工全过程、成桥状态的内力及变形等。本项目采用有限元软件MIDAS/CIVIL进行结构仿真计算。3.1计算内容（1）施工过程预制安装线形计算及安全复核计算利用现场采集的参数对本桥施工过程进行结构预拱度计算，为梁段预制安装线形计算提供所需预拱度；同时对安全性进行复核计算，复核计算主要包括：施工过程主梁应力、施工

22、过程主梁稳定性等。（2）施工控制误差分析及参数识别施工控制过程中必然存在一定的误差，某些误差将会导致发散的结果，因此，应对施工控制反馈数据的误差进行误差分析，对误差形态进行定性，避免恶性误差的出现。通过对误差进行参数识别，找到造成误差的真正原因，从而指定出合理的误差解决策略。（3） 施工阶段参数敏感性分析计算通过对结构施工阶段进行参数敏感性分析，确定影响主梁结构线形的敏感因素，在施工控制过程中，对其加以严格控制，确保主梁预制安装精度。（4） 施工控制实时计算施工控制计算不可能一蹴而成，由于部分计算参数（如梁重，混凝土徐变等）无法在施工控制开始就精确确定下来，因此，施工控制过程必须根据实测的结构

23、响应来对计算参数进行调整，以形成更为准确的计算模型指导后期的施工。3.2计算参数1）混凝土混凝土等级： 桥梁上部结构混凝土为C50，抗压强度标准值：32.4 MPa；抗拉强度标准值：2.64MPa抗压强度设计值：23.1MPa；抗拉强度设计值：1.89MPa混凝土容重：26.5KN/m32）预应力钢束型号： 9-S15.2 ，12-S15.2，15-S15.2，17-S15.2单根面积： 140mm2钢绞线标准强度： 1860MPa弹性模量： 1.95105MPa张拉控制应力： 1302MPa松弛率： 2.5%孔道摩擦系数： 0.26预应力管道偏差系数： 0.0025一端锚具变形、钢束回缩及垫

24、板压实值： 6mm3）荷载计算过程中，考虑以下荷载：一期恒载：包括主梁重量等。梁段按实际断面计算重量；齿板重量按集中荷载考虑。二期恒载：包括保护层、防水层、道床板、钢轨系统、挡板及隔音结构、电缆及其支架、接触网、紧急疏散平台、横坡垫层等。参照设计图纸取值为双线122.15kN/m。列车活载：双线列车，荷载大小参照设计图取值如下。3.3 结构模型3.3.1结构模型本次计算采用MIDAS/CIVIL桥梁结构分析软件进行，典型跨度组合(438)m有限元模型如图3.1所示。该模型主梁15个节点，14个单元。图3.1 30m简支梁有限元模型图3.3.2施工节段划分以30m联为例，施工阶段划分如表3.1所

25、示。表3.1 30m联逐跨吊装施工阶段划分阶段描述阶段描述1节段吊装4落梁成桥2松除中间吊杆，形成简支状态5静置60天，铺设二期恒载3张拉梁段内简支束6徐变十年3.4 30m简支梁线形计算结果图3.2图3.4为30m简支梁在存梁期30天的情况下，主梁分别在恒载和活载下变形值，以及预供度值。图3.2 30m简支梁活载产生的变形值图3.3 30m简支梁恒载产生的位移值图3.4 30m简支梁预供度3.4.1小结通过对桥梁进行有限元分析，提取各种工况的变形。经验证，各种工况的变形值符合实际图纸的要求。提取了预供度与设计线形结合，可以得到制造线形，指导预制工作。4. 几何控制方案4.1几何控制法的基本思

26、想相对于传统的施工控制方法，几何控制法是一种新的控制理念。根据结构力学原理，几何体系（包括结构体系的形式、构件的初始尺寸和形状、几何约束形式及其方位等）一定的弹性结构在某一时刻的内力和变形状态唯一地取决于此刻其所受的作用（如荷载等）体系，而与此前结构构件的安装历程、作用的施加和变迁历程无关。因为此刻结构的内力与变形状态可以由静力平衡方程和变形协调方程唯一地确定，而这两类方程又由此时结构的几何体系与作用体系唯一地确定。换言之，只要弹性结构的几何体系和作用体系一定，其内力与位移状态就唯一确定，与结构和作用的形成过程无关。根据上述基本原理，在没有制造和安装阶段施工误差的情况下，从理论上讲只需保证结构

27、构件安装时的初始几何尺寸和形状（亦称为构件的无应力状态）与成桥理想目标状态所对应的构件无应力状态相同，即能够确保成桥阶段结构的内力与变形状态达到理想的目标状态。而实际施工过程中，制造和安装阶段均存在施工误差，在这一条件下，为获得逼近设计目标状态的合理成桥状态，施工控制转化为误差条件下的工程控制问题。以几何控制为指导思想，结合短线法预制拼装箱梁施工控制的实际需要与具体特点，即可发展相对完善的施工控制方法体系。4.2 几何控制原则和流程4.2.1几何施工控制体系原则针对佛山市城市轨道交通二号线一期TJ4标高架节段预制拼装梁的结构体系特点，提出施工监控原则：采用全过程自适应几何控制法，控制全面覆盖节

28、段预制、拼装全过程，践行几何控制法理念，在预制过程中通过精确控制结构构件无应力构型，实现精确控制桥梁线形的目标，确保成桥后结构线形满足设计要求。其指导原则如下：1）采用全过程控制的理念进行施工控制体系整个控制体系的实施分准备阶段、制造阶段和安装阶段等三个主要阶段，涵盖了从结构设计、构件制造到安装的所有关键阶段，涵盖了所有构件的制造和安装。2）依据几何控制的理念制定施工控制方案和相应控制方法依据施工全过程仿真分析确定结构设计目标状态对应的构件的无应力状态，根据无应力状态确定各构件的制造形态和相应安装阶段各构件的几何关系，在此基础上，根据构件制造和构件安装的工艺特点、施工方法等的客观需要以及几何控

29、制实施的具体特点确定施工控制方案和控制方法。3）在系统研究的基础上确定控制阶段的容许误差根据全过程仿真分析、施工全过程参数敏感性分析、误差因素及其效应研究确定制造、安装阶段的控制方案，并据此确定监测参数、制造和安装阶段的控制容许误差。4）依据最优控制理论进行施工控制决策依据误差评价，通过参数识别和模型修正获得当前阶段的理论模型，在考虑后续梁段制造误差及安装可能误差的基础上基于理论模型进行后续梁段至成桥的误差预测，在此基础上根据最优控制理论进行后续梁段的施工控制决策。5）采用几何控制数据库系统作为施工控制实施的重要支撑以数字化全过程控制作为指导原则开发的几何控制数据库系统，对所有施工阶段均给出构

30、件制造、安装等的理想目标状态，制定相应的数字化几何控制方案，对于构件制造、构件安装等控制过程实施全面控制，建立制造、安装各阶段结构几何形态、误差状态等系统信息的数据库，作为施工控制实施的重要支撑。4.2.2几何控制流程整个几何控制体系分为准备阶段、预制阶段、安装阶段共三个主要控制阶段，各阶段施工控制流程如图4.1所示。图4.1 几何控制流程4.3 前期分析阶段线形控制为保证节段预制和拼装的精度，前期几何数据库的建立至关重要。前期分析阶段工作内容如图4.2所示。图4.2 短线法施工前期分析阶段4.3.1线形定义拼装桥梁结构在制造及施工的不同阶段将涉及到三种不同的线形：设计成桥线形、制造线形以及拼

31、装线形。设计成桥线形是指桥梁修筑完成后所需要达到的设计线形；制造线形是主梁在制造过程中零应力状态下的线形；拼装线形，又叫安装线形，是指桥梁在拼装过程中各新安装梁段自由端连接成的线形。拼装桥梁施工控制中最关键的任务就是选择合适的制造及拼装线形，使得桥梁结构最终达到设计成桥线形。拼装施工桥梁位移计算面临的一个问题是：逐段形成的结构中新安装单元的初始位置的确定。有两种方法确定其初始位置：其一，指定新节点位移为零，即零初始位移法；其二，将新节点初始位移指定到沿着已成梁段悬臂端切线上，即切线初始位移法。制造线形与设计成桥线形的关系： （4-1）式中： 为制造线形； 为设计成桥线形； 按切线初始位移法计算

32、的竖向位移。安装线形与设计成桥线形的关系： （4-2）式中： 为安装线形；为设计成桥线形；按零初始位移法计算的竖向位移。对按零初始位移法计算的竖向位移进行简单的处理即可得出按切线法计算的竖向位移。4.3.2箱梁节段划分原则1) 节段平面划分线路直线段的桥梁轴线为直线。以本项目标准梁25m跨度为例，如图4.3所示，梁体被切割为长度相同的若干小节，每块节段顶面为矩形，相邻节段间的契合线（称节段线）相互平行，且垂直于箱梁轴线，箱梁的两端截面平行于墩中心点的法线方向。从箱梁轴线到两侧的宽度相同，为箱梁半宽。根据桥墩中心里程、桥梁升缩缝宽度（取半值）与节段长度逐节段累加，确定节段线在线路中线的里程位置。

33、节段线与线路中线的交点为节段轴线点，节段轴线点连线为节段轴线。图4.3 直线段桥梁节段平面划分示意图曲线段的桥梁轴线，由若干段线路中心弧线点连线（弦线）构成的首尾相连的折线组成。每跨箱梁两端截面平行于墩水平面的中心线，起始节段顶面为矩形，其余节段为锲形。节段线呈放射状，除起始节段前后两端面的两条节段线均垂直于轴线外，其余节段的前后端面节段线中，只有一条垂直于轴线。图4.4 曲线段桥梁节段平面划分示意图2) 节段立面划分 桥梁施工一般需设置预拱度，此时可以合并到节段线的设计高程中，以便计算节段的纵坡值。由于箱梁在桥墩上是倾斜放置的，箱梁前后端面为倾斜的，箱梁顶面线的里程会因倾斜在纵向移动微小距离

34、。桥梁节段立面划分如图4.5所示。图4.5 桥梁节段立面划分示意图4.3.3预制箱梁预拱度计算由于梁段预制时，处于无应力状态，因此梁段预制的结构目标线形应考虑结构由于受力变形，按三个方向即XYZ设置预拱，梁段预制长度考虑弹性压缩修正。计算预拱度考虑荷载如下： 结构自重 二期恒载 预应力 混凝土收缩徐变至3650天 1/2列车活载在明确上述参数的前提下，利用结构分析软件考虑收缩徐变等时间效应进行受力和变形分析，确定结构所需的预拱度，确定梁段预制长度。从而确定梁段预制线形，导入几何数据库，指导梁段预制。4.3.4几何数据库建立上部箱梁结构按以下操作得出梁段预制理论几何数据库，并以图纸的形式进行提交

35、。几何数据库建立流程如图4.6所示。图4.6 几何数据库建立流程4.4预制阶段控制4.4.1梁段预制流程图4.7为短线法预制几何控制流程示意图。在每块梁段的预制完毕过程中，该梁段施工误差将在该块梁段移至匹配梁段的位置时，PGCCS（Precast Girder Construction Control System) 控制系统将自动比较匹配段各测点的实测值与软件所给定的理论目标值的差别，并提出匹配梁段各测点目标值。图4.7 短线法预制几何控制示意图短线匹配法预制是将连续梁按“T”构或逐跨形式划分成若干节段，考虑混凝土收缩、徐变、预拱度等因素，将成桥整体坐标转换为预制工厂局部坐标系后，在预制台座

36、上以固定端模为基准，调整已生产相邻梁段（匹配梁段）的平面位置及标高，在预制台座的固定模板系统内逐节段匹配、预制的一种施工工艺。如图4.8所示，浇注时，待浇梁段两侧设相对固定的侧模（只侧向开合而不移动），前端设固定端模，后端则为已浇好的前一梁段（匹配梁）的前端面，通过调整匹配梁的相对位置来控制待浇梁段的线形，并以两者之间形成的匹配接缝来确保相邻节段的拼接精度。图4.8 梁段预制示意图4.4.2梁段制造误差纠偏通过PGCCS控制系统，对采集数据进行分析，计算制造误差，得到下片梁的预测拼装线形，以此确定下片梁的理论匹配位置，最使成桥几何线形达到设计要求。梁段预制过程中主要是利用节段几何尺寸的改变所产

37、生的转角效应，以达到竖向或水平线形调整的目的，即当节段顶板纵向长度大于底板长度，在节段拼装完成后，梁体线形将向上弯曲，反之向下；同理，当节段左侧长度大于右侧时，在节段拼装完成后，桥梁水平线形将向左弯曲，反之向右。短线法节段预制利用这一原理对浇注节段与匹配节段的相对几何形状进行控制。曲线桥梁一般可用梁上的一条参考线及在该条参考线上的横坡来描述其三维空间内的线形与姿态。通常，参考线取为梁顶的中心线，而横坡即为对应于参考线之上截面顶缘的横坡。虽然，参考线的真实线形应为空间连续曲线，但对于节段式桥梁，为了便于节段预制，每个节段通常以直线近似替代曲线，故桥梁的线形无法用光滑曲线来表示，而是采用一种近似组

38、合折线来表示。考虑到节段预制时，通常取节段顶面中心线的长度作为预制长度，因此各节段顶面中心线组成的折线将形成梁体的线形；同时，节段之间接缝顶缘横线的坡度反映了桥梁的桥面横坡与节段姿态。于是，节段式曲线桥梁的线形与姿态可用图4.9表示。图4.9 空间整体坐标系内节段式曲线梁桥的线形与姿态（1）平曲线节段误差纠偏调整将图4.8中所述的折线段投影至平面内，投影产生的折线段用来拟合平曲线，也即以预制指令单控制点的X、Y坐标来控制平曲线。将节段从浇筑位置移动到匹配位置上，当控制点的X、Y坐标调整到位，也就形成了需要的平面折角（如图4.10所示）。新浇节段的端模位置不动并使其与节段轴线垂直，而新浇节段的匹

39、配端面采用斜面，以便于钢筋骨架制作、剪力键设置和节段外形调整。图4.10 平曲线预制（2）竖曲线节段误差纠偏调整将图4.8中所述的折线段投影至立面内，投影产生的折线段用来拟合竖曲线，也即以预制指令单控制点的Y、Z坐标来控制竖曲线。将节段从浇筑位置移动到匹配位置上，当控制点的Y、Z坐标调整到位，也就形成了需要的立面折角。（如图4.11所示）。图4.11 竖曲线预制（3）扭转节段误差纠偏调整为避免节段出现左右高度不同的累计误差效应，还应对节段进行扭转调整。按照（1）（2）中将控制点调整到位，也就形成了需要的扭转角。（如图4.12所示）。 图4.12 扭转调整预制4.4.3测点布置如图4.12所示，

40、每一预制梁段设置六个控制 测点。其沿节段中心线的两个测点（FH，BH）用来控制平面位置，而沿腹板设置的四个测点（FL，FR，BL，BR）用以控制标高。图4.13 几何控制网示意在固定端模上缘也设置三个控制测点（LI，RI，I）。单元中心线由旋转在测量塔上的经纬仪和目标塔反光镜确定。在预制单元附近也要设置一固定水准点（BM），以对测量塔和目标塔进行校准。如果观测到测量中目标塔有偏移，应及时纠正。所有的控制预埋件都在混凝土凝结前安放在梁段顶板上。它们由镀锌十字头螺栓和U型圆钢组成。这些预埋件必须尽量设置在所规定的位置。但是它们的位置不需要绝对的正确，因为它们只是用作相对位置的参考。控制测点的布置参

41、见图4.14。图4.14 测量控制点埋设示意图预制单元的参照标高位于预制梁顶面。其单元参照系统（即局部坐标系统）如图4.15所示。图4.15 预制单元局部坐标系示意图4.4.4预制模板及测量系统精度要求预制时，一套标准的预制单元应包含以下的主要部件：(1) 测量塔； (2) 预制台座； (3) 模板系统，包括固定端模及其支架，底模及其支架，外侧模及其支架，内模；(4) 牵引装置。（1） 预制台座由观测塔和目标塔控制的轴线为基准线，靠近测量塔一端的预制台座平行的分布在轴线的两侧，并根据预制模板的实际尺寸布置。要求预制台座基础稳定，坚固，以保证预制模板安装后的稳定。（2） 预制模板由于几何控制的有

42、效性取决于预制单元定位的精确度，因此模板系统安装精度必须保证。具体要求如下： 固定端模：固定端模的中点位于观测中线上，端模始终保持铅锤并与预制单元中线成90，正交偏差不能超过1.0mm；端模上缘须保持水平，同一端模上各个点高差不超过2.0mm。端模标高应以靠近腹板处的两测量点进行。 底模：底模须水平安置并与固定端模下缘良好闭合。底模沿中心线的立面必须在水平与固定端模模面成90，而底模模面与固定端模的闭合接触处应保持90。 外侧模：要检查它和固定端模，匹配梁段及底模的闭合的空隙不超过2mm。模板安装完毕后，应按表4.1的标准进行验收，达到标准后方可开始箱梁的预制：表4.1 预制模板精度要求序号项

43、目规定值或允许偏差（mm)检查频率检验方法范围点数1相邻两板表面高低差2每个节段8用尺量2表面平整度34用2m直尺检验3轴线偏移量21全站仪测量4垂直度0.1%H，且34用全站仪或垂线5模内尺寸长度-1、-33用尺量宽度+3、-22高度0、-246匹配节段定位纵轴线21全站仪测量高程24水准仪测量7预埋件剪力键位置2每个10用尺量平面高差210水准仪测量支座板、锚垫板等预埋钢板位置3每个预埋件1用尺量平面高差21水准仪测量螺栓、锚筋等位置101用尺量外露尺寸1018吊孔位置2每个预留孔洞19预应力筋孔道位置位置节段端部101模板加工与安装应严格按其加工精度进行控制，作好预制单元的定位控制工作，以此保证各预制梁段的外形几何尺寸。图4.16 模板安装（3）测量控制系统及测量精度测量控制系统是短线法预制施工的关键设施，它的合理设置和施工精度直接影响到箱梁节段预制线形控制精度。测量塔是短线匹配法预制线型控制的主要设施，必须满足“精度高，变形小、无明显沉降”的条件要求。测量塔建在预制单元的两端，它们位于预制单元的中线上并且垂直于固定端模。两测量塔控制点间连线与其所控制