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摘要：节段梁施工采用先“化整为零”后“化零为整”，短线法预制，现场拼装。预制过程中，将整体坐标转换成局部坐标，通过调整匹配梁的空间来保证梁体整体线形。结合广州地铁二十一号线18标，简要探讨短线法预制与现场拼装控制的措施。
关键词：节段预制；短线法；坐标转换；节段拼装；误差控制
1概述
本文以广州地铁二十一号线18标（以下简称18标）节段梁施工为基础，重点分析节段梁在预制、拼装、架设过程中的线形控制。
18标位于增城市朱村街道，高架线路总长6180m，节段梁148跨，共2088块。通过梁厂预制，运至现场，通过架桥机逐一吊装拼接，简支变连续，架设成桥。
节段梁预制采用短线法施工工艺，节约台座及场地，现场程序严控，可以进行实时监控，确保预制节段梁线形准确。
2节段梁预制过程中的线形控制简述
2.1短线法节段梁预制方法简述
短线法梁段预制拼装造桥技术是以纵向为主进行分段预制和拼装的造桥技术，即考虑了预拱度将桥梁的梁体沿纵向划分为梁段，在工厂预制后再进行梁段拼装，并施加预应力使之成为整体结构物的一种桥梁造桥方法。
以18标朱象区间ZX01#-ZX02#墩预制节段梁施工为例。梁段预制的模板工厂定制，预制时，将模板固定。将中间节段B7定为起始梁段，B7节段在固定端模和活动端模之间，通过测量转换坐标，定好B7预制梁模板的位置及标高后进行浇筑。
待混凝土达到设计强度后，通过龙门吊将其前移作为匹配梁段，与下一个待预制的节段梁B8接触面作为下个节段的活动端模进行匹配，保证了相邻梁段之间的剪力键完全匹配。待B8预制好以后，将其推出作为下一节段B9的匹配梁，接触面也是作为下一节段梁的活动端模。
将B8节段利用龙门吊将其吊到另外一个台座，并调转一个方向后预制小里程处的第一个节段B7，其余与大里程端相同。预制顺序如下：
B7——B8——B9——B10——B11——B12——Gb13——Ga14
B7——B6——B5——B4——Gb3——Ga2——D1
后一梁段浇筑完毕并初步养护后，前一梁段及时运走存放，编号。循环施工，直到所有梁段预制完毕。
图1架桥机构造及架设图
2.2架设拼装及架设线形控制
2.2.1拼装过程中线形控制
节段梁拼装时按预制编号进行吊装拼接。拼装过程严格按照测量位置及标高。相邻节段拼接顺齐，无折角，拼装过程中需要在每相邻节段梁的接触面涂抹环氧树脂胶。待整跨梁的每一个节段在拼装、涂抹环氧树脂胶后，穿钢绞线，张拉压浆，成简支束。
图2节段梁吊装图
2.2.2架设过程中的线形控制
架设节段梁之前需准确完成以下几个工作：
①节段梁施工中墩及次中墩墩顶0号块属于现浇，节段梁直接通过湿接缝与0号块固结。架设前将0号块浇筑完成并达到设计强度。0号块形状类似于节段梁，直线段为矩形。曲线段时，纵向表现为曲线左转时左侧小于右侧，曲线右转时左侧大于右侧。在设有纵坡的位置，当曲线为凹曲线时，0号现浇块的顶板长度小于底板长，当曲线为凸曲线时，顶板长度大于底板长度。
图3曲线段0号现浇块平面示意图
图4曲线段0号现浇块立面示意图
②施工墩顶0号块之前，应测量出0号现浇梁的端面里程和左右偏距。现浇块的顶板和底板并不在同一里程上，应先定位后测标高。混凝土浇筑混凝土前需再复测一下模板的平面位置和标高，直至误差至允许范围方可浇筑。
③在承台上按照设计蓝图及方案，测放架桥机临时支撑立柱位置，定出临时立柱顶部的横梁上砂桶的位置，反算标高。砂桶的位置为节段梁拼装完成之后梁端节段的底板边线点，落梁时应以砂桶的位置和标高为依据，将梁调整到设计位置。在梁落到位并张拉预应力之后再浇筑湿接缝使墩梁固结，在节段梁的拼装和架设的全部过程中必须控制各项误差都在允许范围内。
3节段梁线形控制涉及技术控制分析
3.1节段梁预制起始分割
预制时，固定端与现浇梁段轴线保持垂直。起始梁段两端都作为匹配面，因此起始梁段必须是矩形。在曲线段上每个节段预制完以后，作为匹配的那个节段需要旋转一个角度以满足作为下一节段活动端模的要求。因此将每一跨的起始节段设为每一跨的中间位置，起始节段预制好以后同时往两端前进，预制剩余相邻节段。线路平曲线和竖曲线预制拼接需注意以下几点：
（1）节段长度为右线中心线展开后的竖直投影水平长度；
（2）边墩顶预制节段D类梁端面立面沿竖直布置，平面沿径向布置，预制此节段时应根据所处纵坡对端模做出相应调整；
（3）中墩顶现浇节段（X类）采用折线法浇筑，梁端面立面沿径向布置，平面沿径向布置，浇筑此节段时应根据所处纵坡对端模做出相应调整；
（4）节段预制需考虑预拱度对线形的影响，预拱度按恒载位移+1/2活载位移进行反向设置。
（5）预制节段线形应考虑施工过程中预应力钢束张拉、二期恒载铺设、体系转化及混凝土收缩续编等因素引起的轴向、竖向线形变化。
3.2坐标转换
设计蓝图上给出的节段梁控制坐标系为整体坐标系，为便于节段梁预制，需要将城建坐标系转化为局部坐标系。
节段梁梁宽10米，在每一个节段梁交接面上，选取距中点2.5m的位置及中点为控制点，大里程为P1、P2、P3，小里程为P1’、P2’、P3’。转换前，需要确定以下数据：
①根据设计院给出的蓝图确定梁接缝理论整体坐标系位置，计算局部坐标系的转角。
②确定局部坐标原点所处的整体坐标，计算局部坐标相对于整体坐标系的平面移量。
坐标系转换公式：X=(N－No)×cosα＋(E―Eo)×sinα＋Xo
Y=―(N－No)×sinα＋(E―Eo)×cosα＋Yo
式中：α——工程坐标系X轴的大地方位角；
X、Y——待转换点的局部坐标；
N、E——待转换点的大地坐标；
Xo、Yo——工程坐标系原点的局部坐标;
(Xo=0,Yo=0)No、Eo——工程坐标系原点的大地坐标。
3.3误差纠偏调整
预制梁架设好之后的线形分平曲线和纵曲线，平曲线主要体现为左转或者右转，纵曲线为凹或者凸。
节段梁预制过程中，利用梁段几何尺寸改变产生的转角效应来调整线形。原理如下：
①当梁段顶板纵向长度大于底板长度，在梁段拼装完成后，梁体线形将向上弯曲；
②当梁段顶板纵向长度小于底板长度时，在梁段拼装完成后，梁体线形将向下弯曲；
③当梁段左侧长度大于右侧时，在梁段拼装完成后，桥梁平曲线线形将表现为右转；
④当梁段右侧长度大于左侧长度时，在梁段拼装完成后，桥梁平曲线线形表现为左转。
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，对于预制的节段，参考线必须与固定端模的接触面垂直。
参考线的真实线形为空间连续曲线，但对于梁段式桥梁，模板做成曲线模板不现实。因为各段曲线的长度，曲线半径都不一样，曲线钢模实用性不高，所以为了便于节段梁预制，每个节段梁通常以直线近似替代曲线，因此桥梁成型后的最终线形无法用光滑曲线来表示，而是采用一种近似组合折线来表示。
考虑到梁段预制时，通常取梁段顶面中心线的长度作为预制长度，因此各梁段顶面中心线组成的折线将形成梁体的线形。于是，梁段式曲线桥梁的线形与姿态可用图5表示。
图5空间整体坐标系内梁段式曲线梁桥的线形与姿态
3.3.1平面线形误差纠偏调整
将图5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，通过调整埋在腹板顶面上的四个标高螺栓和埋于顶板中线上的两个倒U形水平定位钢筋的Y、Z坐标到位来控制竖曲线。当控制测点的Y、Z坐标调整到位，也就形成了需要的立面折角β。
图6竖曲线预制
3.3.2扭转梁段误差纠偏调整
梁段施工过程中易出现扭转偏差，为使拼接准确，还应对梁段进行扭转调整。按照平曲线和竖曲线梁段误差纠偏的方法将控制测点调整到位，也就形成了需要的扭转角γ。
图7扭转调整预制
4结束语
节段梁预制拼装架设施工技术是较为先进的施工工艺，在国内目前主要使用应用在城市轨道交通。施工过程中线形控制采用短线法，严格控制相关参数，不断总结，使之施工效益不断提高，应用更加广泛。
参考文献
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