本發(fā)明涉及節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法施工線形控制方法，特別涉及一種城市軌道交通高架線路變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)“U形+箱形”組合截面節(jié)段梁的預(yù)制施工線形控制技術(shù)。

背景技術(shù)：

節(jié)段梁預(yù)制拼裝技術(shù)是將梁體沿縱向分割成若干段，在工廠或橋位附近預(yù)制場(chǎng)內(nèi)按照長(zhǎng)線法或短線法預(yù)制，最后用后張預(yù)應(yīng)力將梁體各節(jié)段拼裝起來成為一個(gè)完整的梁體。早在1940年前后，法國(guó)就開始對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁短線節(jié)段預(yù)制技術(shù)進(jìn)行探索研究，并應(yīng)用于巴黎南部塞納河的蘇瓦其勒洛瓦大橋。1960年—1980年期間，該項(xiàng)技術(shù)在歐美地區(qū)的公路橋梁中得到廣泛應(yīng)用，80年代后在亞太地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)內(nèi)地橋梁節(jié)段預(yù)制拼裝技術(shù)應(yīng)用相對(duì)較少，且大多采用長(zhǎng)線法，短線法應(yīng)用非常少。2006年建成的廣州市軌道交通4號(hào)線高架橋?yàn)閲?guó)內(nèi)首次大規(guī)模采用短線法預(yù)制拼裝施工技術(shù)。

短線法與長(zhǎng)線法相比，具有節(jié)省預(yù)制場(chǎng)地、節(jié)省模板數(shù)量、機(jī)械化程度高、節(jié)省勞動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于變高度的梁，如果采用長(zhǎng)線法，復(fù)雜的平豎曲線和超高等將使臺(tái)座的設(shè)置非常困難，而短線法卻可以通過匹配梁的調(diào)整進(jìn)行精確施工。本發(fā)明所涉及的節(jié)段梁橋，是雙線預(yù)應(yīng)力混凝土異形截面連續(xù)梁橋，截面高度沿梁長(zhǎng)變化，梁底按1.8次方拋物線變化。因此，適合采用短線法預(yù)制施工。

但采用短線法時(shí)，制備每段梁段需要精確定位，否則直接影響最終橋梁質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法及裝置，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的存在缺陷。

本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法，每個(gè)梁段上設(shè)立若干個(gè)控制測(cè)點(diǎn)，計(jì)算預(yù)制梁段和匹配梁段同一位置控制測(cè)點(diǎn)的距離；計(jì)算預(yù)制梁段和匹配梁段同一位置控制測(cè)點(diǎn)的實(shí)際測(cè)試距離和預(yù)設(shè)距離是否在精度要求內(nèi)；大于控制精度要求的，重新調(diào)整梁段進(jìn)行精確定位。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法，還可以具有這樣的特征：控制測(cè)點(diǎn)為六個(gè)，梁段中心線設(shè)置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，控制平面位置，沿腹板設(shè)置的四個(gè)測(cè)點(diǎn)，控制標(biāo)高。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法，還可以具有這樣的特征：將橋梁絕對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成預(yù)制臺(tái)座相對(duì)坐標(biāo)，建立相對(duì)坐標(biāo)系，獲取每個(gè)預(yù)制梁段六個(gè)控制測(cè)點(diǎn)三維相對(duì)坐標(biāo)；根據(jù)相對(duì)坐標(biāo)，計(jì)算預(yù)制梁段和匹配梁段同一位置控制測(cè)點(diǎn)的距離。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法，還可以具有這樣的特征：在匹配梁段精確定位前，先進(jìn)行初步定位，啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，通過設(shè)置于地坪上的導(dǎo)向滑車和設(shè)置于底模臺(tái)座端面上的動(dòng)滑車牽引底模臺(tái)車作縱向較長(zhǎng)距離的移動(dòng)，使梁段行至待放的大致位置。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法，還可以具有這樣的特征：匹配梁段的精確定位通過手拉葫蘆和底模臺(tái)車上的油壓千斤頂進(jìn)行調(diào)整；手拉葫蘆控制其縱向距離的微調(diào)，油壓千斤頂調(diào)整梁段標(biāo)高和軸線偏角。

另外，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法，具有兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)；固定端模的具有上下兩個(gè)中點(diǎn)，兩個(gè)中點(diǎn)在兩個(gè)測(cè)量塔的連線上；且兩個(gè)中點(diǎn)到同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的水平距離相等；固定端模具有兩個(gè)同一高度對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)；兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)到同一測(cè)量點(diǎn)的距離相同；且兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)與同一測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)高相同。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法，還可以具有這樣的特征：固定端模在每次梁段澆筑前，位置進(jìn)行校核。

另外，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制裝置：至少一組澆筑模具組和兩個(gè)測(cè)量塔；每組澆筑模具組具有：固定端模、第一底模、第一臺(tái)車、第二底模、第二臺(tái)車、側(cè)模、內(nèi)模；固定端模固定在地面的支撐錨固支架連接；兩個(gè)底模分別設(shè)置在兩個(gè)臺(tái)車上第一底模上具有匹配梁段；第二底模和第二臺(tái)車設(shè)置在固定端模和匹配梁段之間；側(cè)模安裝在固定端模和匹配兩端的兩側(cè)；內(nèi)模插入固定端模、匹配面和側(cè)模形成的模具內(nèi)；固定端模的具有上下兩個(gè)中點(diǎn)，兩個(gè)中點(diǎn)在兩個(gè)測(cè)量塔的連線上；且兩個(gè)中點(diǎn)到同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的水平距離相等；固定端模具有兩個(gè)同一高度對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)；兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)到同一測(cè)量點(diǎn)的距離相同；且兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)與同一測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)高相同。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制裝置，還可以具有這樣的特征：還包括起重吊鉤、起重支架、承載梁和行車；起重支架在地面的軌道上移動(dòng)；承載梁固定在起重支架上；行車在承載梁上移動(dòng)，起重吊鉤固定在行車上；起重吊鉤將第二底模和第二臺(tái)車吊入第一底模、固定端模之間。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制裝置，還可以具有這樣的特征：臺(tái)車安裝有液壓千斤頂，可用于調(diào)整和匹配梁段的三維位置；底模下可插入插入式振搗器振搗為主澆筑時(shí)以插入式振搗器振搗。

本發(fā)明公開了一種異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法及裝置，特別適用于城市軌道交通異形截面節(jié)段梁的制備。短線臺(tái)位法的技術(shù)重點(diǎn)與難點(diǎn)就在于模型的坐標(biāo)定位控制以及匹配面坐標(biāo)定位控制上，每完成一個(gè)節(jié)段的預(yù)制，都要重新測(cè)量模型和匹配面的坐標(biāo)，以使下一節(jié)段的梁形得到保證，與前一節(jié)段拼裝才能順利進(jìn)行。為達(dá)到精確的線形控制，在場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置2個(gè)測(cè)量塔，以測(cè)量塔為基準(zhǔn)在預(yù)制臺(tái)座上建立施工測(cè)量控制基線及橫縱向控制基準(zhǔn)點(diǎn)，均設(shè)于固定端模上，并經(jīng)常校核，然后在測(cè)量塔上的測(cè)量控制點(diǎn)采用全站儀、精密水準(zhǔn)儀以及經(jīng)鑒定的鋼尺控制測(cè)量預(yù)制梁段端線、橫縱軸線以及幾何尺寸，精確控制預(yù)制梁段平面位置及高程。平曲線段以及豎曲線段節(jié)段梁采取分段計(jì)算，將大橋采用的絕對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成預(yù)制臺(tái)座相對(duì)坐標(biāo)，建立相對(duì)坐標(biāo)系，以便于預(yù)制梁放樣，嚴(yán)密計(jì)算曲線要素以及每個(gè)預(yù)制梁段六個(gè)控制測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)，精密控制預(yù)制梁線形及軸線，在預(yù)制梁段上標(biāo)出梁號(hào)、中軸線以及橫軸線。

附圖說明

圖1是異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是臺(tái)車調(diào)整底模高度的過程圖。

圖3是異形截面節(jié)段梁短線施工工藝圖。

圖4是節(jié)段梁預(yù)制施工測(cè)量控制平面布置示意圖。

圖5是節(jié)段梁預(yù)制施工測(cè)量控制平面現(xiàn)場(chǎng)施工圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

如圖1所示，異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制裝置，包括：兩組澆筑模具組100、起重吊鉤200、起重支架300、承載梁400、行車500和兩個(gè)測(cè)量塔600。

起重支架300可以在地面的軌道上移動(dòng)。承載梁400固定在起重支架300上。行車500在承載梁400上移動(dòng)，起重吊鉤200固定在行車500上。

每組澆筑模具組100具有：固定端模10、第一底模21、第一臺(tái)車31、第二底模22、第二臺(tái)車32、側(cè)模40和內(nèi)模50。固定端模10由δ10mm鋼板做面板，加勁后與固定在地面的支撐錨固支架連接。兩個(gè)底模分別設(shè)置在兩個(gè)臺(tái)車上。第一底模21上具有匹配梁段1#，匹配梁段1#的匹配面作為另一側(cè)的端模。匹配梁段1#放置在設(shè)定的三維位置。第二底模22和第二臺(tái)車32設(shè)置在固定端模10和匹配梁段1#之間。側(cè)模40安裝在固定端模10和匹配兩端的兩側(cè)。內(nèi)模50插入固定端模10、匹配面和側(cè)模40形成的模具內(nèi)。

如圖2所示，臺(tái)車30安裝有豎、橫向各4臺(tái)液壓千斤頂，可用于底模和匹配梁段的三維位置調(diào)整。澆筑時(shí),底模下插入插入式振搗器振搗為主澆筑時(shí)以插入式振搗器振搗。

測(cè)量塔600具有測(cè)量點(diǎn)。固定端模10的頂面中點(diǎn)11和底面的中點(diǎn)12在兩個(gè)測(cè)量塔的連線上；且頂面中點(diǎn)11和底面的中點(diǎn)12到同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的水平距離相等。頂面中點(diǎn)11和底面的中點(diǎn)12也就是固定端模10的軸線控制點(diǎn)。

固定端模10具有兩個(gè)同一高度對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)13、14。兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)13、14到同一測(cè)量點(diǎn)的距離相同；且兩個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)13、14與同一測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)高相同。

起重吊鉤200將第二底模22和第二臺(tái)車32吊入第一底模21、固定端模10之間。起重吊鉤200可以兼顧多個(gè)澆筑模具組100中底模和臺(tái)車的移動(dòng)。本實(shí)施中設(shè)置兩組澆筑模具組100，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地可以設(shè)置更多數(shù)量的澆筑模具組100。澆筑模具組100可以縱向、橫向矩陣排列。起重支架300帶動(dòng)起重吊鉤200前后移動(dòng)，臺(tái)車帶動(dòng)起重吊鉤200左右移動(dòng)。起重吊鉤200還可以用于鋼筋骨架，以及澆筑完成的梁段的運(yùn)輸。

完成澆筑后，第一底模第二底模，第一臺(tái)車可以與第二臺(tái)車互換。

如圖3所示，施工工藝圖?？傮w技術(shù)方案是將梁體劃分為若干節(jié)段，只采用1套模板(一端為固定端模)進(jìn)行各節(jié)段預(yù)制。預(yù)制從第一個(gè)節(jié)段開始，第1個(gè)節(jié)段在固定端模和浮動(dòng)端模之間澆筑，這個(gè)節(jié)段通長(zhǎng)稱為起始節(jié)段；然后將該節(jié)段前移作為匹配梁(充當(dāng)浮動(dòng)模板)進(jìn)行第2個(gè)節(jié)段澆筑，以保證相鄰節(jié)段之間的匹配質(zhì)量。

重復(fù)這個(gè)過程，將第i節(jié)段前移進(jìn)行第i+1節(jié)段澆筑，直到所有節(jié)段預(yù)制完成。短線法節(jié)段預(yù)制線形控制就是通過每次調(diào)整匹配節(jié)段相對(duì)于待澆筑節(jié)段的空間位置(局部坐標(biāo))來保證梁體的設(shè)計(jì)線形(整體坐標(biāo))。

本發(fā)明提供的異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法，為達(dá)到精確的線形控制，在場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置2個(gè)測(cè)量塔，塔基礎(chǔ)采用Φ400混凝土管樁，樁長(zhǎng)26米，塔身采用Φ600鋼管混凝土柱，外露高度約6米，為減小塔身在風(fēng)力作用、車輛動(dòng)載影響下的顫動(dòng)，管內(nèi)澆注填芯混凝土。測(cè)量時(shí)，一個(gè)塔作測(cè)量塔，另一塔作目標(biāo)塔，兩測(cè)量塔控制點(diǎn)間連線與其所控制的預(yù)制臺(tái)座上的待澆梁段的中軸線相重合。

以測(cè)量塔為基準(zhǔn)在預(yù)制臺(tái)座上建立施工測(cè)量控制基線及橫縱向控制基準(zhǔn)點(diǎn)(均設(shè)于固定端模上，并經(jīng)常校核)，然后在測(cè)量塔上的測(cè)量控制點(diǎn)采用全站儀、精密水準(zhǔn)儀以及經(jīng)鑒定的鋼尺控制測(cè)量預(yù)制梁段端線、橫縱軸線以及幾何尺寸，精確控制預(yù)制梁段平面位置及高程。

每個(gè)預(yù)制梁段需要不斷的調(diào)整和校正，因后一梁段安裝的線型控制是依賴于前一梁段接縫線形控制的，故施工測(cè)量必須非常精確，測(cè)量的微小差錯(cuò)可能對(duì)最后拼裝完成的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大影響。底模設(shè)置為可調(diào)整形式，以適應(yīng)橋面豎曲線和預(yù)制梁段預(yù)拱度變化。

為滿足設(shè)計(jì)要求的幾何尺寸及線形，在每個(gè)梁段上設(shè)立控制測(cè)點(diǎn)，這些控制點(diǎn)用作每個(gè)匹配梁段的定位以及決定每個(gè)剛澆筑好梁段的實(shí)際澆筑位置，每個(gè)梁段布置六個(gè)控制測(cè)點(diǎn)。測(cè)量塔測(cè)量控制點(diǎn)及測(cè)量塔測(cè)量校核控制點(diǎn)的基礎(chǔ)采用樁基，確保其穩(wěn)定性。

如圖4和圖5所示，圖中黑色小圓點(diǎn)FL、BL、FH、BH、FR、BR為梁段預(yù)制、拼裝控制測(cè)點(diǎn)(用刻有十字絲的圓鋼或螺絲頭制作，梁段混凝土澆筑完成后，但未初凝前埋設(shè))，圖中黑色大點(diǎn)為固定端模10的控制點(diǎn)。

施工測(cè)量計(jì)算采用專業(yè)的控制軟件，平曲線段以及豎曲線段節(jié)段梁采取分段計(jì)算，首先將大橋采用的絕對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成預(yù)制臺(tái)座相對(duì)坐標(biāo)，建立相對(duì)坐標(biāo)系，以便于預(yù)制梁放樣，嚴(yán)密計(jì)算曲線要素以及每個(gè)預(yù)制梁段六個(gè)控制測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)(相對(duì)坐標(biāo)及撓度值)，精密控制預(yù)制梁線形及軸線。在預(yù)制梁段上標(biāo)出梁號(hào)、中軸線以及橫軸線。

異形截面節(jié)段梁短線臺(tái)位匹配法線形控制方法主要集中體現(xiàn)在模板精度控制和匹配梁段定位兩個(gè)環(huán)節(jié)上。

模板精度控制主要體現(xiàn)在對(duì)固定端模的精度控制上。固定端模模面須保持豎向垂直并與預(yù)制單元中線成90°，端模上緣須保持水平。端模標(biāo)高應(yīng)以靠近腹板處的兩測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行檢查。水平誤差和與中線的垂直度誤差須控制在設(shè)定的數(shù)值2mm之內(nèi)。

固定端模上總共設(shè)4個(gè)控制點(diǎn)：2個(gè)軸線控制點(diǎn)11、12，2個(gè)水平標(biāo)高兼平面位置控制點(diǎn)13、14。2個(gè)軸線控制點(diǎn)11、12位于固定端模板的頂面和內(nèi)腔底面正中，通過儀器觀察兩點(diǎn)是否與基線重合以及兩點(diǎn)到基點(diǎn)的水平距離是否相等，可以控制固定端模豎向垂直度并使其中線居中，通過對(duì)對(duì)稱設(shè)置在腹板位置處的兩個(gè)水平標(biāo)高點(diǎn)兼平面位置控制點(diǎn)13、14到基點(diǎn)的距離以及相對(duì)標(biāo)高的測(cè)量，可控制固定端模整個(gè)模面與待澆梁段的中軸線垂直并使其頂面水平。

每次梁段澆筑完成后，在下一梁段澆筑前，均需對(duì)固定端模精度進(jìn)行校核。一般情況下，固定端模是不需移動(dòng)的，但如果過程中經(jīng)過測(cè)量發(fā)現(xiàn)固定端模出現(xiàn)達(dá)不到精度要求時(shí)，則必須調(diào)校合格后方能進(jìn)行下一道工序施工。

底模21、22須與固定端模10下緣良好閉合，底模21、22中線必須在水平及豎向與固定端模模面成90°。要檢查外側(cè)模和固定端模閉合是否良好。

匹配梁段的定位主要通過6個(gè)控制測(cè)點(diǎn)FL、BL、FH、BH、FR、BR來實(shí)現(xiàn)的。其沿梁段中心線的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)(FH&BH)用來控制平面位置，而沿腹板設(shè)置的四個(gè)測(cè)點(diǎn)(FL，F(xiàn)R，BL&BR)用以控制標(biāo)高。所有的控制預(yù)埋件都在匹配梁段作為澆筑梁段時(shí)混凝土凝結(jié)前安放在梁段頂板上。它們由鍍鋅十字頭螺栓和U型圓鋼組成。這些預(yù)埋件必須盡量設(shè)置在所規(guī)定的位置。

匹配梁段初步定位：匹配梁段的初步定位主要是通過卷揚(yáng)機(jī)和底模臺(tái)車來完成的。定位時(shí)，啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)，通過設(shè)置于地坪上的導(dǎo)向滑車和設(shè)置于底模臺(tái)座端面上的動(dòng)滑車牽引底模臺(tái)車作縱向較長(zhǎng)距離的移動(dòng)，使梁段行至待放的大致位置。此時(shí)梁段的平面位置主要是通過鋼卷尺丈量匹配梁匹配端至固定端模的距離來實(shí)現(xiàn)的。

匹配梁段精確定位：匹配梁段的精確定位主是通過測(cè)量?jī)x器觀察梁段頂面上的6個(gè)控制點(diǎn)，并通過手拉葫蘆和底模臺(tái)車上的8個(gè)油壓千斤頂進(jìn)行調(diào)整來實(shí)現(xiàn)的。手拉葫蘆主要是精確控制其縱向距離的微調(diào)，8個(gè)油壓千斤頂主要是精確調(diào)整梁段標(biāo)高和軸線偏角。整個(gè)調(diào)整過程每一步調(diào)整操作均要求緩慢、細(xì)致。

在梁段精確定位后，對(duì)梁段的控制點(diǎn)進(jìn)行兩組獨(dú)立的測(cè)量，并取平均值。測(cè)量數(shù)據(jù)檢查復(fù)核后，將測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值可輸入到專業(yè)軟件程序中，計(jì)算算出匹配梁段(新澆梁段)的位置。

計(jì)算新澆梁段作為匹配梁段時(shí)的位置，需測(cè)量(新澆梁段混凝土凝固后移動(dòng)前測(cè)量)的數(shù)據(jù)包括：

1#FH,1#BH：固定端模和U型圓鋼之間的1#方向距離；

1#FL,1#BL,1#FR,1#BR：固定端模和鍍鋅十字頭螺栓之間的1#方向距離；

2#I1,：端模中線和預(yù)制單元中線之間的2#方向距離(須保持零)；

2#FH，2#BH：端模中線和U型圓鋼之間的2#方向距離；

2#FL,2#BL,2#FR,2#BR：端模中線和鍍鋅十字頭螺栓之間的2#方向距離；

這些數(shù)據(jù)輸入可以通過計(jì)算程序進(jìn)行核算，程序自動(dòng)對(duì)梁段所達(dá)到的精度進(jìn)行驗(yàn)證判斷，如能達(dá)到要求，程序則顯示通過，對(duì)超出精度要求的，程序則要求重新調(diào)整定位，對(duì)符合精度要求，但偏差值較大的，程序則會(huì)以紅色數(shù)字警示，以使在下個(gè)梁段時(shí)進(jìn)行更正調(diào)整。