原创《节段箱梁短线法预制关键技术》：关于免费关键技术论文范文在这里免费下载与阅读,为您的关键技术相关论文写作提供资料。
摘 要：预制节段箱梁是实现桥梁节段法拼装施工中的重要构件,由于该种预制构件是采用横向对整跨梁进行分块, 有别于传统预制梁的纵向分块方式,因此如何实现预制梁成跨后的线形是节段梁预制的关键.短线法节段梁预制工法引入三维测量控制概念,通过常规的测量手段和特殊的模具系统实现对匹配节段定位精度的要求,从而达到控制桥梁线形的目的.
关键词：预制节段箱梁；短线法工艺；三维测量控制技术；短线法液压模具
1 前言
随着城市交通的迅猛发展,高架桥成为城市交通建设不可或缺的一项重要内容.由于传统现浇或整孔架设的施工方法都对地面交通造成不同程度的影响,需占用较多的施工用地.而节段拼装法施工不单可以节省施工用地,甚至可做到桥上的架设施工不影响桥下的交通.如果把施工作业影响城市交通造成的损失也作为高架桥建设投入的一部分考虑,节段拼装法施工相比传统的工法就有明显的经济性和社会效益.可以预测,节段拼装法施工是未来城市高架桥施工的发展方向.作为节段拼装法施工使用的构件,节段梁的预制是保证拼装架设顺利进行的关键之一.如果节段梁的预制形成工厂化、标准化生产,反过来将会有力地推进节段拼装法的应用.
2 节段箱梁的预制方法
节段箱梁有两种不同的预制工法,一种是长线法,另一种是短线法.长线法是在预制厂内,根据桥梁的线形预先将整跨的底模板安装好,根据节段划分的长度,外模板沿着底模依次前移,使各节段匹配着进行浇注砼,直到完成整跨桥的预制.而短线法则是将在模具上浇筑完成的节段,通过小车移到模具的开口端作为下一待浇节段的端头模板,并调整匹配节段的三维空间位置,使下一浇注的节段符合设计线形；重复以上工序,直至完成整跨桥的预制.
两种节段箱梁预制工法相比较有以下几点不同：
（1）长线法预制节段箱梁使桥梁线形容易控制,不需在预制过程进行测量监控,而短线法则需引入三维控制的概念,进行精密的测量.
（2）采用长线法,整垮桥的底模是按每一跨桥的线形要求在预制厂内预先做好,因此模具通用性较差；而短线法的模具是以单块节段梁为单元的,不同的线形都可通过三维小车调整匹配节段而实现.
（3）长线法的模具特点决定了该工法占用的场地较大,而短线法则只需较小的场地就可实现生产.
短线法预制节段箱梁相比长线法是一种较先进的工法.短线法在国外已成熟应用多年,近年来香港、东南亚等地区广泛采用该种工法.在国外,节段箱梁从设计到生产都已经成为稳定、成熟的技术.目前,广州地铁四号线车陂南至黄阁段（不含大学城专线）工程大力推广节段箱梁的短线法生产.笔者有幸参和了短线法的研发和实际工程的实施,现在已用短线法成功预制了300多块节段箱梁.在下文中,笔者根据短线法实际的应用经验,阐述对短线法关键技术的理解.
3 节段箱梁短线法预制的关键技术
短线法预制关键是要解决如何确保桥梁的整体线形.由于每一块节段箱梁都是一个独立的个体,有各自的预制误差.匹配节段作为下一待浇节段的端模板,使到相邻节段建立了联系.在调节匹配节段空间位置时,就是模拟拼合的状态.在这个过程中要消除上一节段梁预制产生的误差,使到整孔节段梁拼装后整体的线形符合设计的要求.为了达到这样的目的,需要在生产的过程中引入三维测量的技术.而三维测量的实施,又离不开合理设计的液压模具的配合.因此,短线法的关键技术应主要包括两部分：一是三维测量技术,二是短线法的液压模具技术.
4 短线法模具
短线法的模具是实现匹配生产的基础,合理的模具设计可以使预制效率提高.一般来讲,短线法模具由外模及其支架、端模及其支架、内模及其支架系统、底模及三维小车系统、工作台及楼梯5大部分组成.4.1 外模及其支架
外模由端模及配合节段定位,外模绕固定支点旋转进行开合模.为配合不同的节段长度和适应不同线形的要求,外模应可以沿模具中轴线方向前后移动.应尽可能地减少整块模板面的接缝,接缝处应进行抛光处理,再配合高级脱模剂,从而保证节段的外观要求.
4.2 固定端模及其支架
预制节段的截面形状由固定端模控制,另外固定端模的顶面是测量的基准,所以必须保证固定端模及其支架有相当的强度和刚度.固定端模是固定不能移动的,但为了适应变截面箱梁生产的需要,固定端模的内腔可通过更换配件的方法做出变化.固定端模在安装过程中,要采用测量仪器进行精确定位,从而建立日后生产的测量基准面.生产过程中要定期对固定端模进行变形监测,当变形超出容许范围,必须对固定端模进行调校,以确保预制的准确性.
固定端模是短线法模具的重要组成部分,是影响节段梁预制精度的关键之一,也是预制现场三维测量坐标建立的基准.
4.3 内模及其支架系统
为了满足节段箱梁变截面的需要,内模的部分配件也是可以更换的.由于内模具是由固定端模和匹配节段进行定位的,因此拼装质量受到固定端模加工精度和匹配节段预制精度的影响.内模安装占用的时间较长,为了装拆方便一般采用全液压系统进行控制,以降低工人的劳动强度,从而提高工作效率,保证节段的生产周期.
4.4 底模及三维小车系统
在调整匹配梁时,底模是完全支承在三维小车上的,而在浇筑时放下则支腿和三维小车脱离,由底模承受整个节段的重量,所以必须保证底模及其支架有相当的强度及刚度.
三维小车安装有液压系统控制,共有8支液压油缸控制底模.4支液压油缸托住底模,底模托住配合节段,这4支液压油缸可以单独调节高度,每只液压油缸采用液压锁和机械锁双重锁机构,从而保证配合节段在预制过程中高度坐标不变.2支液压油缸控制底模绕底模中心旋转.2支液压油缸控制底模左右平动.另外由转扬机托动小车连同底模前后平动.这样在一定范围内配合节段空间6自由度可以调节,使匹配节段梁能够在三维空间内任意定位.三维小车是短线法模具的关键组成部分.
4.5 工作台及楼梯
工作台主要承受工作人员以及振动棒等操作工具.
5 短线法的三维测量
短线法测量实际是对节段梁预制的线形进行控制,也是调整误差的过程.测量的方法既可以采用全站仪直接进行坐标控制测量,也可以采用经纬仪、水准仪进行中线和高程控制测量.
5.1 桥梁线形坐标的转换
桥梁线路设计一般只给出里程、平竖曲线要素等数据.这些都是反映整桥的线形的元素,但要预制节段梁则需要将这些数据进行整理计算.首先按节段梁的长度确定每块节段梁间的接缝位置,并将控制桥梁线形的元素换算为接缝处的六个控制点的大地坐标.这就是节段梁理论的六点大地坐标,并没有考虑桥梁的预拱值,是预制生产时的参照基准.
预制生产时为了便于测量控制需在预制厂建立预制用的坐标系统,该坐标系统的原点就设在固定端模内侧中点上,如图3所示.为了实现接缝六点坐标的测量,在每一片节段梁顶板面上都要预埋六个测量点,测量点的位置和接缝六个理论控制点并不重合而是保持一定的距离.另外,在预制时桥梁的预拱也需考虑.利用三维测量计算辅助软件,将上述的因素进行综合考虑,使理论六点坐标转换为预制现场的六点坐标.预制过程中,通过测量仪器对预制六点坐标的监测,不断调整匹配节段的位置使到下一块节段的预制坐标和理论坐标相符合.
5.2 预制现场测量系统的建立
预制现场的测量系统包括有观测塔平台、目标柱、固定端模,如图4所示.
固定端模是测量的基准面,各测量点的坐标（中线和高程）都是相对固定端模的.在观测平台上安装有强制对中装置,消除了测量仪器每次架设的对中误差.测量仪器照准目标柱就控制了预制的中线和高程,所有的测量点的坐标都可进行测量.必须对观测台和目标柱定期进行检测,以确定它们没有发生移位.
5.3 预制误差的产生
节段粱预制产生的误差包括以下几种情况：
（1）匹配节段定位误差
每一块节段预制前,三维测量计算软件都会给出匹配节段定位的坐标.在实际调节匹配节段时都不可能精确无误地定好位,这就存在一定的允许误差.根据实际工程经验,中线一般要求扭转偏差不超过±1mm,高程偏差不超过±3mm.
（2）预制施工误差
匹配节段梁定好位后才进行合模、钢筋笼吊放等后续工序施工,这些工序都可能使匹配节段梁产生移动,预制施工误差由此产生.根据实际经验,合模工序会使匹配节段梁发生较大的移动,应进行测量监测,当移动超出允许值就应对匹配节段梁的位置进行调整.控制好预制施工误差是提高节段精度的有效手段.
（3）测量数据采集误差
测量仪器的精度、测量过程的人为误差都是产生测量采集误差的原因.要提高数据采集的准确度减少误差,可通过多测回取平均值来实现.
误差的产生是无可避免的,单块节段梁的误差可能对个体的外观不会造成大的影响,但如果将每一块节段梁的误差累加起来,则很可能会影响桥梁的整体线形.三维测量计算机辅助软件必须充分考虑误差累积的可能,在输出匹配节段梁定位坐标时就必须对上一块节段的误差进行调整,避免发生误差累积.
6 结语
节段箱梁短线法预制在国内还是一种比较新的预制工法,很多施工的细节还在摸索阶段.相比传统预制梁的生产方法,节段箱梁短线法非常重视测量控制,并且引入三维测量计算机辅助软件进行线形控制.这也是节段箱梁短线法区别和其他预制方法的重要特点.正因为如此,测量和模具才成为短线法预制的关键技术.随着短线法工艺的不断推广,该种工法必定会不断完善和进步.
关键技术论文参考资料：
结论：节段箱梁短线法预制关键技术为适合关键技术论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关关键技术是指什么开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
