公路施工：框架涵节段长线法多向匹配预制施工工法

框架涵节段框架涵节段长线法多向匹配预制施工工法长线法多向匹配预制施工工法 GGGGGG（中企）（中企）C4-2017C4-2017 中交第三航务工程局有限公司、中交第三航务工程局有限公司厦门分公司 蔡清程、蔡伟、廖玉珍、伊左林 1.1.前言前言 疏港路下穿仙岳路通道工程位于厦门市疏港路东渡段，改造范围 K0240～K1900，全长 1660m， 其中，下穿通道设计采用单孔框架涵和双孔框架涵两种结构型式，受运输限高等综合因素的影响，标 准预制段分底座节段和顶盖节段预制，施工采用上下和纵向匹配预制拼装的工艺。本工程的单孔标准 预制段外型尺寸为 10.35x7.2m x3m，重 178.45t，共 86 件；双孔标准预制段外型尺寸 19.9x7.2m x2m，重 209.55t，共 130 件。依托承建工程开展技术攻关，掌握了长线法匹配预制框架涵节段的关 键技术，确保了框架涵节段预制的质量及拼装整体线形符合设计要求，取得了重要的研究成果。我们 在该研究成果的基础上通过工程实践和总结，形成本工法。 2016 年 3 月， 上海市交通委员会组织了“城市道路下穿通道框架涵节段分块预制多向拼装施工 关键技术”科技成果鉴定，总体达到国内领先水平。 “框架涵节段长线法多向匹配预制工艺以及框架 涵节段模版系统”获发明专利。工程获 2015 年度中国交建优质工程。 2.2.特点特点 2.0.1 解决了大尺寸构件预制质量控制的难题； 2.0.2 台座利用率高，周转快； 2.0.3 线型控制较为直观、方便，可以按照框架涵设计的几何尺寸，计算节段各控制点的三维 坐标 X-Y-Z，并在施工中准确控制； 2.0.4 根据节段浇筑后的实测坐标值与理论坐标值的差值，在下一梁段中修正，可避免产生累 计偏差； 2.0.5 各工序作业流水化程度高，适合于工厂化生产；同一台座可交错进行两跨框架涵的预制， 效率高、速度快； 2.0.6 模板优化设计，刚度大、尺寸精准、机械化程度高、节段预制质量好。 3.3.适用范围适用范围 适用于城市下穿通道工程框架涵节段、市政道路综合管沟及类似结构的预制。 4.4.工艺原理工艺原理 第 1 页 共 18 页 该项目节段采用长线法多向匹配预制，不仅在纵向进行匹配预制，而且上下节段在横向亦进行匹 配。在节段预制的过程中，一节段预制完成后，侧模移至下一待浇节段进行支模施工，已浇节段的后 端面成为待浇节段的前端模，逐块的在台座上匹配预制节段。当节段预制至 N3 时，可匹配预制上部 节段的 N1,即形成 3.1-4.2-5.3-6.4-7.5-8.6-9.7-10.8-1.9-2.10的预制顺序从而形成流水线式的 生产。 该工法工艺按照框架涵节段的预制拼装质量水平能达到“接近原位制梁” 的理念制订的，在精度 控制方面采用全站仪、水准仪过程定位，控制框架涵节段预制和安装。节段多向匹配预制，在不影响 构件使用的提前下，解决了框架涵节段自重大、高度高，受运输限高等综合因素影响等难题。 5.5.工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 5.1.1 施工工艺流程 框架涵节段预制施工工艺流程及操作步骤见图 5.1-1。 5.1.2 施工主要步骤 施工主要步骤见图 5.1-2。 1根据每跨框架涵节段的线形设置长线台座； 2固定从长线台座的一端往另外一端预制框架涵节段，且利用固定端模、活动端模、侧模、内 模、底模组成首节下节段； 3首节下节段预制完成后，将侧模、内模、活动端模移至下一待浇节段，已浇节段的后端面作 为待浇节段的前端模，形成匹配接缝来确保相邻节段块体拼接精度，如此依次逐段预制直至下部节段 完成； 4当下部节段开始预制第三节时，上部节段的首节段同步开始预制； 5首节上节段以相应下节段的上端面为匹配面，由固定端模、活动端模、侧模、内模组成； 6首节上节段预制完成后，内模需停滞，直至混凝土强度达到 100时，再拆除；侧模及活动端 模移至下一待浇节段，并吊装新的内模，以已浇上节段的后端面和待浇节段相应下节段的上端面为匹 配面，在纵、横两方向匹配预制，形成匹配接缝来确保上节段在纵向及横向的拼装精度； 7上、下节段循环匹配预制，直至该跨框架涵节段预制完成。 第 2 页 共 18 页 图图 5.1-15.1-1 框架涵节段长线法匹配预制工艺流程图框架涵节段长线法匹配预制工艺流程图 浇注砼,并制作砼试件 向监理报验 安装外侧模、活动端模 钢筋保护层、预埋件自检 预埋件、波纹管安装就位 钢筋骨架吊装就位 匹配面涂 刷隔离剂 拌制、运输砼 砼配合比设计 预埋件、波纹管制 作 钢筋加工及 骨架绑扎 钢筋原材料实验 运输、安装 强度满足设计要求， 节段分离并吊至修整区 模板拆除、前移 底板表面拉毛 测量预埋件埋设 顺序 内模,端模, 侧模 终凝后，洒水养护 浇注砼,并制作砼试件 向监理报验 安装外侧模、活动端模 钢筋保护层、预埋件自检 预埋件、波纹管安装就位 钢筋骨架吊装就位 下节段固定端 模安装就位 模板清理并涂刷脱模剂 安装内模 匹配面涂 刷隔离剂 上节段固定端模、 内模安装就位 模板清理并涂刷脱模剂 顶板表面拉毛 模板拆除、前移 顺序端模, 侧模，内模 终凝后，洒水养护 上下节段限位钢板固定， 喷涂拼装线 循 环 预 制 循 环 预 制 第 3 页 共 18 页 步骤 图示 说明 1． ① 在长线台座上预制 框架涵首块下节段。 ② 拆模后已浇节段的 后端面成为待浇节段的 前端模，逐块的在台座 上匹配预制。 2. ③当下部节段预制至第 二节时，第三节及上部 节段的首节段可同时开 始预制。 3. ④当上下节段强度满足 设计要求时，采用千斤 顶顶推工艺分离，并起 吊、出坑至修整区。 4. ⑤持续预制下节段的同 时，当上节段预制完成 后，开始循环预制下一 跨框架涵节段。 图图 5.1-25.1-2 框架涵节段长线法匹配预制操作步骤示意图框架涵节段长线法匹配预制操作步骤示意图 5.2 操作要点 5.2.1 施工准备 预制厂（场） 预制台座、钢筋绑扎台座、施工道路、加工车间、出运系统、成品堆放储存、混凝 土供应系统和水电供应系统等应根据工程数量、进度要求、现有场地面积及外部条件等因素进行总平 面布置和工艺设计。共设置单、双仓长线台座各 2 个、2 个钢筋加工制作区及绑扎区、2 个修整区域、 第 4 页 共 18 页 2 个节段存放区，存放区具备存放一个月的节段生产量。详见一作业区场地布置图（图 5.2.1-1）、 二作业区场地布置图（图 5.2.1-2）。 图图 5.2.1-15.2.1-1 框架涵节段长线法匹配预制场地一作业区布置图框架涵节段长线法匹配预制场地一作业区布置图 图图 5.2.1-25.2.1-2 框架涵节段长线法匹配预制场地二作业区布置图框架涵节段长线法匹配预制场地二作业区布置图 5.2.2 测量控制 为了确保加工单元拼装后满足下穿通道设计的几何尺寸和线性， 框架涵预制施工中的测量控制至 关重要。 首先按照框架涵设计的几何尺寸，计算节段各控制点相关的坐标 X-Y-Z，并在施工中准确控制。 然后将浇筑后的测量结果与理论坐标比较，并将误差在下一框架涵节段