CN108978473B - 一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，包括预制厂内的台车、液压台座和控制塔，在每个预制节段上设置多个数控植入点，在每个数控植入点上安装基座，在每个基座顶部对应设置位置控制器，通过位置控制器的各个模块和控制塔的控制系统进行的位置信息的交互，直接将控制点的距离和倾角转化成局部坐标系下的坐标值，再通过控制系统计算出修正误差，从而直接对模板系统进行纠偏。相比于现有技术中常见的全站仪、测量塔和水准器等测绘装备，本申请不需要繁琐的测量设备，节约了测绘需要的人力成本，整个工作过程中只需要一名工作人员站立于控制塔处，对控制系统进行操作，就能实现节段的自动纠偏，在保证测量精度的同时，有效的提高了生产效率。

Description

一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁领域的施工方法，特别是涉及一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法。

背景技术

节段预制拼装技术是将梁体在纵向分割成若干段，在工厂或在施工现场按照预定的设计方案进行预制，将节段架设就位后张拉预应力钢束将各节段拼装起来成为完整的梁体。节段间无普通钢筋，节段间的剪力通过镶合的剪力键和部分预应力钢束传递。

当前常用的节段预制方法不外乎长线法和短线法，短线法相比于长线法发展较晚，由于其具有控制精度高，成桥效果好，便于大规模生产且产量能够得到保证等优点，得到了广泛地推广和应用。

短线法节段预制拼装桥梁施工, 包括预制阶段和架设拼装阶段，在预制阶段, 受测量、混凝土振捣、环境温度和模板移动等多种因素影响, 节段制造线形不可避免存在误差。这些误差 都会影响后续节段的匹配和制造，若不及时纠偏，会造成误差累积，使得全桥几何线形偏离设计线形过大，造成桥梁安全隐患和影响正常运行。现有的误差修正方法不外乎直接修正和分步修正两种方法，这两种修正方法均需要使用全站仪、测量塔和水准器等常规测绘装备，在进行纠偏的过程中，需要大量的施工人员对上述测绘设备进行操控，且这些施工人员必须具备较强的专业水平，因此，现有的这种测绘纠偏方式不仅浪费了较大的人力成本，而且测量效率低下。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中所述及的技术问题，提出了一种短线法预制桥梁节段的施工方法。本方法在桥梁节段的顶板上表面布置多个数控植入点，在各数控植入点内安装位置控制器，位置控制器将测量的位置信息反馈至控制系统，从而调整桥梁节段在生产过程中产生的误差。使用该方法生产出的桥梁节段，自动化程度高，成桥效果好，且工作效率远高于现有的人工测控方法。

本发明的技术方案是：一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，该施工方法涉及的施工设备包括预制厂内的台车、液压台座和控制塔，该施工方法的步骤为：

步骤（一）：搭建起始节段的端模、底模和侧模，在钢筋胎架上搭建钢筋骨架后吊装就位，安装内模，向模板内浇筑混凝土，形成起始节段；

步骤（二）：待模板内起始节段的混凝土初凝时，在起始节段的顶板上表面布置多个第一数控植入点，并在每个第一数控植入点上设置第一基座；

步骤（三）：将位置控制器安装于第一基座上，位置控制器内包括测量模块和通讯模块，测量模块用于测量每个第一数控植入点的位置信息，通讯模块用于将位置信息传输至控制系统；

步骤（四）：控制系统接收通讯模块发出的位置信息，并根据位置信息对起始节段进行位置的修正；

步骤（五）：起始节段的位置修正后，以预制好的起始节段作为端模，搭建第二节段的底模和侧模，在钢筋胎架上搭建钢筋骨架后吊装就位，安装内模，向模板内浇筑混凝土，形成第二节段；

步骤（六）：待模板内第二节段的混凝土初凝时，在第二节段的顶板上表面布置多个第二数控植入点，并在每个第二数控植入点上设置第二基座，将位置控制器固定于第二基座上；

步骤（七）：控制系统接收每个第二数控植入点的位置信息，并根据第二数控植入点的位置信息，对第二节段进行位置的修正；

步骤（八）：重复步骤（五）至（七），以预制好的上一节段作为当前节段的端模，分别对剩余节段进行预制，直至完成最后一个节段。

在上述技术方案中，所述步骤（二）和步骤（六）中，基座与桥梁节段的钢筋预埋件通过焊接连接或螺栓连接。

在上述技术方案中，所述控制系统设置于所述控制塔上。

在上述技术方案中，所述位置控制器中还包括数据处理模块，所述测量模块能够精确测量位置控制器与控制塔的距离和倾角，所述数据处理模块将位置控制器与控制塔的距离和倾角转换成局部坐标下的坐标值，将该坐标值通过所述通讯模块传输至控制塔中的所述控制系统。

在上述技术方案中，所述控制系统在接收到位置控制器传输的坐标信息后，进行坐标系的转换，通过实际坐标值与理论坐标值的比较，计算出起始节段的预制线形在各方向上的调整值。

在上述技术方案中，所述台车上也安装有所述位置控制器，所述位置控制器中的通讯模块用于将台车的位置信息发送至控制系统中，所述台车上的所述液压台座用于精确地调节各节段梁的高程与平面位置

在上述技术方案中，所述位置控制器通过可拆卸螺栓安装于基座上。

在上述技术方案中，每个节段上的数控植入点的数量为6个。

在上述技术方案中，控制塔设置于距桥梁节段水平距离不超过10m的位置处。

在上述技术方案中，所述步骤（五）中还包括了：在第二节段浇筑完成后，位于第一数控植入点内的位置控制器再次测量位置信息，并将该位置信息反馈至控制塔内的控制系统。

在上述技术方案中，当第二节段预制完成后，同样作为相邻下一待浇节段的活动端模，以完成两个节段的线形匹配，已完成匹配的第一节段，将被运至存梁区养护、存放。

本发明的有益效果是：

本发明采用了智能测量设备，通过位置控制器的各个模块和控制塔的控制系统进行的位置信息的交互，直接将控制点的距离和倾角转化成局部坐标系下的坐标值，再通过控制系统计算出修正误差，从而直接对模板系统进行纠偏。相比于现有技术中常见的全站仪、测量塔和水准器等测绘装备，本申请不需要繁琐的测量设备，节约了测绘需要的人力成本，整个工作过程中只需要一名工作人员站立于控制塔处，对控制系统进行操作，就能实现节段的自动纠偏，在保证测量精度的同时，有效的提高了生产效率。

本发明的位置控制器与预制节段上部的基座可拆卸的连接，实现了位置控制器的重复利用，在保证测量精度的同时，有效的节约了生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例中起始节段和第二节段侧视图；

图2是本发明实施例中起始节段和第二节段桥面上数控植入点的布置图；

图3是本发明实施例中图2的A-A截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施里提供一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，包括：

步骤（一），在预制工厂内布置控制塔12和若干台车1，台车上安装液压台座2，在液压台座2上搭建起始节段6的端模3、底模4和侧模5（其中侧模5未在附图1中未示出），在钢筋胎架上搭建钢筋骨架后吊装就位，安装内模，向模板内浇筑混凝土，形成起始节段6。

步骤（二），待模板内起始节段的混凝土初凝时，在起始节段6的顶板上表面布置六个第一数控植入点A1、B1、C1、D1、E1、F1，其中包括两个轴线控制点和四个高程控制点，即沿节段中线布置两个数控植入点A1和B1，以及沿腹板设置的四个控制点C1、D1、E1、F1，将第一基座10安装于布置好的数控植入点内，第一基座10可以通过焊接连接或螺栓连接的方式，与桥面上的预埋件连接，基座的设置能够方便位置控制器11的安装。

步骤（三），将位置控制器11安装于第一基座10上，为了保证位置控制器11在外部扰动下不出现移动，位置控制器11与第一基座10通过螺栓牢固地连接，位置控制器11包括测量模块、数据处理模块和通讯模块，控制系统设置在控制塔12上，测量模块能够精确测量位置控制器11与控制塔12的距离和倾角，数据处理模块将测量得到的距离和倾角转换成局部坐标下的坐标值，将该坐标值通过通讯模块传输至控制塔12中的控制系统。例如，数控植入点A1内的位置控制器11通过无线测距的方式（无线测距的方法可以是激光测距，也可以是电磁波测距等等）得到数控植入点A1相对于控制塔12的距离和倾角，数据处理模块将该距离和倾角转化成数控植入点A1相对于控制塔12在三维坐标系下的位置信息（Xa1,Ya1,Za1），通讯模块将位置信息传输至控制塔12内的控制系统中，基于相同的原理，数控植入点B1、C1、D1、E1、F1，也能将其相对于控制塔12在三维坐标系下的位置信息（Xb1,Yb1,Zb1）、（Xc1,Yc1,Zc1）、（Xd1,Yd1,Zd1）、（Xe1,Ye1,Ze1）、（Xf1,Yf1,Zf1）发送至控制塔12的控制系统中。

步骤（四），控制系统在接收到每个第一数控植入点内位置控制器11传输的坐标信息后，进行坐标系的转换，将局部坐标转换为整体坐标，并通过六个数控植入点的实际坐标位置与理论坐标位置的比较，计算出起始节段6的预制线形在各方向上的调整值，理论坐标是根据线性控制软件计算得到的；然后，通过控制系统对台车6的液压台座2进行控制，从而保证起始节段6处于理论相对位置处。

其中，为了对台车1和液压台座2位置进行精确定位，在台车上也安装位置控制器11，位置控制器11中的通讯模块用于将位置信息发送至控制系统中，台车1上的液压台座2用于精确地调节各节段梁的高程与平面位置。

利用液压台座2对起始节段6位置进行修正的步骤包括了：当起始节段6达到龄期后，拆除侧模，起始节段6连同底模4在台车1的带动下移动至预定位置，台车1上的液压台座2在控制系统的精确控制下，移动起始节段6使其处于理论相对位置。

相比于现有技术中，利用全站仪和测量塔对控制点进行测量的方式，本申请采用了智能化测量装置，整个节段位置修正的过程中，只需要一名工作人员在控制塔处进行操作，就可以实现节段模板的自动修正，在节约人力成本的基础上，还提高了节段预制的工作效率。

步骤（五），当起始节段6的位置修正准确后，以预制好的起始节段6作为端模，搭建第二节段7的底模4和侧模5，在钢筋胎架上搭建钢筋骨架后吊装就位，安装内模，向模板内浇筑混凝土，形成第二节段7。

步骤（六），待模板内第二节段的混凝土初凝时，在第二节段7的顶板上表面布置六个第二数控植入点A2、B2、C2、D2、E2、F2，并在每个第二数控植入点上设置第二基座，将位置控制器11固定于第二基座上；为了节约成本，当第二节段7中预制完成后，撤离起始节段6，将起始节段6顶板上表面上的位置控制器11全部拆除，用于第三节段的预制过程中。

步骤（七），控制系统接收每个第二数控植入点内位置控制器传输的信息，并根据位置控制器传输的信息，对第二节段7进行位置的修正。

步骤（八），重复步骤（五）至（七），以预制好的上一节段作为当前节段的活动端模，分别对剩余节段进行预制，直至完成最后一个节段；例如，预制好的第N-1号节段应作为第N号节段的端模（其中N为大于1的正整数）。

进一步地，本发明在预制节段的预制工厂内还设置有控制塔12，为了保证位置控制器11测量的位置信息的精度和便于对模板的液压支撑进行调整，控制塔12设置于距离节段水平距离不超过10m的位置处。

进一步地，所述步骤（一）中，搭建起始节段6的端模3包括了搭建固定端模和搭建移动端模，为了保证起始节段位置的准确性，在固定端模和移动端模上分别设置基座和位置控制器，控制塔12中的控制系统根据接收到的端模3上位置控制器发出的位置信息，实现对固定端模和移动端模位置的调整。

进一步地，所述步骤（五）中还包括了：在第二节段7浇筑完成后，位于第一数控植入点内的位置控制器11再次测量A1、B1、C1、D1、E1、F1的位置信息，并将该位置信息反馈至控制塔12内的控制系统中。由于第二节段7在混凝土浇筑和振捣的过程中不可避免的会使起始节段6的位置发生变化，因此，再次测量起始节段6的位置，计算起始节段6的位置误差，这个误差可以通过调整下一节段的相对位置进行补偿和修正，从而提高预制节段的线性精度。

进一步地，当第二节段预制完成后，同样作为相邻下一待浇节段的端模，以完成两个节段的线形匹配，对于已完成匹配的第一节段，将被运至存梁区养护、存放。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属技术领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，该施工方法涉及的施工设备包括预制厂内的台车、液压台座和控制塔，该施工方法的步骤为：

步骤一：搭建起始节段的端模、底模和侧模，在钢筋胎架上搭建钢筋骨架后吊装就位，安装内模，向模板内浇筑混凝土，形成起始节段；

步骤二：待模板内起始节段的混凝土初凝时，在起始节段的顶板上表面布置多个第一数控植入点，并在每个第一数控植入点上设置第一基座；

步骤三：将位置控制器安装于第一基座上，位置控制器内包括测量模块和通讯模块，测量模块用于测量每个第一数控植入点的位置信息，通讯模块用于将位置信息传输至控制系统；

步骤四：控制系统接收通讯模块发出的位置信息，根据位置信息对起始节段进行位置的修正；

步骤五：起始节段的位置修正后，以预制好的起始节段作为端模，搭建第二节段的底模和侧模，在钢筋胎架上搭建钢筋骨架后吊装就位，安装内模，向模板内浇筑混凝土，形成第二节段；

步骤六：待模板内第二节段的混凝土初凝时，在第二节段的顶板上表面布置多个第二数控植入点，并在每个第二数控植入点上设置第二基座，将位置控制器固定于第二基座上；

步骤七：控制系统接收每个第二数控植入点的位置信息，并根据第二数控植入点的位置信息，对第二节段进行位置的修正；

步骤八：重复步骤五至七，以预制好的上一节段作为当前节段的端模，分别对剩余节段进行预制，直至完成最后一个节段。

2.如权利要求1所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，所述控制系统设置于所述控制塔上。

3.如权利要求1所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，所述位置控制器中还包括数据处理模块，所述测量模块能够精确测量位置控制器与控制塔的距离和倾角，所述数据处理模块将位置控制器与控制塔的距离和倾角转换成局部坐标下的坐标值，将该坐标值通过所述通讯模块传输至控制塔中的所述控制系统。

4.如权利要求1所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，所述控制系统在接收到位置控制器传输的坐标信息后，进行坐标系的转换，通过实际坐标值与理论坐标值的比较，计算出起始节段的预制线形在各方向上的调整值。

5.如权利要求4所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，所述台车上也安装有所述位置控制器，所述位置控制器中的通讯模块用于将台车的位置信息发送至控制系统中，所述台车上的所述液压台座用于精确地调节各节段梁的高程与平面位置。

6.如权利要求1所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，所述位置控制器通过可拆卸螺栓安装于基座上。

7.如权利要求6所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，每个节段上的数控植入点的数量为6个。

8.如权利要求6所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，控制塔设置于距桥梁节段水平距离不超过10m的位置处。

9.如权利要求1所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，所述步骤五中还包括了：在第二节段浇筑完成后，位于第一数控植入点内的位置控制器再次测量位置信息，并将该位置信息反馈至控制塔内的控制系统。

10.如权利要求9所述的一种采用短线法预制桥梁节段的施工方法，当第二节段预制完成后，同样作为相邻下一待浇节段的端模，以完成两个节段的线形匹配，对于已完成匹配的第一节段，将被运至存梁区养护、存放。