大縱坡場地T型梁預制施工技術的應用

Application of T-beam Precast Construction Technology in Large Longitudinal Slope Site

陽長江，李麗萍

（重慶建工市政交通工程有限責任公司，重慶　400021）

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大縱坡場地T型梁預制施工技術的應用

Application of T-beam Precast Construction Technology in Large Longitudinal Slope Site

陽長江，李麗萍

（重慶建工市政交通工程有限責任公司，重慶400021）

摘要：該文介紹了大縱坡情況下的T梁預制施工技術通過合理確定縱坡坡度、龍門吊及其基礎的斜坡優化和鋼筋定位骨架的使用，實現了大縱坡梁場T梁的預制施工，解決了在縱坡地段梁場建設“規劃難、成本高”等現實問題。該技術具有成本低、速度快、安全性高等一系列優點，具有一定的推廣價值和現實意義。

關鍵詞：大縱坡；龍門吊優化；T型梁預制；鋼筋定位骨架

Abstract：The T-beam precast construction at a large longitudinal slope is completed and the construction problems of“thorny planning and high cost“are solved through the reasonable determination of longitudinal slope, the optimization of gantry cranes and its foundation slope as well as the adoption of steel location skeleton. This technology is proved to own the advantages of low cost, high speed and impressive safety, so it has significant value for promotion and practice.

Keywords：large longitudinal slope；gantry cranes optimization；T-beam precast；steel location skeleton

在山嶺地區修建高速公路，不可避免地要進行預制場的選址、場內規劃等工作。由于山嶺地區高差大，加之陡峻的山坡和曲折幽深的河谷，形成了錯綜復雜的地形，這時常使得預制梁場場內規劃建設受路段縱坡大的客觀條件所限[1]。然而，采用相鄰標段合并預制或者委托相鄰標段進行預制，又存在成本高、管理難度大、工期影響因素多等問題[2]。因此，還需妥善解決在大縱坡地段下進行橋梁預制的問題。

重慶南川至貴州道真高速公路TJ2工區段中的橋梁建設共需完成555片T梁預制工作。由于受地形限制，梁場建設只能選擇在路基上進行，但其上存在較大縱坡，坡度為3.8%，如何妥善解決梁場場內規劃、制梁質量與運梁安全等問題是一項相當重大的技術難題。

該技術于2015年10月10日通過重慶市城鄉建委組織的關鍵技術鑒定，被專家一致認為該技術達到國內領先水平。

1　工藝原理

在縱坡路段修建縱坡預制梁場，除了滿足傳統梁場建設施工要求外，還需要滿足因坡度帶來的質量和安全問題。

（1）通過對原路基縱坡坡度、龍門吊前移和制動的最大允許坡度和炮車上下坡安全行走最大坡度進行綜合對比分析，合理確定梁場設計縱坡和龍門吊軌道設計縱坡。

（2）通過夾軌鉗、感應器和端頭設置混凝土硬防護三道屏障確保龍門吊沿縱坡方向不產生滑移。

（3）對龍門吊軌道基礎進行了適當改進，對高程較低處的基礎進行了適當加高，高程較高處設置與地面齊平，調整出3m的高差，將龍門吊軌道基礎的坡度調整為2%。同時，為了確保龍門吊的爬坡能力，增加了2個行走電機，保證上坡不受阻。

（4）由于是縱坡梁場，龍門吊天車與無縱坡梁場有約3°的偏角，為消除此偏角帶來的危險，必須保證天車處于水平狀態。將龍門吊低一端支柱進行加高，加高值=2%×龍門吊輪距。

（5）為了確保鋼筋骨架的安裝位置準確和安裝方便，專門設置了定位架。鋼筋綁扎時，在定位架上的對應位置放置鋼筋，以保證鋼筋平行于平臺和間距符合要求。

（6）合理確定了混凝土澆筑和頂面收漿的順序，保證了T梁預制的施工質量。

2　技術特點

（1）利用路基設計縱坡修建梁場，土石方、圬工工程量少，工程造價低。

（2）梁場布局統一，形象美觀；利用梁場自身縱坡排水，施工環保文明。

（3）梁場整體縱坡均衡，保證運梁安全。

（4）梁場基礎處理施工簡單，縮短了梁場建設工期。

（5）梁場段路基恢復處理簡單，費用低，工期短。

3　施工方法

工藝流程：場內規劃→施工準備→梁場建設→T梁預制→T梁吊運。

3.1場內規劃

3.1.1確定合適的縱坡坡度

根據龍門吊、運梁炮車的參數確定縱坡取值范圍。設原路基縱坡值為α1，龍門吊前移和制動的最大允許坡度為α2，炮車上下坡安全行走最大坡度為α3，梁場設計縱坡α0,，龍門吊軌道設計縱坡為α4。

若α1＜α2和α3，則α0、α4取值為α1。

若α1＞α2、α1＜α3，則α0取值為α1，α4在0～α2間合理取值。

若α1＞α3、α1＜α2，則α4取值為α1，α0在0～α3間合理取值。

在縱坡區間取值時，需考慮梁場梁段順接坡度、建設工期、成本的綜合影響，并盡量向原路基設計坡度靠攏。

原路基設計坡度為3.8%，后選定的梁場設計縱坡為3.0%，龍門吊軌道設計縱坡為2.0%

3.1.2確定臺座數量

根據工期、預制梁體的規格、數量、及單個梁體的預制施工時間等內容確定臺座的數量。一般情況，預制30～40m的T梁，臺座數量按每月每座生產2.5片梁進行控制。當然也可根據梁場主要施工工序結合施工隊伍的施工能力，計算單片梁占用支座的時間，確定臺座數量。

式中，hi為各個施工工序的時間，單位：小時；

H0為單片梁的占用臺座時間，單位：小時。

3.1.3確定設備型號及數量

（1）根據梁體重量確定吊裝設備。一般而言，梁場需設置兩臺大小龍門吊，一臺用于梁體的橫向運輸，一臺用于鋼筋等材料的場內轉運。

（2）模板為鋼模，數量不少于臺座數量的1/5。

（3）根據作業季節情況，選用蒸汽、自動噴淋養護設施，數量不少于臺座數量的1/2。

3.2梁場建設

3.2.1施工流程

圖1　梁場建設施工工藝流程圖

3.2.2地基處理

采用道路路基作為場內地基，路基壓實度不小于96%，地基承載力不小于250kPa。

地基處理施工工藝見圖2。

圖2　地基處理施工工藝

3.2.3場地硬化

采用2%縱坡填筑，土基分層碾壓密實，壓實度不小于96%。然后場地范圍內采用15cm厚C20混凝土布置，臺座2m范圍采用C30鋼筋混凝土。

3.2.4臺座的施工

根據梁體的重量、尺寸確定臺座的尺寸、混凝土等級、鋼筋間距等。

（1）臺座基礎施工

T梁臺座基礎用機械將場地整平，臺座下部基礎寬200cm、厚30cm，采用C30混凝土澆筑。臺座高40cm、寬50cm，采用C30混凝土澆筑，在其上面鋪設6mm厚的鋼板作為梁的底模。梁體吊點處設穿孔，以便脫模吊運。

臺座按3%縱坡進行布設。在臺座兩端2m范圍內采用雙層雙向Φ14鋼筋，C30鋼筋混凝土厚度為30cm。

（2）臺座的反拱設置

反拱值的設計原則是使梁體在二期恒載施加前上拱度不超過25mm，橋梁施工完成后橋梁不出現下撓。施工設置反拱時，預應力管道也同時反拱。

為了防止預制梁上拱過大，若累計上拱值超過計算值10mm，應采取控制措施。預制臺座上設置向下的二次拋物線反拱。

為防止同跨及相鄰跨預制梁間高差過大，同一跨橋不同位置的預制梁的存梁時間應基本一致，相鄰跨的預制梁的存梁時間亦應相近。

在制作臺座時，在6mm鋼板下采用M50水泥砂漿進行調整反拱。

（3）臺座防不均勻沉降措施

澆筑臺座前，首先用打夯機對基礎表層松散層進行打夯，消除因地基承載力不均勻而產生臺座不均勻沉降的因素。在澆筑臺座時，在臺座中加入一層Φ14鋼筋網片，防止臺座在制梁時和張拉前后不均勻受力而產生的不均勻沉降。

制梁區用C20混凝土全部硬化以防止地表水滲入臺座基礎造成臺座不均勻沉降。

3.2.5斜坡龍門吊優化和改造注意事項

（1）夾軌鉗、感應器和端頭硬防護的型號和規格的選擇應根據龍門吊重量和縱坡坡度通過計算確定。

圖3　限位感應器

圖4　基礎加高及端頭硬防護

（2）龍門吊在進行T梁吊裝時，采用夾軌鉗制動所有輪子防止移動。梁體吊裝時，龍門吊只進行橫向移動不進行縱向移動。

（3）對龍門吊的優化和改造均通過龍門吊原生產廠家的計算，獲得質量技術監督部門出具的《產品監督檢驗證書》。同時，由于龍門吊為特種設備，還經過了特種設備檢測機構進行相關檢測，出具《起重機械安裝改造重大維修監督檢驗報告》。

3.2.6門吊安裝

龍門吊安裝由專業生產廠家專業技術人員到現場進行指導安裝。安裝完成后，報相關部門驗收。

3.3梁預制及吊裝

T梁預制施工工作與常規方法基本相同，現就在縱坡地段的T梁預制與常規T梁施工不同或特別需要強調的內容進行介紹。

3.3.1鋼筋工程

鋼筋工程中對于縱坡梁場主要的控制是鋼筋綁扎，為了確保鋼筋安放的位置準確，專門設置了定位架輔助鋼筋綁扎。定位架就是按水平鋼筋的橫向與豎向間距而制作的鋼筋架。鋼筋綁扎時，在定位架上的對應位置放置鋼筋，可以保證鋼筋平行于臺座和間距符合要求。

圖5　鋼筋定位骨架使用

3.3.2混凝土工程

為了確保混凝土澆筑密實，澆筑混凝土時從低處往高處澆筑，澆筑高度到腹板后逐漸往前依次澆筑，離梁另一端頭4～6m時，改變澆筑方向。用振動棒配合高頻振搗器振搗密實。

3.3.3預應力工程

預應力管道安裝按設計圖紙進行放樣，并標注在腹板鋼筋上，預應力管道穿好后用U型鋼筋將預應力管道卡牢固，保持與臺座平行。預應力張拉、壓漿、封錨都嚴格按照規范設計圖紙進行控制。

3.3.4 T梁吊裝

龍門吊提梁時先將低處梁端稍稍吊起離臺座3～5cm后，再兩端同時提梁，保證T梁兩端頭混凝土不會損傷；同時在提梁時，龍門吊輪子保證處于絕對制動狀態，只進行龍門吊天車的左右滑行，不縱向滑行。

4　應用效果

重慶南川至貴州道真高速公路工程TJ2工區通過使用該技術取得了良好的社會、經濟和環保效益。

4.1社會效益

通過斜坡龍門吊優化、縱坡T梁預制質量控制等技術措施，保證了縱坡條件下T梁預制的施工質量與T梁吊運的作業安全，確定了大縱坡梁場T梁預制施工的可行性，解決了在縱坡地段梁場建設“規劃難、成本高”等現實問題。

4.2經濟效益。

（1）減少了大量的擋墻支護結構和土石開挖工程量，節約勞動力，降低了施工成本。該工法成本較水平梁場方案節約成本約186萬元。

（2）梁場建設施工工藝簡單，梁場恢復處理工程量少，明顯提高工程施工進度，節約了施工工期。該工法較階梯方案可減少6個50m×1m×0.95m和6個20m×1.9m×1m的擋墻，節約工期約3個月[3]。

4.3環保效益

（1）梁場縱坡利于排水，現場無積水，文明施工形象良好。

（2）圬工量少，施工簡便，對梁場四周的土體和植被破壞少，利于環保。

5　結論

大縱坡場地預制T型梁施工技術通過合理確定縱坡坡度、龍門吊及其基礎的斜坡優化和鋼筋定位骨架的使用等一系列措施，實現了在大縱坡場地進行T梁的預制。適用于在特殊地形條件下，預制場場內規劃受到縱坡較大影響的地段進行橋梁預制的施工，特別適合于大縱坡地段的T型梁預制施工。是對現有橋梁預制施工技術的更新和完善。

參考文獻：

[1]杜海瑛.大縱坡架設40m T梁施工工藝研究[D].吉林：吉林大學，2015.

[2]李松兵，劉鴻，王禮華，等.T梁預制場建設方案探討[J].西部交通科技，2013（4）.

[3]劉道華.臺階式梁場在山區的應用[J] .中國城市經濟，2011（11）.

責任編輯：孫蘇，李紅

作者簡介：陽長江（1982-），男，重慶人，研究生，工程師，主要從事道路橋梁施工設計工作。

收稿日期：2015-12-16

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.02.039

中圖分類號：TU756.1

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9107（2016）02-0039-03