裝配式橋梁預制空心橋墩安裝施工工藝

馬會天

(中鐵二十四局集團安徽工程有限公司，安徽 合肥　230012)

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裝配式橋梁預制空心橋墩安裝施工工藝

馬會天

(中鐵二十四局集團安徽工程有限公司，安徽 合肥230012)

摘要：文章介紹濟祁高速公路淮合段壽縣淮河特大橋引橋工程采用排柱式預制空心橋墩，預制橋面板裝配式結構，使橋梁構件工廠化、標準化和模數化。預制墩柱采用現澆杯口方式與承臺連接，墩底和承臺間預留杯口式安裝島；通過設置定位墩實現預制墩柱準確安裝定位，通過預制墩柱底側的鋸齒形剪力紋，加強墩柱與承臺的整體連接，提高墩柱抗震能力。

關鍵詞：裝配式；橋梁；空心橋墩；承臺連接；安裝工藝

0引言

濟祁高速公路淮合段壽縣淮河特大橋引橋工程采用排柱式橋墩，預制橋面板裝配式結構，預制橋墩在工廠一次預制成形運至現場進行安裝，預制橋面板在現場預制吊裝就位。大規模應用預制裝配式技術，可以提高機械化水平，確保工程質量，加快施工進度，降低勞動強度，有利于環境保護，體現節能環保的施工理念[1-4]。

淮河特大橋引橋下部結構為預制圓形空心截面墩，預制墩采用旋轉離心成型工藝整體預制、現場拼裝的施工工藝。工程項目部技術人員圍繞預制墩的安裝開展研究，形成裝配式橋梁預制空心橋墩安裝施工方法，可為給今后類似預制空心橋墩安裝起到指導和借鑒作用[5-6]。

1墩底連接構造

橋梁預制墩柱與承臺的連接方式一般有現澆式和承插式2種[7-8]。現澆式分別在承臺頂部、預制墩身底部預留連接鋼筋，墩身吊裝就位后，在現場綁扎或焊接墩柱底部與承臺連接鋼筋，然后支設承臺和連接段模板，墩柱底部與承臺一起現澆混凝土成型。這種連接方式預制橋墩與承臺之間的吊裝定位難度較大，連接部位施工復雜[9]。

承插式將預制構件插入相應的承臺預留孔或杯口內，底部鋪設砂漿，周邊以半干硬性細石混凝土填充。常常由于墩柱四周預留孔或杯口混凝土振搗不密實，影響橋墩與承臺的連接質量,且連接區段抗剪、抗震能力較差[10]。

該工程預制墩柱采用現澆杯口方式與承臺連接，墩底和承臺間預留杯口式安裝島。預制圓形空心橋墩在工廠通過離心法加工成型，預制墩直徑為1.2 m，壁厚為25 cm。

預制圓形空心橋墩的鋼筋籠采用旋轉滾焊工藝，焊點質量可靠；橋墩在離心機上旋轉成型，成型后的預制墩混凝土分布均勻，墩身混凝土強度高、質量穩定和性能可靠。

預制墩底安裝島采用環形結構，壁厚為0.40 m，內徑為1.2 m，高度為1.0 m；墩柱埋入杯口內l.0 m高度，如圖1所示，以防止吊裝時柱體傾覆。為便于預制墩套入安裝島定位墩，定位墩高度取為50 cm，定位墩直徑略小于預制空心墩內徑取為67 cm，如圖2所示。澆筑混凝土承臺前，綁扎安裝島杯口鋼筋，杯口鋼筋伸入承臺錨固，如圖3所示。在預制墩柱底側設置鋸齒形剪力紋，并對表面進行拉毛處理，以利于與杯口混凝土的充分咬合，實現墩柱與承臺的整體連接，增強墩柱抗震能力。

圖1　墩底連接構造

圖2　混凝土定位墩

圖3　安裝島環壁鋼筋

2施工工藝

2.1工藝流程

裝配式預制空心橋墩安裝施工工藝流程如圖4所示。

圖4　安裝施工工藝流程

2.2橋墩承臺施工

根據已經施工的樁基位置，按設計圖紙定位，計算放樣出承臺位置，進行基坑開挖。當開挖到基底并完成墊層澆筑后，再在墊層上測量放線，定出承臺的軸線和標高。采用全站儀對墩柱中心點精確放樣，同時做好標識，預留定位墩和安裝島鋼筋位置，經復驗合格后，支設承臺模板和綁扎鋼筋，如圖5所示。鋼筋綁扎完畢后，驗收合格方可澆筑承臺混凝土，如圖6所示。

圖5　模板安裝

圖6　承臺澆筑

2.3定位墩施工

承臺施工完成后，將承臺頂面雜物清掃，浮漿鑿除，并沖洗干凈，對頂面標高進行復測，根據高差計算調平層厚度，調平層采用C30細石混凝土，澆筑混凝土時采用水平靠尺及時進行找平，以保證預制墩底與承臺接觸面平整，吊裝就位后不被局部壓損。

調平層澆筑完畢后，對墩柱中心點進行放樣，根據設計圖紙復核定位墩鋼筋位置后，安裝定位墩模板，進行定位墩混凝土澆筑，并振搗密實。定位墩澆筑完畢后，進行灑水養護，在定位墩外面采用土工布包裹進行養護。定位墩混凝土養護達到齡期后，采用全站儀對墩柱的中心點精確放樣，復核頂面標高，同時做好標識，用墨斗彈出十字線并延長至承臺邊緣做好標記，以便后期墩柱吊裝準確定位。

2.4預制墩吊裝就位

承臺和定位墩達到混凝土齡期以后吊運安裝預制墩，采用70 t汽車吊，最大工作半徑為7 m，最大起重量為29.4 t。按照設計要求的起吊位置，采用帆布吊袋捆綁起吊，可保護側壁混凝土不受損傷。將預制空心墩柱吊起，墩柱底套在定位墩上，再根據劃出的外部圈線進行精確調整平面位置。

在安裝前由測量人員放出墩柱中心線，根據中心線劃出預制墩外部圈線，用墨斗彈線并延長至承臺邊緣，在四周定出邊緣線作為墩柱邊緣控制點，允許誤差控制在10 mm。

垂直度控制采用2臺經緯儀雙向控制，2臺經緯儀成90°角架設，距離墩柱20 m以上。將豎向十字絲對準墩柱下口邊緣，將經緯儀沿垂直方向向上掃動，調整墩身，使墩身邊線垂直，最后采用2 m垂直度測定儀進行垂直度校核。

2.5安裝島混凝土澆筑

安裝島混凝土澆筑前，要設置纜風繩，纜風繩一端栓在墩柱頂部預留鋼筋上，另一端打入堅硬土層設置的地錨中。地錨采用4根Φ28 mm直徑螺紋鋼焊接而成，長度為3 m，與地面成45°角將地錨插入到堅硬土層中。每根墩柱設置3根纜風繩，每根角度在120°，并且與地面成45°角。當垂直度局部存在偏差情況下，采用纜風繩進行調整，墩底可用1～3 mm鐵皮進行支墊調平。

預制墩吊裝就位后，安裝安裝島杯口模板，進行安裝島混凝土澆筑。安裝島模板采用帶坡腳鋼模板，模板支立牢固。在安裝島外面采用土工布包裹進行養護，待安裝島混凝土強度達到設計值后方可解除預制墩纜風繩。

3質量控制

3.1鋼筋施工要點

鋼筋在加工場集中制作，采用放大樣加工成型，運至施工現場進行綁扎。鋼筋安裝前，應檢查鋼筋的規格、型號、尺寸等。檢查合格后，根據設計要求的間距、尺寸進行放樣畫線，確定定位墩、安裝島縱橫鋼筋位置，保證每層鋼筋網片綁扎的順直度、間距、保護層及同一截面焊接接頭等項目合格，即可綁扎成型。

3.2承臺澆筑要求

澆注混凝土前應檢查模板、鋼筋及預埋件的位置、尺寸和保護層厚度，確保其位置準確、保護層足夠，經監理工程師檢查簽認后，方可進行混凝土澆筑。承臺一次性澆注施工，為保證連續作業，施工前應認真檢查拌和設備、輸送泵，并進行調試。灌車運輸過程中應不停攪拌，確保混凝土均勻一致，施工前認真檢查泵管的密閉性。澆注前首先用水和砂漿潤滑管壁，防止施工過程中混凝土堵管。在鋼筋密集區域施工中，嚴格控制混凝土的振搗質量，保證其密實性和均勻性。混凝土終凝后及時進行覆蓋養護，防止混凝土產生收縮裂縫。

3.3墩柱吊裝就位

預制橋墩吊裝之前，應對預制橋墩進行進廠檢驗，檢查混凝土強度、外觀質量、尺寸偏差、保護層厚度及預制墩安裝段混凝土鑿毛情況。合格墩柱粘貼合格標志，并統一堆放在線路中心線處。預制墩堆放處應碾壓平整，承載力滿足要求，下部墊設枕木。預制橋墩吊裝之前，起重吊裝機械進場時必須保證場地、通道平整，作業前查驗所有輔助起重吊裝機械作業人員的操作證，并進行全面技術交底及安全交底。吊裝過程中．應保持吊裝動作平穩，待墩柱就位后應及時找正找平，墩柱未固定前不得解開吊裝索具。

3.4安裝偏差控制

預制橋墩從吊裝至拼裝的全過程中，應對預制墩的位置、線形、垂直度及標高等進行監控量測，監測時應在3個以上的不同位置進行，測量預制橋墩的軸線、高程及垂直度，拼裝允許偏差應滿足表1所列的規定。

表1　預制墩柱安裝允許偏差

4結論

(1) 預制空心橋墩與承臺通過現澆混凝土環形安裝島連接，安裝島杯口鋼筋伸入承臺錨固，預制墩柱底側設置鋸齒形剪力紋，有利于與杯口混凝土的充分咬合，保證橋墩與承臺連接質量，實現墩柱與承臺的整體連接，增強墩柱受力性能和抗震能力。

(2) 在安裝島設置定位墩，實現墩柱一次準確就位。定位墩直徑略小于預制空心墩內徑，墩柱吊裝時將預制空心墩底部套入定位墩，可以防止吊裝時柱體傾覆，易于控制預制橋墩定位，且有利于提高墩底受剪承載力。澆筑承臺時預留安裝島杯口鋼筋，墩柱吊裝后支模澆筑混凝土，柱底與承臺現澆成型，保證了連接質量。

(3) 該施工方法減小現場焊接及混凝土澆筑的工作量，施工操作方便，提高機械化水平，加快施工進度，降低生產成本，有利于環境保護，體現節能環保的施工理念，可為給今后類似的預制空心橋墩安裝起到指導和借鑒作用，有利于推動預制裝配式混凝土橋梁施工技術的發展。

〔參考文獻〕

[1]李堅,陸元春.預制節段混凝土橋梁的設計與工程實踐[J].城市道橋與防洪, 2003 (6): 35-38.

[2]姚曉飛,徐岳,劉士林.預制節段拼裝混凝土橋墩力學性能研究進展[J].公路交通科技, 2013 (5): 59-65.

[3]王志強,葛繼平,魏紅一.節段拼裝橋墩抗震性能研究進展[J].地震工程與工程振動, 2009, 29(4): 147-155.

[4]林一寧,陳愛萍.跨海大橋的預制構件法施工[J].世界橋梁, 2002(4):12-16.

[5]包龍生,王娟,于玲.后張無粘結預應力裝配式橋墩抗震性能分析[J].沈陽建筑大學學報(自然科學版),2014, 30(3):429-435.

[6]布占宇,占陳文,石鑫磊,等.節段拼裝混凝土橋墩抗震性能研究[J].寧波大學學報(理工版), 2011, 24(2): 83-88.

[7]盧永成,邵長宇,黃虹,等.上海長江大橋預制拼裝結構設計與施工要點[J].中國市政工程, 2010(1): 24-28.

[8]蘭海燕.預制節段拼裝橋墩抗震性能研究現狀[J].公路交通科技, 2012 (6): 38-42.

[9]萬紹平.預制橋墩濕接頭的施工技術要點[J].城市道橋與防洪, 2009 (11): 72-75.

[10]孫業發,王偉,宋書東,等.大型預制橋墩鋼筋籠整體吊裝對接施工技術[J].中國港灣建設, 2014(9):55-58.

收稿日期：2016-03-15

作者簡介：馬會天(1981-)，男，甘肅永昌人，中鐵二十四局集團安徽工程有限公司工程師．

中圖分類號：U445. 4

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)02-0254-03