中小跨徑橋梁裝配式模塊化墩柱施工工藝研究

鄧陳記 吳平平

摘要：人們對建設項目低噪音、節約材料和環保的要求隨著橋梁工程的發展與日俱增。因此，無論是公路橋梁建設還是市政橋梁建設，都對橋梁下部的預制裝配技術有著巨大的市場需求。提出了一種模塊化墩柱的概念，由于其構造和連接方式與傳統結構有著巨大的差異。文章開展了中小跨徑橋梁裝配式G3京臺高速萬興大道至馬堰改擴建項目模塊施工工藝研究，介紹了預制、裝配定位、現場接縫澆筑等關鍵工藝及控制標準，為其他同類工程提供借鑒。

關鍵詞：橋梁工程;墩柱;裝配式;模塊化;施工工藝

中圖分類號：U442.5 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）12-0091-03

引言

在橋梁工程高速發展的時代，如何縮短施工周期、減少施工對既有交通的影響、控制現場施工質量及減少環境等因素對施工進度的影響成為主要面臨的難題。橋梁裝配式模塊是解決問題的有效手段，具有降低對交通的干擾、提高施工質量、縮短工程工期，減少噪音污染等優點。對于預制結構的研究來適應這種需求，在未來會具有較好的發展前景。目前為止，國內的預制橋墩采用了現澆濕接縫接頭去連接預制墩身的工藝，同時在承臺頂部及預制墩身底部預留連接鋼筋，在吊裝墩身就位后完成鋼筋現場焊接。但由于濕接縫的混凝土養護時間較長，延長了工期，同時墩柱截面較大，現場鋼筋焊接的工作量也大大增加。對此，本研究提出了橋梁裝配式模塊化墩柱的施工工藝，提出新的連接結構以及模塊化生產的方式解決了這一問題。

1工程概況

本項目依托G3京臺高速方興大道至馬堰改擴建項目為依托，開展研究。該工程項目起點順接京臺高速公路方興大道互通立交，起點樁號K1049+748，向南經嚴店、豐樂、杭埠、金牛、萬山至廬江，終點位于京臺高速與合安高速公路交叉的馬堰互通立交，終點樁號K1102+872，全場53.124公里。由于橋梁的建造歷程較長，以中小孔徑分布為主，且項目的性質為改造項目，對于建造效率要求較高。本項目提出了一種新型裝配式模塊做墩柱，該墩柱標準階段為C70混凝土管樁，長度為8m。墩柱與承臺采用預埋D60鍍鋅波紋管的方式，鋼筋承插并澆筑高強灌漿料實現連接。墩柱接縫采用了法蘭式連接。法蘭盤優兩塊鋼板組成，鋼板之間采用沿徑向布置的加勁肋板焊接進行連接。一側鋼板與混凝土連接，另一側以高強螺栓形式與其他墩柱連接。墩柱與承臺采用插槽式現澆C50混凝土接縫連接形式。如圖1所示為裝配式橋墩下部結構尺寸圖。

2墩柱預制

預制墩柱制作的主要工藝流程包括鋼筋籠成型和裝配、混凝土喂料、合模、離心成型、蒸汽養護、拆模及存放。預制方法如下：

（1）按照圖紙及規范將內外籠鋼筋裝配至滾焊機內成型，內籠套入外籠內后起吊入模。采用布料斗配合平板運輸桁架進行混凝土喂料，確保料均勻布在管內后合模。

（2）使用離心成型工藝完成墩柱預制，為了確保墩柱方便安裝，底部70cm范圍內的余漿必須清除干凈，否則影響定位墩的安裝。

（3）蒸汽養護混凝土一般分為靜停、升溫、恒溫和開蓋降溫四個階段。管模入池時嚴禁碰撞，管模尾端內孔避免直接對著噴氣嘴以免被高速氣流沖壞內壁混凝土。升溫過程先慢后快原則，約為20～30℃/h，同時要確保池內環境溫度基本一致。

（4）脫模后，由質檢員依據外觀質量與尺寸偏差要求進行檢驗，并在橋墩任一端內壁標注生產日期、管模編號等信息。

如圖2所示為墩柱的施工流程圖。

3安裝工藝

預制安裝工藝，其工藝流程圖如圖3所示。

（1）預制墩柱采用平拉葫蘆起吊并進入插槽，采用預留標記測控空間坐標的方式對頂面法蘭盤方向進行校核。

（2）為了實現現場的快速化定位，可采用墩身彈線的方式，做好定位點，對軸線進行校核。

（3）在整個安裝過程中，對頂面的鋼筋位置進行多次復核，確保偏差在設計值允許范圍內。

（4）對于承臺接縫的澆筑過程，將墩柱底部縫隙先采用厚度適中的鋼板先進行撐墊，然后澆筑杯口后澆砼。

（5）用高強度灌漿料對墩柱內側空心0.5m范圍進行滿灌，確保墩柱與杯口接觸面密實。待杯口及灌漿料達到一定強度后松開手拉葫蘆。

4質量控制要點

根據公路橋涵施工技術規范以及公路工程質量驗收標準等相關規范的規定，提出預制墩柱安裝的允許誤差見表1所示。

根據2017年12月對15根預制墩柱的垂直度、墩頂預留鋼筋軸線的檢測表明，墩柱安裝垂直度合格率為93.3%，墩頂預留鋼筋軸線合格率為73.3%，工程質量控制仍存在不足。針對該情況進行調查分析，表明造成墩柱安裝軸線偏位的主要癥結原因為槽口底部不平與預制墩柱軸線彈線偏差。經過研究，將安裝順序優化為先安裝后調平可以減少杯口及墩柱底部平整度差。消除預制墩柱墩身彈線偏差如圖4所示。具體步驟為：

（1）彈線時選擇距離模板縫最近的兩根主筋作為橫向軸線，并以模板縫為參考線（模板縫均為豎直）。

（2）選擇橫向軸線上鋼筋中心點作為墩柱頂部彈線控制點，量取控制點制模板縫距離。

（3）在墩柱底部量取相同距離，作出底部控制點。

（4）使用墨斗通過兩控制點進行彈線。

讓墩柱軸線對位后采用手拉葫蘆及經緯儀對墩柱垂直度進行調整，來避免偏差產生。墩柱的軸向定位如圖5所示。在承臺上放出每個墩身的軸線，并彈線。用專用吊帶將墩柱吊起，將墩身豎向線與承臺橫向軸線進行定位。

5結束語

根據目前裝配式橋墩發展趨勢進行概念設計，研究得到T型裝配式橋墩的原型設計，本研究針對T型裝配式橋墩墩柱施工工藝研究進行研討，得出以下結論：

（1）該設計由單墩柱與小型蓋梁、小型承臺組合而成，更為便利施工，極大降低了下部結構的建造成本。

（2）為了使預制構件的質量符合設計標準，實際應用過程中的受力狀況滿足設計值，對每個施工步驟合理規范化操作是保障成品質量的前提。

（3）對于墩柱裝軸線偏位的，提出了先安裝后平整，讓墩柱軸線對位后采用手拉葫蘆及經緯儀對墩柱垂直度進行調整的優化方法。