高速公路橋梁工程中下部結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝技術(shù)

（中交四公局第三工程有限公司，北京 100123）

1 工程概況

京秦高速公路遵秦段B2標(biāo)合同段，起訖樁號(hào)為K60+215.315～K65+442，長(zhǎng)5.227 km。灤河特大橋?yàn)樵摌?biāo)段的重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容，引橋全長(zhǎng)4 104 m，上部結(jié)構(gòu)為先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁（40 m/35 m），共計(jì)1 600片；下部結(jié)構(gòu)為裝配式預(yù)制墩柱、蓋梁，預(yù)制墩柱392根，預(yù)制蓋梁196榀。

2 施工特點(diǎn)

2.1 施工效率

依據(jù)項(xiàng)目施工計(jì)劃，預(yù)制有效工期為13個(gè)月，墩柱預(yù)制區(qū)設(shè)置2個(gè)鋼筋綁扎胎架，2個(gè)模板拼裝臺(tái)，12個(gè)預(yù)制臺(tái)座，88個(gè)存放臺(tái)座及1個(gè)墩柱翻轉(zhuǎn)沙坑。

蓋梁預(yù)制區(qū)設(shè)置2個(gè)鋼筋綁扎胎架，8個(gè)蓋梁預(yù)制臺(tái)座，1個(gè)鑿毛臺(tái)座，單層存放21個(gè)臺(tái)座。可實(shí)現(xiàn)每天安裝4根墩柱，蓋梁每天可安裝2榀。

2.2 減排環(huán)保

與現(xiàn)澆橋梁施工方法較大的不同在于，預(yù)制拼裝橋梁將各結(jié)構(gòu)先制作再運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)拼接，具有可靠的施工質(zhì)量保證和良好的現(xiàn)場(chǎng)控制，無(wú)須對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行綁扎鋼筋和澆筑混凝土，也無(wú)須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交通管制，減少了現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)生水污染。在施工過(guò)程中可全天候開(kāi)放交通，體現(xiàn)“環(huán)境友好”的建造理念，降低了施工過(guò)程中產(chǎn)生的泥漿、噪聲和渣土污染，縮短了橋梁建設(shè)工期，有利于對(duì)施工質(zhì)量的把控[1]。

3 墩柱預(yù)制拼裝技術(shù)

3.1 墩柱模板設(shè)計(jì)

模板采用厚度為8 mm的鋼板，橫肋為10 mm厚鋼板組焊的方式，豎肋為140 mm×80 mm×6 mm矩形管。

模板橫向共計(jì)4塊，豎向含1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段（6 m）及3個(gè)調(diào)節(jié)段（1、2、3 m）。側(cè)模施工中采用法蘭連接的方法，以保證各模板的穩(wěn)定性。

3.2 模板安裝

配套桁吊吊架應(yīng)滿足模板安裝和鋼筋骨架入模的作業(yè)需求。模板安裝是一項(xiàng)系統(tǒng)性、精細(xì)化的工作，應(yīng)按照特定的流程有序完成。

（1）配套拼裝臺(tái)和翻轉(zhuǎn)架，使其精準(zhǔn)就位并維持穩(wěn)定。

（2）組織底面模板的安裝作業(yè)，以墩柱高度為參考依據(jù)，合理控制模板高度，在預(yù)先準(zhǔn)備好的拼裝臺(tái)上組裝模板，設(shè)置法蘭，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連接的目的。

（3）組織側(cè)面模板的安裝作業(yè)，采取分塊吊裝的施工方法，無(wú)位置偏差后利用法蘭進(jìn)行連接。為保證側(cè)面模板的穩(wěn)定性，宜配置臨時(shí)支撐。

（4）組織鋼筋骨架的安裝作業(yè)，配套2臺(tái)桁吊，兩者協(xié)同運(yùn)行，起吊墩柱鋼筋骨架，緩慢入模。經(jīng)過(guò)調(diào)整后，使底模與側(cè)模精準(zhǔn)對(duì)位，再穩(wěn)定連接底模和側(cè)模螺栓。考慮鋼筋骨架安裝期間易碰觸保護(hù)層的情況，應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)，若保護(hù)層墊塊受損，需隨即采取修復(fù)措施。

（5）組織頂面模板的安裝作業(yè)，采用吊裝的方法將模板置于指定位置，連接底板螺栓、橫斷面法蘭、縱向法蘭，確保設(shè)置在墩柱頂部的主筋定位架可與模板形成緊密貼合的關(guān)系，若無(wú)異常，擰緊各對(duì)拉桿，以進(jìn)一步穩(wěn)固。

（6）平移模板，使其到達(dá)翻轉(zhuǎn)架處，再進(jìn)一步縱移，底模與翻轉(zhuǎn)架的連接，可采取拴接的方法。

（7）以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，安裝翻轉(zhuǎn)吊架，利用螺栓將其與模板穩(wěn)定連接，構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。

（8）啟動(dòng)龍門(mén)吊，利用該裝置翻轉(zhuǎn)吊架，在一端采取固定措施，經(jīng)翻轉(zhuǎn)后呈豎直的狀態(tài)。翻轉(zhuǎn)期間應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量檢查，如模板、連接件等，若存在變形或殘缺等問(wèn)題，應(yīng)隨即暫停起吊作業(yè)[2]。

（9）利用吊裝的方法將模板轉(zhuǎn)移至澆筑臺(tái)座處，安裝到位后采取固定措施。模板翻轉(zhuǎn)豎直后，將預(yù)先設(shè)置在底座與翻轉(zhuǎn)架間的螺栓卸下；啟動(dòng)龍門(mén)吊，利用吊裝的方法將模板轉(zhuǎn)至預(yù)制臺(tái)座上，再拴接底模與臺(tái)座；檢測(cè)墩柱的垂直度，若滿足要求應(yīng)拆除頂部吊架，將施工平臺(tái)安裝到位，最后澆筑混凝土[3]。

（10）拆除模板，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，若強(qiáng)度、完整性等方面均滿足要求，可將墩柱吊裝至臺(tái)座上。

3.3 墩柱混凝土澆筑

墩柱施工使用材料為C40混凝土，每根墩柱的澆筑施工均應(yīng)遵循連續(xù)性原則，以保證墩柱結(jié)構(gòu)的完整性。以設(shè)計(jì)配比為準(zhǔn)，由拌和站生產(chǎn)混凝土，利用罐車轉(zhuǎn)運(yùn)至指定的預(yù)制區(qū)，卸料至料斗后，利用龍門(mén)吊吊裝入模。為滿足施工人員上下墩柱的要求，可配套登高車[4]。

遵循分層澆筑的原則，利用插入式振搗器加強(qiáng)振搗。施工人員精準(zhǔn)操控振搗器，將其伸至墩柱底部，隨著澆筑作業(yè)的持續(xù)開(kāi)展，混凝土面上升，同步向上提升振搗器，每層振搗時(shí)間約20 s，具體以現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況為準(zhǔn)。振搗期間應(yīng)加強(qiáng)控制，不可出現(xiàn)振搗器碰觸主筋等既有構(gòu)件的情況。

4 蓋梁預(yù)制拼裝

4.1 蓋梁模板設(shè)計(jì)

側(cè)面模板采用8 mm厚的鋼板，背枋為雙拼18槽鋼，加強(qiáng)背肋為14工字鋼，底模支架為16工字鋼及H150×150×7×10型鋼。以蓋梁尺寸為準(zhǔn)，合理設(shè)置端模，側(cè)模上下兩端均有對(duì)拉桿，下側(cè)拉桿設(shè)置在底模下方，上側(cè)拉桿所處位置為蓋梁混凝土下方。蓋梁模板斷面如圖1所示。

圖1 蓋梁模板斷面圖（單位：mm）

4.2 蓋梁模板安裝

按如下流程將蓋梁模板安裝到位：準(zhǔn)備工作（全面清理底模的雜物）→吊裝鋼筋骨架→安裝模板（按照先端模、后側(cè)模的順序）→安裝對(duì)拉桿→調(diào)整線形。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，提前制作鋼筋骨架和套筒定位板，將兩者同步吊裝入模。鋼筋骨架安裝到位后，詳細(xì)檢查骨架和波紋管，保證其具有足夠的穩(wěn)定性，滿足要求后方可利用龍門(mén)吊安裝模板，期間人工配合，確保模板可精準(zhǔn)就位。

模板連接過(guò)程中會(huì)形成拼縫，該部分可粘貼雙面膠，有效封堵裂縫，以免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。在端模安裝階段，可將錨墊板、套筒、端模穩(wěn)定連接，在此基礎(chǔ)上安裝波紋管和錨墊板[5]。

4.3 蓋梁混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

按要求配制C50混凝土，各蓋梁的澆筑均遵循連續(xù)性原則，利用罐車將材料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，龍門(mén)吊吊裝入模。分層有序完成混凝土的澆筑作業(yè)，期間應(yīng)加強(qiáng)振搗。

在完成蓋梁底部的澆筑作業(yè)后，改為從兩端向中間推進(jìn)的方法。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后，拆模并噴淋養(yǎng)護(hù)，正常情況下，養(yǎng)護(hù)時(shí)間須達(dá)到7 d或適當(dāng)延長(zhǎng)。蓋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，安排人員澆筑支座墊石，合理預(yù)埋支座錨固螺栓預(yù)留孔，后續(xù)在安裝蓋梁時(shí)，取適量砂漿用于找平，保證蓋梁的最終施工質(zhì)量。

5 精度控制方法

5.1 系梁內(nèi)墩柱預(yù)埋鋼筋定位

系梁鋼筋及模板安裝完成后，先將整體式定位架按設(shè)計(jì)位置就位、固定牢固，再安裝墩柱預(yù)埋鋼筋，整體式定位架在模板廠制作。

定位架上的套管為內(nèi)徑Ф43 mm，壁厚為10 mm，長(zhǎng)為270 mm，通過(guò)上下兩個(gè)螺栓頂緊固定預(yù)埋鋼筋的位置，鋼筋頂緊后即為設(shè)計(jì)位置。

5.2 墩柱預(yù)制精度控制

預(yù)制墩柱底部采用定位板固定半灌漿套筒的位置，頂部采用主筋定位架，保證半灌漿套筒和主筋在澆筑過(guò)程中位置準(zhǔn)確。

墩柱鋼筋頂部定位架的套管布置與系梁整體式定位架相同，其相應(yīng)數(shù)量減少。

5.3 蓋梁預(yù)制精度控制

蓋梁套筒采用定位板固定半灌漿套筒位置，在綁扎鋼筋過(guò)程中每個(gè)蓋梁兩組套筒定位板與整體式鋼筋定位架連接。鋼筋綁扎完成后，定位板與鋼筋定位架脫離，隨鋼筋骨架一起吊到預(yù)制臺(tái)座的底模上，定位板再與底模上的套筒定位孔連接，保證蓋梁澆筑完成后套筒位置準(zhǔn)確。

5.4 墩柱安裝精度控制

墩柱安裝時(shí)，先將墩柱吊裝就位并進(jìn)行初步定位，柱底距離預(yù)埋鋼筋約10 cm時(shí)，通過(guò)人工輔助調(diào)整立柱平面位置。套筒對(duì)準(zhǔn)預(yù)埋鋼筋后，立柱繼續(xù)下放。使用全站儀在兩個(gè)方向?qū)α⒅敹溯S線進(jìn)行觀測(cè)，再微調(diào)千斤頂。立柱頂偏位滿足要求后，鎖緊所有千斤頂，松掉吊鉤，拆除吊具卸扣。先按設(shè)計(jì)位置安裝完成一側(cè)墩柱，再安裝另一側(cè)墩柱。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路橋梁建設(shè)具有系統(tǒng)性，預(yù)制拼裝技術(shù)因具有標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的特性，取得廣泛應(yīng)用，可減小對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交通的干擾，有利于質(zhì)量控制工作的開(kāi)展，本文對(duì)預(yù)制拼裝技術(shù)展開(kāi)分析，為類似工程的工作人員提供參考依據(jù)。