城市中心區特大多跨徑高架橋梁的箱梁預制技術

李震錕

廣東省基礎工程集團有限公司 廣東 廣州 510000

背景工程為城市道路改造建設項目，橋梁長度較長，橋跨數量和跨徑尺寸種類多，現場場地狹小，預制梁場地面積選擇有限[1]。梁場設計和制梁采用常規方法時有以下問題：臺座設計為一個臺座只適合一種跨徑尺寸的梁體；梁體鋼筋在臺座上一層層制作安裝而成；預應力體系張拉前，梁體養護采用人工或在臺座外設置自動噴淋管的方式，前者存在養護不及時、漏養、養護時間不足和浪費水資源等缺陷，后者則會妨礙側模安裝與拆卸，影響進度。

1 工程概況

汕頭市黃河路（泰山路—東廈路）快速化升級改造工程跨越汕頭市中心城區，項目全長4.2 km。為保持行車速度、行車舒適性、節約時間成本，設置了一座高架橋以跨越沿線交叉路口。高架橋橋梁跨越嵩山路、衡山路、天山路、華山路等4個路口，橋梁全長2 051.5 m。橋梁上部構造采用長度25、30、35、40 m共4種規格的預制箱梁共646片（圖1），其中，25 m預制箱梁105片、30 m預制箱梁480片、35 m預制箱梁45片、40 m預制箱梁16片。

圖1 標準墩預制箱梁縱斷面

2 預制梁場建設

預制場場地壓實后基礎地基承載力不小于100 kPa，基礎穩定、均勻，確保制梁過程中不會出現不均勻沉降，整個預制區澆筑厚30 cm的C30混凝土進行硬化。

項目上部結構設計采用不同規格的預制箱梁共646片。同時根據場區面積情況，臺座排布劃分為1#區、2#區。1#區設有鋼筋原材堆放場、鋼筋半成品加工場、標養室、臺外鋼筋制安胎架、混合疊用臺座區、存梁臺、裝梁區、龍門吊；2#區設有鋼筋原材堆放場、鋼筋半成品加工場、臺外鋼筋制安胎架、混合疊用臺座區、鋼混板梁臺座、存梁臺、裝梁區、龍門吊、養護循環池、梁場生活和辦公區（圖2）。

圖2 梁場布置和制梁臺座排布

3 特大多跨徑箱梁預制技術

3.1 混合疊用臺座施工技術

3.1.1 混合疊用臺座的設計

1#區混合疊用臺座分兩陣列式排布，每陣列排11座，共22座。本區臺座用于制作25、30 m長度的梁體，混合疊用臺座的尺寸為長31 m、寬100 cm、高35 cm。2#區混合疊用臺座分一陣列式排布，共9座。本區臺座用于制作35、40 m長度的梁體，混合疊用臺座的尺寸為長41 m、寬100 cm、高35 cm。

1#區臺座從端部開始往回設計200 cm為支座楔塊位A（30 m梁），35 cm吊裝槽位（1），180 cm為支座楔塊位B（25 m梁），35 cm吊裝槽位（2），中部2 240 cm為通用臺（圖3）。

圖3 30 m和25 m梁混合疊用臺座縱斷面（單位：cm）

2#區臺座從端部開始往回設計200 cm為支座楔塊位D（40 m梁），35 cm吊裝槽位（3），180 cm為支座楔塊位F（35 m梁），35 cm吊裝槽位（4），中部3 310 cm為通用臺（圖4）。

圖4 40 m和35 m梁混合疊用臺座縱斷面（單位：cm）

預制梁臺座采用C30混凝土，臺座頂兩側面設有通長的50 mm×50 mm×6 mm角鋼，角鋼之間每隔0.5 m用φ12 mm的鋼筋連接形成整體骨架，然后澆筑混凝土，注意制作底座時預埋側模下部的拉桿孔道，同時預埋φ90 mm的PVC管的伸縮旋轉噴淋養護裝置固定導孔道和φ35 mm的PVC管養護輸送水槽管道。在澆筑臺座混凝土時，底座橫向做成水平，縱向按設計預設反拱2.0 cm。由于箱梁采用兜托梁底起吊法，故臺座施工時應預留穿索兜底所需的活動段底模，設置在距各規格梁板端頭1.5 m處，在每種梁底支座楔塊處澆筑混凝土時低于頂面3 cm，便于安放3 cm厚可壓縮的橡膠板，消減張拉預應力體系時梁體預拱出現反壓破壞混凝土結構的隱患。

3.1.2 混合疊用臺座的使用

由于梁場場地面積小，且預制梁的工程數量大，梁體長度種類多，無法采取一個臺座適合一種長度梁體的方式進行設置，因此設置了30 m和25 m梁混合疊用，40 m和35 m梁混合疊用的臺座。

1）30 m和25 m梁混合疊用臺座使用技術。制作30 m梁時，梁體鋼筋安裝至支座楔塊位A，澆筑混凝土并張拉預應力體系后，移梁吊裝以槽位（1）為吊點。制作25 m梁時，梁體鋼筋安裝至支座楔塊位B，澆筑混凝土并張拉預應力體系后，移梁吊裝以槽位（2）為吊點。一個臺座可以混合交疊制作2種長度梁體，無需重新加工臺座，不影響30 m和25 m梁的制梁施工工作。

2）40 m和35 m梁混合疊用臺座使用技術。制作40 m梁時，梁體鋼筋安裝至支座楔塊位D，澆筑混凝土并張拉預應力體系后，移梁吊裝以槽位（3）為吊點。制作35 m梁時，梁體鋼筋安裝至支座楔塊位F，澆筑混凝土并張拉預應力體系后，移梁吊裝以槽位（4）為吊點。一個臺座可以混合交疊制作2種長度梁體，無需重新加工臺座，不影響40 m和35 m梁的制梁施工工作。

3.2 臺外錯分多功能梁體鋼筋制作安裝施工技術

3.2.1 臺外錯分多功能鋼筋制安架結構設計

1）腹底板鋼筋制安架設計（圖5）。腹板鋼筋制安架依據腹板橫向分布箍筋間距設計為倒“V”形方鋼支撐腳，在每榀倒“V”形支撐腳上依據腹板縱向主筋間距設計φ20 mm圓鋼伸縮主筋定位插銷。底板鋼筋制安架依據腹板底寬設置2條5 cm×5 cm角鋼承托架，并依據腹板橫向分布箍筋間距在角鋼上設置月牙形定位鋼筋槽。

圖5 腹底板鋼筋制安架橫斷面

2）頂板鋼筋制安架設計（圖6）。頂板鋼筋制安架縱向排列設計為豎向方鋼支撐腳，在支撐腳頂面采用6.3#槽鋼橫向蓋套底托橫桿。在支撐腳正上方縱向設置設有鋼筋安裝限距槽的槽板，在底托橫桿中部設置加強連接桿。

圖6 頂板鋼筋制安架橫斷面

3.2.2 臺外錯分多功能鋼筋制安架應用

由于梁場設有的制梁臺座數量少，若在臺座上綁扎鋼筋、安裝預應力管道，就占用了臺座的空間，從而降低了臺座的使用率，阻滯了制梁進度。

項目采用了在臺座外設置以梁體頂板和腹底板錯分開的制梁鋼筋制安架，制安架上設有固定鋼筋、固定預應力筋波紋管、定（限）位等多功能裝置，梁體鋼筋無需直接在臺座上制作安裝，把在臺座上制作安裝鋼筋的時間分離至臺外，提高了臺座使用周轉率。鋼筋制作安裝完成后，用門式起重機先把腹底板鋼筋籠吊裝至臺座上，然后再吊裝頂板鋼筋網并與腹底板鋼筋籠組裝成形（圖7、圖8）。

圖7 腹底板鋼筋制安架實物

圖8 頂板鋼筋制安架實物

3.3 陣列式間隙型養護施工技術

3.3.1 陣列式間隙型養護系統設計

本系統設計為陣列式間隙型養護伸縮旋轉噴淋養護裝置（圖9）。在每個臺座埋設固定導孔若干個和1根養護輸送水槽，每個固定導孔安裝1個伸縮旋轉噴淋養護裝置，每個伸縮旋轉噴淋養護裝置采用2個彈性支墊固定。養護輸送水槽對應伸縮旋轉噴淋養護裝置設置分水支口，設置間隙型時間開關總控制器。

圖9 陣列式間隙型養護系統橫斷面

3.3.2 陣列式間隙型養護系統的使用

1）規劃建設制梁場區時，先以梁體不同長度和伸縮旋轉噴淋養護裝置2倍的噴淋旋轉半徑陣列式設計制梁臺座位置和尺寸，按臺座設計圖制作安裝受力鋼筋后，埋設養護輸送水槽管道和固定導孔道，然后澆筑混凝土成形。

2）臺座達到強度后，在固定導孔道中安裝伸縮旋轉噴淋養護裝置，并在控制室配裝間隙型時間開關總控制器。

3）在陣列式臺座上進行梁體預制，澆筑混凝土和拆模后可進行養護。養護程序：從陣列式臺座一端開始，按每個臺座設定的間隙時間從底座的固定導孔伸出養護裝置旋轉噴淋梁體腹板，滿足梁體養護濕度后，旋轉噴淋停止并縮回固定導孔道里；然后下一臺座重復上一臺座養護工作，一個臺座間隙式地循環一個臺座，直至滿足預應力體系張拉強度和時間要求。

4）前排排列的臺座在養護梁體的同時，不影響后排排列的臺座梁體鋼筋的制作安裝、裝模、澆筑混凝土、拆模等施工工作。

5）臺座上梁體養護至滿足預應力體系張拉強度和時間要求后，可進行預應力體系張拉工作，該工作也不影響其他排列的臺座梁體鋼筋的制作安裝、裝模、澆筑混凝土、拆模等施工工作（圖10）。

圖10 陣列式間隙型養護系統實物

3.3.3 養護用水可循環回收利用技術

養護用水采用可循環回收利用技術，圍繞臺座間隙設置框架式循環回收養護用水的水溝，尺寸為30 cm×20 cm，并在2#區沿龍門吊軌道基礎旁邊設置1道磚砌集水溝，結構尺寸為35 cm×50 cm，保證集水能力和地基的穩定性，縱向排水溝規劃兩端高、中間低，最終將匯集的回收水排到養護循環池（在梁場生活區后側）。

4 結語

特大多種跨徑高架橋梁的箱梁預制技術在汕頭市黃河路（泰山路—東廈路）快速化升級改造工程中取得了成功應用，加快了預制箱梁的制梁施工進度，節省了工期，降低了施工成本。該技術適用范圍廣，創造性地解決了城市交通主干道車流量大、交通繁忙、預制梁場容積小、工期緊張等難題，具有巨大的推廣價值和廣闊的應用前景。