橋梁下部結構預制拼裝關鍵技術

王 彬

（天津濱海旅游區投資控股有限公司，天津 300480）

隨著我國經濟的快速發展，公路和城市橋梁的建設速度也逐漸加快[1]。支架現澆是橋梁結構的傳統施工方法，然而這種方法存在著明顯的缺陷，包括：施工周期長；對周圍交通和環境影響較大；高空作業時間長，施工危險性高[2～6]。為彌補這些缺陷，橋梁預制拼裝技術應運而生[7]。同傳統施工方法相比，預制拼裝施工技術存在如下優點：施工周期短；減少對車道的占用，減輕對周圍交通和環境的影響；縮短高空作業時間，一定程度上規避了風險；減少現場施工人員數量，減輕勞動力成本上升的壓力[1～4]。

自2012年國內首座預制裝配墩柱的橋梁——上海S6工程以來，上海地區陸續開展了嘉閔高架、S26、S3、北虹立交等裝配式建設工程。近年來，國內其他地區也建設了如吉林恒山東路、長沙湘府大道、深圳鹽港東立交、成都三環路等裝配式橋梁工程。通過采用新型預制裝配墩柱蓋梁，基本實現橋梁結構全預制，取得了良好的社會效益[3,5,8]。

本文以中新天津生態城航海道跨海濱大道連接力高匝道橋工程匝道為例，介紹橋梁下部結構預制拼裝關鍵技術。該匝道全長706.441 m，寬9 m；上部結構為普通箱梁，下部結構采用樁接柱形式，鉆孔灌注樁基礎。

1 墩柱預制拼裝技術

1.1 施工方案

墩柱工廠預制后運至現場安裝，斷面為矩形加圓弧倒角，混凝土強度等級為C50。墩柱主筋采用?40 mm的HRB400鋼筋，箍筋及拉筋采用?12 mm和?16 mm的HRB400鋼筋。墩柱拼裝采用灌漿套筒連接承臺及蓋梁的形式，墩柱底部布置套筒，柱頂伸出蓋梁連接插筋。

整體灌漿連接套筒一端為預制安裝端，另一端為現場拼裝端，套筒中間設置鋼筋限位擋板；兩端長度均≮10ds（ds為被連接縱鋼筋直徑），現場拼裝端內徑為（ds+50）mm；套筒下端設置壓漿口，上端設置出漿口，壓漿口與端部凈距＞2 cm。

1.2 安裝方案

1.2.1 拼裝準備

1）墩柱放樣。測量人員在承臺頂面對墩柱平面位置進行放樣，放樣平面誤差≯2 mm。

2）承臺鑿毛。承臺混凝土面和墩柱上下表面應鑿毛露出骨料，安裝墩柱前需用高壓水槍清洗、濕潤鑿毛面，中心墊塊位置留20 cm×20 cm不鑿毛。墩柱預留插筋應除去表面銹跡，高出承臺41.5 cm以上的鋼筋需磨平。

3）座漿擋板、墩柱調節墊塊安裝。檢查承臺外露插筋，確保伸入灌漿套筒的長度符合要求。注意鋼筋與套筒不能抵死，否則墩柱調整困難。墩柱調節墊塊為鋼板加橡膠板，墊層厚一般為2 cm，現場通過試驗確定橡膠板的壓縮量，選定鋼板厚度。最終應保證承臺頂標高+墩柱高度+墊塊厚度=設計柱頂標高，誤差≯2 mm。

4）灌漿套筒止漿墊安裝，膠墊上加鋼墊。

5）墩柱試拼裝。止漿鋼墊片放置之前、墩柱底部調節墊塊安裝完成后，對墩柱進行匹配拼裝；拼裝前需對承臺頂部墩柱預埋插筋進行水平、軸線復測，確保鋼筋線形良好，無高低差。對墩柱標高進行初測，最終確定墊塊厚度。

1.2.2 坐漿料和灌漿料攪拌及試塊制作

1）拌漿要求。控制砂漿墊層和灌漿料拌制時間，以拌和均勻且利于施工為準，均為3 min，使用成品料拌制。控制墊層料水灰比為0.14，灌漿料水灰比為0.11。灌漿料30 s內的流動度≮300 mm方可使用，每根墩柱灌漿前做一次流動度檢測。

2）試塊制作要求。采用40 mm×40 mm×160 mm試模，非振動成型。灌漿料取樣每工作班不少于6組，分別測試1、3、28 d齡期的抗壓強度。

1.2.3 墩柱就位及坐漿

1）墩柱起吊前，先對套筒灌漿孔進行清理，使用高壓水槍沖孔，高壓氣槍清除多余水分。

2）擋漿板用鋼板制成，高度≯5 cm，尺寸略大于墩柱3～5 cm，要固定在承臺上。

3）檢查墊層料填筑高度，至少要與調節墊塊頂面平。墩柱就位時，漿料要溢出擋漿板，確保墊層砂漿飽滿無空洞。

4）對于雙墩柱墩臺，在一個墩柱拼裝好后，另一個墩柱應以兩墩柱之間的距離要求進行糾偏。

5）墩柱調整到位后，鎖死千斤頂，吊車卸鉤，墊層砂漿終凝前不得拆掉千斤頂和擋漿模板。

6）墩柱頂標高復測。利用墩柱中心向下引出一定距離的參照點控制墩柱頂標高，通過理論計算得出參照點標高，與實測對比調整，要求誤差在2 mm以內。

1.2.4 墩柱灌漿連接

1）灌漿孔清洗。坐漿完成并終凝，灌漿前確認坐漿層狀態，達到20 MPa后拆除墩柱四周千斤頂。墩柱出廠前、起吊就位后，均需對套筒灌漿孔進行清理，使用高壓水槍沖孔，高壓氣槍清除多余水分。

2）拌漿。灌漿料現場拌制，對用水量、流動度進行復測并現場取樣制作試塊。

3）觀察管安裝。灌漿套筒清洗后，在套筒出漿口裝上觀察管，觀察管的頂面要高于套筒的頂面，確保灌漿料充滿套筒且無空洞氣泡。見圖1。

圖1 安裝觀察管

4）灌漿。開啟灌漿泵進行灌漿，觀察灌漿料的流動性，發現有凝結的跡象即停止灌漿。如果套筒未灌滿漿料，要立即用高壓水槍沖出漿料并且清洗灌漿設備，重新拌制灌漿料進行灌漿。

5）灌漿結束判定。出漿無水、無氣泡后連續5 s，方可停止灌漿，灌漿口堵上橡膠塞。檢查出漿口的觀察管中灌漿料高度，不滿足要求的立即自底部灌漿口補足。

6）灌漿設備清洗。在灌漿過程中，觀察灌漿料與設備的凝結情況，及時清洗，避免灌漿料黏結在設備上。每根墩柱灌漿結束清洗一次灌漿設備。

2 蓋梁預制拼裝技術

2.1 施工方案

蓋梁構件工廠預制生產后運至施工現場安裝。蓋梁混凝土等級為C50。蓋梁頂面及底面主筋采用HRB400的?28~32 mm鋼筋，側面主筋采用HRB400的?12~18 mm鋼筋，箍筋及拉鉤采用HRB400的?18 mm鋼筋，套筒內鋼筋采用HRB400的?40 mm鋼筋。蓋梁拼裝采用全灌漿套筒連接形式，套筒與蓋梁頂伸出連接插筋相接。

2.2 安裝方案

2.2.1 拼裝準備

1）蓋梁放樣。安裝前，應對已安裝完成的立柱軸線、頂標高進行復核，對立柱頂部預留插筋進行水平、軸線復測，確保鋼筋線形良好，無高低差。

2）立柱頂面鑿毛清理。出廠前，應由構件廠對立柱頂面進行鑿毛處理，露出骨料，鑿毛深度不宜超過25 mm。安裝前，用高壓水槍清洗、濕潤立柱頂面，再用高壓氣槍及棉布清除殘水，坐漿前不得留有明顯水跡。

3）預留插筋校正、吊環割除。針對墩柱吊裝過程中柱頂鋼筋可能存在的碰撞折彎現象，拼裝前須對鋼筋采用固定規格的定位架進行定位調直，將立柱吊環切除，墩頂雜物清理干凈。

4）坐漿擋板、調節墊塊安裝。坐漿施工采用定制的擋板，用螺栓固定于立柱頂部預留的螺栓孔上。調節至設定標高后，放置調節墊塊。擋板于立柱側面和頂面粘貼泡沫止漿條，鎖緊后檢查密封性。

5）灌漿套筒止漿墊安裝。膠墊上加鋼墊。

6）試拼裝。止漿鋼墊片放置之前、蓋梁底部調節墊塊安裝完成后，對蓋梁進行匹配拼裝。拼裝時不得碰撞預留主筋，以免變形。

2.2.2 坐漿料、灌漿料攪拌及試塊制作

1）拌漿要求。控制砂漿墊層和灌漿料的拌制時間，以拌和均勻且利于施工為準。控制砂漿墊層和灌漿料的水灰比，墊層料為0.14，灌漿料為0.11。灌漿料30 s內的流動度≮300 mm方可使用；每榀蓋梁灌漿前做一次流動度檢測。

2）試塊制作要求。采用40 mm×40 mm×160 mm試模，非振動成型。灌漿料取樣每工作班立柱、蓋梁拼裝各制取不少于3組，分別測試1、3、28 d齡期的抗壓強度。

2.2.3 蓋梁就位及坐漿

1）蓋梁起吊前，先對套筒灌漿孔進行清理，使用高壓水槍沖孔，高壓氣槍清除多余水分。

2）擋漿板宜使用鋼板，高度≯5 cm，尺寸略大于立柱1~2 cm，固定在立柱上。為防止坐漿料滲出，擋漿板與立柱之間使用雙面膠或泡沫條填充。

3）檢查墊層料填筑高度，至少要與調節墊塊頂面平。蓋梁就位時，漿料要溢出擋漿板，確保墊層砂漿飽滿無空洞。

4）蓋梁頂標高復測，通過理論計算得出參照點標高，與實測對比調整，誤差在2 mm以內。

2.2.4 灌漿連接

1）拌漿。坐漿料同條件試塊強度達到20 MPa后進行套筒灌漿作業，灌漿料現場拌制，對用水量、流動度進行復測并現場取樣制作試塊。

2）觀察管安裝。灌漿套筒清洗后，在套筒出漿口裝上觀察管，觀察管頂面高于套筒頂面，確保灌漿料充滿套筒且無空洞氣泡。

3）灌漿。開啟壓漿泵進行灌漿，觀察灌漿料的流動性，發現有凝結的跡象，立即停止。

4）灌漿結束判定。出漿無水、無氣泡后持續5 s方可停止灌漿，灌漿口使用橡膠塞封堵。

5）灌漿設備清洗。灌漿過程中，觀察灌漿料與灌漿設備的凝結情況，及時清洗，避免灌漿料黏結在設備上。每榀蓋梁灌漿結束清洗一次灌漿設備。

3 結語

近年來，裝配式橋梁快速發展，隨著橋梁上部結構預制裝配技術的日趨成熟，下部結構預制裝配技術成為了裝配式橋梁研究的重點。下部結構作為支撐橋面的重要部分，其工程質量必須得到保證。□■