裝配式預應力橋可視化還建施工技術

王猛

（中鐵三局集團有限公司運輸工程分公司，山西 晉中030600）

1 工程概況

G312 六安段（六安西互通至大顧店）改建工程第一合同段公路項目，包含裝配式預應力大橋一座，橋長697.5 m，橋面寬42.5 m，縱斷面設計-0.301%縱坡，行車道雙向設置2%橫坡，上部結構采用（6×35）m+（15×32）m 裝配式預應力混凝土先簡支后連續小箱梁，淠河大橋橋梁結構形式復雜，采用構件預制吊裝與現澆組合體系，焊接難度大，結構受力較復雜。

2 技術特點

技術特點主要如下：①運用BIM 技術創建淠河大橋模型，復雜節點三維技術交底，指導現場施工，控制混凝土用量，并助力圖紙會審，發現設計問題及時變更，減少返工；②BIM 模型導入Navisworks 進行碰撞檢測，有效控制各個結構的尺寸及定位，保障樁基礎、系梁、墩柱、蓋梁及支座定位準確，上部結構預制箱梁順利安裝，同時得出合理的施工方案；③有效監控老橋拆除及新建橋梁主體結構和重要分部分項工程等的施工，控制橋梁結構的實際狀態與理想狀態間的偏差，確保成橋后各構件的線形和內力狀態符合設計要求，同時在施工中全程實時監控，確保施工安全，為建設安全文明工地出力；④運用架橋機及繩鋸配合對老橋主體結構進行切割、移除，利用氧氣、乙炔燃氣切割法對舊有鋼筋等貴重材料進行回收，在提高施工效率的同時，節約了成本，保護了生態環境；⑤采用水準儀、GPS 測量儀、全站儀全方位控制橋梁各個結構定位，保證高程、線型、位置準確，同時保證預制構件安裝的穩定性；⑥應用BIM 技術對淠河大橋半幅通行半幅施工路段進行臨時交通組織模擬，保證在半幅施工過程中另一半幅的行車安全；⑦應用BIM 技術對淠河大橋場站建設進行臨建模擬，確保土地資源合理利用，保證后期規劃合理，建設安全文明工地。

3 工藝流程中的操作要點

3.1 施工準備

BIM 族庫及模型建立。將二維圖紙轉換成三維模型，并將圖紙中相關信息添加到相應的三維模型中。創建了預制小箱梁、混凝土構件、架橋機等信息模型。創建BIM 模型后，對信息模型進行利用，包括施工圖紙復核、虛擬施工、碰撞檢查、材料提取等，在施工現場中優化工序，減少碰撞，精確管控材料。

3.2 交通組織

項目在施工期間，采用“半幅封閉施工、半幅雙向通行”。為了保證過境車輛合理有序、正常通行，提前做好分流、繞行方案，充分利用現有高速、國省干線、縣鄉公路采用遠程多級分流及繞行線路。

施工前應通過媒體、電視、廣播、張貼和發放等形式，加強交通組織的宣傳和發布，提示提醒標志應提前告知且設置齊全、規范。同時與轄區內相關單位做好對接和協調工作，確保施工路段內車輛通行安全、有序。

3.3 老橋拆除

總體以安全第一、施工有序、平衡對稱、化整為零原則對老橋進行拆除。運用BIM 技術對舊橋拆除的施工順序進行模擬，確定了先總體后分跨、先上部后下部、采用分部式拆除、先陸上后水中的施工方案。利用lumion 對老橋拆除施工工序進行模擬，確保橋梁整體受力平衡，防止傾覆對行車半幅造成損傷。

3.4 橋梁還建

運用Revit 對淠河大橋所有樁基、系梁、墩柱、蓋梁、梁板、橋面系等進行建模，精確計算各個結構物尺寸、體積、材質、三維坐標等信息，實施三維可視化技術交底，使施工現場限額領料，控制材料用量；精確把控各個結構物尺寸，滿足設計要求；現場配合全站儀對各個結構物進行精準定位，減少施工誤差。

3.4.1 樁基施工

鉆孔樁基礎施工根據現場實際地質情況采用沖擊鉆機造孔、鋼護筒鎖孔、泥漿護壁。吊車配合人工安裝鋼筋籠，混凝土采用攪拌輸送車運輸，豎向導管法澆注水下混凝土。

3.4.2 墩柱施工

橋梁墩身為圓形柱式墩。墩高度在4～13 m 之間不等，模板采用裝配式組合鋼模，采用栓接并配定位銷裝配組合。模板結構按一次澆注至頂的強度設計。施工方法采用搭設作業平臺，吊車配合人工的常規方法進行施工。

3.4.3 蓋梁施工

柱接蓋梁的施工順序：測量、放樣→安裝抱箍→安裝工字鋼→搭設作業平臺→支底模→蓋梁鋼筋制作、安裝→側模安裝→擋塊、墊石鋼筋綁扎→擋塊、墊石模板安裝→混凝土澆筑→拆模、養護。

樁接蓋梁的施工順序：測量、放樣→蓋梁鋼筋制作、安裝→側模安裝→擋塊、墊石鋼筋綁扎→擋塊、墊石模板安裝→混凝土澆筑→拆模、養護。

3.4.4 箱梁預制施工

箱梁混凝土澆筑采用斜層法澆筑，澆筑時先由一端的底板開始，向另一端推進澆筑箱梁的底板，底板澆筑到5～8 m后由先澆筑的一端開始進行腹板的斜分層澆筑，之后進行箱梁頂板的澆筑。底板、腹板和頂板的澆筑呈階梯狀推進，在接近另一端時，為避免梁端砼產生蜂窩等不密實現象，應改從另一端向相反方向投料，在距該端2～3 m 處合攏，采用該方法澆注時，可以一氣呵成，連續澆注，砼外觀較為美觀，既可避免施工縫，又可以避免砼在振搗過程中流動過大而造成離析。也可采用水平分層澆注。

3.5 梁板運輸及架設

3.5.1 梁板運輸方案

梁板運輸方案根據預制梁安裝順序，預制梁板計劃采用運梁炮車運輸的方式。運輸32 m 或35 m 箱梁及16 mT 梁時，在邊梁翼板側采用斜撐進行支撐，并在兩側采用5 t 導鏈進行鎖定，防止偏重產生傾覆而發生重大安全事故。左幅最左車道采用硬性圍擋隔離，距隔離圍擋前100 m 范圍內設置安全警示標志，并設置漸變段，消除交通安全隱患。

預制梁通過2 臺運梁炮車由老路道路直達橋頭，全程安全車隨行，專職安全員全程手持彩旗警示過往車輛減速慢行，消除安全隱患。架設首跨梁時，運梁炮車由原道路至新建橋橋臺，直接喂入架梁機，期間專職安全員現場指揮，警示工作人員注意佩戴安全帽、安全帶等個人安全防護用品，同時加強現場工作人員安全意識，防止高空墜落、物體打擊以及交通事故的發生。當運梁炮車行駛出場站時2 名專職安全員全程手持彩旗進行疏導，為了減少交通堵塞及混亂現象，運輸車輛盡量在封閉側通行，通行過后設專人對兩端封閉端進行圍擋，防止社會車輛進入封閉區。

3.5.2 梁板吊裝方案

采用預制場2 臺80 t 龍門吊同時對箱梁進行起吊，采用鋼絲繩兜在底部，2 臺龍門吊分別吊一端，平行起吊，吊放于運梁炮車上，由運梁炮車經運梁通道將梁體運至架設部位。

3.5.3 梁板架設方案

根據橋型及實際的線路平面情況，分別按要求鋪設架橋機橫移軌道，要求用水準儀校平；選擇合理位置放置中橫梁走行臺車（帶上中臺車橫移軌道），然后安裝主中橫梁；安裝與中橫梁相關的節段的三角桁架；依次拼裝節段的三角桁架，注意往單一方向拼裝時一定要在桁架下面支墊好；往兩個方向拼裝時一定要注意平衡；決不允許漏銷（必須逐個檢查）；拼裝前橫梁，并將主梁桁架與前橫梁可靠聯接，之后安裝前支腿（放臨時支墩）；拼裝尾龍門，安裝吊梁桁車、起重小車；安裝電纜及控制柜，控制電路接線。進行空載試運轉。

4 總結

通過裝配式預應力橋可視化還建施工技術的實踐應用，證明該技術成熟可行。通過BIM 技術對施工安全、質量及施工工藝、工序的優化，改進了淠河大橋拆除及還建施工工序，提高了施工效率，不但保證了淠河大橋拆除及還建的節點工期，還減少了人工和機械使用。該技術通過實踐應用取得了顯著的效益，具有很好的推廣及應用前景。