裝配式橋梁預制鋼筋籠現澆墩柱技術研究

劉先鐘、張建剛

（中交長江咨詢集團有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

國內的橋梁施工選擇的是現澆混凝土施工方法和裝配式橋墩，與傳統的施工方式相比，這種施工技術的獨特優越性比較明顯，可以將整體性以及自由連接優勢發揮出來。但是，在長期的施工過程中會帶來嚴重的施工污染問題，因此造成的成本較高。所以，在建筑工業化的過程中，需要做好裝配式橋梁結構的發展和研究工作，充分發揮預制裝配式橋梁結構的優勢，降低能耗，與綠色發展理念以及可持續發展目標形成一致性。對于裝配式橋梁底部結構安裝工程而言，在項目開展的階段中，利用裝配式的方式能夠有效縮短工期，在保證工程質量的基礎上，提高企業的經濟效益。文章從工程實際出發，對現澆式橋梁施工技術進行改進升級，降低其操作難度，保證整體的施工質量。

1 裝配式橋墩的研究基本概況

在20 世紀90年代，美國國家公路交通安全管理局就制定了相關的政策，對推動橋梁快速施工的開展提出了更高的要求，預制裝配式技術也是在這種背景下得到了有效應用。作為其中的關鍵部分，裝配式橋墩發揮著至關重要的作用。從國內的情況看，裝配式橋墩技術起步較晚，需要充分吸收西方先進的技術和理念，保障項目的有序開展。預制裝配式橋墩采用的預制構件比較多，并且運輸距離比較遠，再加上環境因素的影響，會給工程造成阻礙，所以在整個拼裝的過程中，需要嚴格按照要求，滿足常規化的運輸和設備吊裝的各項任務。同時，還要充分考慮國內施工單位技術的整體水平，選擇具有大容差和易施工的連接方案，更加系統地推動建筑工程的建設。當前，國內外結合橋梁底部結構的預制構件，逐步發展出多種連接方式，常見的有灌漿套筒連接、灌漿波紋管連接等。在相關連接方式中，灌漿套筒以及灌漿波紋管的連接方式具備較高的施工要求，目前國內的一些省會城市和超大城市中已經得到了推廣。在外部強震作用下，預應力連接橋墩整體的耗能能力較差。一般情況下，需要通過增加鋼筋的數量以及設置外部加固的方式來保證橋梁結構的穩定性，對于承插式連接方式而言，它能夠把預制橋墩以及蓋梁的預留位置進行充分協調。只有做好高強度的固定連接工作，才能夠發揮收縮材料的優勢；基礎或蓋梁都是可以實現現場澆筑和預制的，在構造連接的環節中，因為整體的布局簡單，因此要增加現場施工作業，保證其力學性能能夠滿足灌漿料黏結性的要求[1]。

2 工程基本概況

某裝配式橋梁工程長度為1.1km，在該項目的開展過程中會涉及不同合同段的立交橋項目和橋梁項目，所有的項目都采用預制拼裝技術進行調整。在該工程中，因為存在大量的裝配式橋梁，所以在其施工的環節中經常會使用預制鋼筋籠現澆墩柱，不同的施工工藝數量詳見圖1。

圖1 不同工藝澆筑墩柱數量對比

3 施工工藝流程

3.1 施工前的準備工作

第一，工程現場的相關技術人員要對橋梁的設計圖紙進行多次的核驗校對，在校核的環節中，需要對樁的中心樁位進行復核，并對裝配式樁基的高層以及具體坐標進行多次驗算。等到核對無誤之后，還需要對施工場地進行平整以及壓實處理，為材料進場以及機械設備進場提供便利條件。第二，前期材料準備，需要對使用的材料、砂石、水泥以及鋼筋等進行核對，確保各方面材料性能達到工程項目的施工要求，另外，還需要預留出一定的空間來停放施工機械設備。第三，要做好攪拌站的性能檢測，通過攪拌站試運來查看攪拌站的運轉狀態。第四，檢查和試運行各項機具設備，保證機械的正常運行，使其具有良好的條件。第五，試驗人員及時抽檢原材料，仔細檢查砂石和碎石的含水量，根據理論具體值，做好施工配合比的調整工作。第六，及時驗收定型鋼模，參考相關細則全面執行，嚴格按照尺寸進行檢驗拼裝，并做好拋光打磨處理[2]。

3.2 工藝流程

在該工程項目開展階段中，裝配式橋梁預制鋼筋籠現澆技術工藝流程，如圖2 所示。

圖2 裝配式橋梁預制鋼筋籠現澆技術工藝流程

第一，對下部承臺混凝土的表層進行反復鑿毛處理，同時預留鋼筋的垂直度，并且在操作過程要采用水準儀做好相關數據的確認。另外，在施工階段，采用定位放樣的方式來確定橋墩中心的基準位，并且利用水準儀測量出墩柱的線。對于獲取的數據要進行二次復核，從而保證后續工程的開展。

第二，腳手架的架設。通常情況下，在施工過程當中，主要選擇扣式鋼管搭設腳手架，在該項目開展的階段，需要在立桿底部位置設置支座，使其高度處于一個合理范圍，并且在安裝的時候要通過細節調節，使其能夠處于一個穩定的狀態。在螺桿安裝的過程中，其外徑和立桿的內徑的間隙一般要控制在30mm 之內，確保上下螺桿和立桿處于同心的狀態。當出現不變形的情況時，可以進行不同程度的搖晃處理。選擇一字型扣件進行立桿的對接，兩個對接頭一般不會同步設置同跨度范圍，尤其是在兩個相鄰的立桿之間，要維持有效的接頭距離。立桿的垂直偏差不超過1/400，并在離地腳的20cm 處，將掃地桿設置在合適的位置上。在搭設腳手架時，要嚴格按照以下的順序推進：做好劃線放樣的各項操作，并在底部放置相關的木墊，嚴格按照縱向掃地桿的架設，實現不同程度的提升，保證橫向掃地桿的穩定之后，縱向水平桿連接另一部橫向水平桿，通過多次操作步驟，完成各項搭設工作，再將腳手片鋪設在合適的位置上[3]。

第三，拼裝模板。隨時關注吊裝模板過程中的各個吊裝點，為了避免出現嚴重的劇烈變形，在吊裝過程中要及時控制下落速度，維持緩慢的下放狀態。特別是在吊裝的環節中，要有專業的人員進行指揮，對各個模板進行編號處理，才能夠方便后期的各項組裝工作。兩個半圓形所構成的圓柱形墩柱模板，能夠維持有效的半圓狀態，通過螺栓進行連接，實現下節螺栓的連接調整。在澆筑混凝土之后，還要設置減速漏斗，整體之間的距離要小于2m。在整體的澆筑環節中，需要選擇全站儀對墩柱模板的垂直度進行檢查，避免出現傾斜現象，如果出現傾斜要立馬停止澆筑，并做好矯正處理，檢查墩柱之后還要保證整體的高度。只有做好提邊振搗處理，才能夠有效避免混凝土中出現孔洞。振搗的時間要維持在半分鐘以上，振搗的力度要處于適中的狀態，避免漏振或貼著墩柱模板振蕩而帶來的各種問題。

第四，拆模養護。需要確保合適的養護條件和基本的養護時間。

4 施工注意事項

4.1 制作墩柱鋼筋籠

制作墩柱鋼筋籠，通常采用自動滾焊機加工的方式，但從現實的情況來看，全自動滾焊施工工序比較繁雜，并且占地面積大，無法在山區以及丘陵地區操作，而在野外操作的時候，通常會采用綁扎鋼筋籠的方式來做鋼筋橋墩。鋼筋籠長軸綁扎工作固定完成之后，需要對鋼筋籠的短軸處理，操作階段要嚴格控制鋼筋綁扎的順序，并且結合設計圖紙加強各方面的控制。鋼筋籠鋼筋綁扎的過程中，還要對墩柱周圍的鋼筋籠進行仔細檢查，確保鋼筋的準確度和持久性。在承臺表面需放置相關的鋼筋籠，并且通過模板的方式進行定位，保證鋼筋籠的準確性。另外，由于鋼筋自身材質的原因，在鋼筋籠支架過程中，要做好鋼筋籠垂直度的控制，避免出現二次調直的問題；在鋼筋籠吊裝階段，要做好垂直度的控制，避免觸碰到周圍的結構[4]。

4.2 墩柱澆筑

墩柱澆筑前期，需要做好承臺混凝土澆筑的各項操作：

第一，實現有效的荷載傳遞，方便上部墩柱和荷載之間能夠達到良好的狀態。

第二，分配荷載。向樁基礎周圍全面分布荷載。等到有多個樁基進行操作時，要嚴格按照荷載的均勻度進行樁體試驗。在安裝底節模板環節，需要及時拆除鋼筋籠，并且對相關的位置進行加固處理，另外，在承臺表面上要設置砂漿平衡層來保證各個方面的平衡效果，嚴格按照全部控制的要求作出處理，保證墩柱模板底面的水平高度。安裝模板結束之后，及時檢查平面位置和頂部標準高度觀察垂直度和節點連接的狀態，實現橫縱方向的穩定。在保證各項參數合格之后，在模板四周進行加固處理并做好各項標準的提升，維持穩定的狀態。待各項參數符合要求規范之后，利用止漿袋對模板接縫處進行密封處理，避免出現漏漿的現象。在拼裝模板的過程中，要嚴格按照承臺頂面2/3 的高度進行雙螺帽的安裝處理。該工程使用混凝土泵車澆筑混凝土，為了避免出現嚴重的離析現象，整體的底部不能超過2m。墩柱混凝土的強度一旦超過一定的系數，要及時拆除模板，通常采用人工配合的方式，由上及下進行拆除。

5 應用效果分析

在橋梁工程項目實施環節應用裝配式技術，不僅能夠加快進度，還能保證工程質量，而通過智能鋼筋加工的技術措施，顯著提高了工程內部構件的預制水平，對工程的規范開展有著積極作用。在項目工程開展過程中，基礎加工環節利用預制墩柱以及橋臺的方式進行操作，能夠提高工程的整體建設進度，達到一邊施工一邊安裝的雙向配合要求。該種操作方式可以進行夜間施工，消除外部交通帶來的各種影響，只需要封鎖1～2 個車道就可以進行橋梁構件的各項拼裝作業。待整體的安全系數提升之后，還要及時將大型支架進行取消處理，降低高空作業的工人數量，排除潛在風險隱患，避免出現高空墜落的風險，保障生產安全。在連接材料和結構模型的驗證和試驗過程中，為了保證橋梁自身結構的安全，還要嚴格按照要求全面執行各項操作，維持較高的性價比。因為裝配式橋梁在局部范圍內實現小規模生產，整體的造價會比一般的生產高出8%左右。實現規模化生產之后，相關的成本也會隨之降低，甚至處于持平的狀態。從另一個層面來說，裝配式橋梁不但能夠減少當前的交通疏解費開支，還可以提升整體的工作效益，避免出現大量的人工成本和管理成本，降低交通堵塞和環境污染的可能性，具有良好的經濟價值和社會效應[5]。

6 結語

在進行橋梁施工時，采用現場綁扎鋼筋籠的施工工期較長，成本開支較大，而在該項目中選擇預制構件進行現澆墩柱施工處理，充分發揮裝配式鋼筋加工設備龍門吊等加工方式的優勢，實現精準定位，保證更高的施工質量。