標準化裝配式橋梁下構預制場建設

全異 雷洋波*

（1、中交路橋建設有限公司，北京 100027 2、中國路橋工程有限責任公司，北京 100081）

裝配式是指以預制構件為主要受力構件，經過裝配和連接而形成的混凝土構件。預制裝配橋梁的主要特點是構件在工廠制作，然后運送到現場，以機械為主、人工為輔的方式進行安裝。裝配式橋梁由于具有生產標準化程度高、現場安裝快速便捷、可減少對周圍環境和道路交通的影響、工程質量易保障等優良特性，符合現代工業化、智能化建設發展理念，是綠色施工、環保施工的建設代表。

依托工程肯尼亞內羅畢快速路項目是中國路橋在非洲投資開發的第一條BOT 公路項目，也是肯尼亞第一條收費公路項目。它以Mlolongo 東側為起點，自東南向西北沿現有A8 國道中央分隔帶布線，穿越內羅畢核心區，A8 國道交通擁堵情況十分嚴重，尤其是在早晚交通高峰時段車輛延誤嚴重。橋梁段長度8.66km，沿線共設置5 個互通，匝道橋全長約2.2km。為減少對A8 路交通影響，應對巨大的工期壓力，橋梁段采用全預制拼裝設計，在非洲地區屬于首例。

為實現橋梁下構預制順利、高效實施，一個標準的、合理的下構預制場設計、建設尤為重要。依托本項目下構預制場建設，結合下構預制施工工藝，對預制場功能分區、資源配置、設施建設等進行闡述。

1 工程概況

預制蓋梁均為預應力混凝土結構，標準長度20.9m，蓋梁分上下兩部分，上半部分寬度2.2m，高度1.1m；下半部分寬度2m，高度根據結構型式和跨徑在0.4m～1.9m 范圍內變化。由于蓋梁重量和長度較大，整體預制安裝難度較大，因此擬采用分段預制拼裝工藝，分節長度控制在12m 以內，分節重量控制在150t 以內。蓋梁與立柱之間采用灌漿套筒連接，蓋梁節段之間采用濕接縫連接。

立柱根據中央分隔帶寬度不同，分別采用獨柱墩、雙柱墩或門式墩型式，采用預制拼裝工藝的立柱截面有4×1.8m、2.2×1.8m、1.8×1.8m 三種，最大高度約18m。立柱根據高度和重量分節預制，最大長度12m， 最大重量150t。立柱與承臺、立柱與立柱之間采用灌漿套筒連接。

2 場地面積規劃設計

下構預制場主要分為兩大區域，鋼筋加工區域及預制存放區域。鋼筋加工區域設置鋼筋棚，預制存放區為露天區域，面積大小根據工程量規模和施工工期要求計算出每日需要預制的構件數量，從而確定立柱預制臺座數量，蓋梁預制臺座數量，存放臺座占地面積，立柱鋼筋加工胎架套數，蓋梁鋼筋加工胎架套數等，從而確定下構預制場總占地面積大小。

以本項目為例，預制墩柱共428 節，預制時間約12 個月，有效工期按10 個月考慮，平均每月需預制428/10=43節。單個墩身預制臺座占用時間為7 天，每月可預制30/7=4.5 節，則需要預制臺座43/4.5=9.6 個，共設置預制臺座12個。4×1.8m、2*1.8m 和1.8×1.8m 三種規格立柱共用臺座。

墩身鋼筋加工胎模占用時間為1 天，平均每天須制作1.43 個鋼筋骨架，共設置兩個立柱鋼筋綁扎胎架。三種立柱規格鋼筋骨架通用。

墩身存放時間按2 個月時間考慮，存放數量為1.43×60=85.8 個。由于吊運需要，存放臺座不能存滿，共設置96 個1.8×1.8m 立柱存放臺座，同時每2 個1.8×1.8m 個立柱存放臺座連通后可作為4×1.8m 墩柱存放臺座或2×1.8m 墩柱存放臺座。

同樣的方式確定蓋梁預制臺座、存放臺座、鋼筋胎架數量，確定預制蓋梁場地占地規模，最好考慮立柱翻轉區等一些輔助設施就可以確定預制場總占地規模，本項目下構預制場長375m，寬28m，總面積10500m2。

3 各功能區布局

3.1 鋼筋棚區布局

鋼筋棚區主要分為原材料存放區，吊點加工區，蓋梁灌漿管加工區，鋼筋下料及加工區，半成品存放區，胎架鋼筋綁扎區，見圖1。

圖1 鋼筋棚區布局平面圖

3.2 預制存放區布局

預制存放區主要分為立柱鋼筋模板翻轉區，立柱預制區，立柱存放區，立柱翻轉沙坑，蓋梁預制區，蓋梁存放區等。

4 各功能區標準化建設

4.1 原材料存放區

原材料存放主要為鋼筋存放，設計加工型鋼支墊及分隔樁，涂刷油漆，使鋼筋分類存放、兩端齊平、線形順直。

4.2 加工區及半成品鋼筋存放

加工區主要包括吊點加工區、蓋梁灌漿管加工區、鋼筋下料加工區。預制立柱和預制蓋梁采用柔性吊點，吊點采用鋼絞線加工，端頭采用P 錨擠壓錨頭錨固。蓋梁灌漿套筒灌漿管采用鍍鋅小鋼管加工，小鋼管需要進行車絲。加工區的布局主要需要考慮彎管機、擠壓錨、小鋼管車絲機、鋼筋切斷機、鋼筋彎曲機、鋼筋彎箍機等機械的擺放以及機械電纜線的布置。

半成品采用貨架存放的方式，采用小型鋼加工貨架，用來分類存放半成品。

4.3 鋼筋綁扎胎架區

立柱、蓋梁預制拼裝，其鋼筋連接方式采用灌漿套筒，對鋼筋的間距、相對位置要求較高。為確保預制件安裝順利進行，需要結合鋼筋設計圖紙專門設計鋼筋綁扎胎架，以保證鋼筋綁扎的精度。鋼筋籠胎架由底座、支架、掛片及定位板組成。其中支架包括鋼筋端定位板支架、中間主筋掛片架立支架。掛片包括上下緣主筋掛片、左右緣主筋掛片、下緣箍筋掛片。

鋼筋籠加工胎架采用槽鋼、角鋼進行加工，根據設計圖紙鋼筋間距采用角鋼進行開槽，作為鋼筋定位卡具。胎架主骨架采用[10 槽鋼加工，卡具角鋼與槽鋼之間采用螺栓連接，方便拆卸和安裝。根據蓋梁圖紙尺寸及鋼筋間距，在胎架主骨架上開螺栓孔、設置限位卡，以實現一個胎架可以適用于不同結構尺寸的節段筋籠加工。

4.4 模板翻轉區

模板翻轉區設置翻轉臺，立柱鋼筋籠水平吊裝入模、模板安裝完畢后利用翻轉臺進行豎轉。為提高場地利用率，減少成本，不同類型立柱模板共用翻轉臺，翻轉臺長度按4×1.8m 立柱模板翻轉后長度設計，模板支撐座長度按12m 設計。翻轉臺及支撐座使用HW200×200 型鋼及[20 槽鋼制作。模板翻轉臺共設置2 個。

翻轉區地面硬化時，施工翻轉平臺基礎，預埋鋼板，用來固定翻轉架，確保立柱在翻轉過程中穩定安全。

4.5 立柱預制區

立柱預制區設置預制臺座，作為立柱澆筑的基座。臺座主要包含兩個部分，臺座基礎和下底座。立柱豎立進行混凝土澆筑，對臺座基礎承載力要求較高，基礎須進行承載力驗算，做好地基處理，以確保立柱不發生不均勻沉降。基礎施工時，頂面收面平整，檢查頂面平整度，預埋下底座固定鋼板。

下底座采用H200×200 鋼進行加工，下底座加工完后，在上面開螺栓孔，孔位與立柱底模螺栓孔一致，確保后序施工過程中立柱底模板能夠與下底座順利連接固定。

下底座與基礎預埋鋼板焊接固定，固定前先對下底座進行調平，以確保后序立柱澆筑時的垂直度，見圖2。

圖2 立柱預制臺座平面圖

4.6 立柱存放區

由于立柱存放場地有限，同時立柱最佳受力狀態為豎向，故立柱存放采取豎立集中存放的方式。立柱存放過程中對地基承載力及穩定性要求較高。臺座采用鋼筋混凝土制作的框格，框格中間標高低于原地面1.5m，每個框格尺寸按單根4*1.8m 墩柱存放設計，用以存放兩根1.8*1.8m 墩柱或單根2*1.8m 墩柱。

臺座底部預埋φ20PVC 排水管道匯流至集水井，在雨季使用潛水泵抽水，避免基坑積水，見圖3。

圖3 立柱存放平面圖

4.7 立柱翻轉沙坑

立柱預制和存放均為豎立狀態，立柱通過平板運輸車運至施工現場進行安裝，在運輸車上處于平直狀態。立柱從豎立通過翻轉調整為水平姿態，為使翻轉過程中立柱邊角不受損傷，設置翻轉沙坑。沙坑尺寸根據立柱最大預制長度確定，沙坑填充細河沙，旁邊設置集水井排水。

4.8 蓋梁預制區

蓋梁預制區設置預制臺座，作為立柱澆筑的基座。臺座主要包含兩個部分，臺座基礎和底座。臺座基礎做好地基處理，確保承載力滿足要求。基礎施工時預埋鋼筋，作為固定底座的預埋件。底座采用H 鋼和工字鋼進行加工，底座寬度根據蓋梁寬度及設計的蓋梁底模板結構進行相應調整，底座高度根據蓋梁側模板的通用性及模板豎向龍骨長度進行調整。本項目為使側模通用，蓋梁側模板高度按最大蓋梁高度設計，底座高度設置成1m，以滿足側模通用性要求，見圖4。

圖4 蓋梁預制臺座

4.9 蓋梁存放區

蓋梁存放區進行硬化分區，對分區進行編號，使蓋梁存放整齊有序，蓋梁節段設置編號，同一個墩的蓋梁節段放置在一起，便于辨別及吊運裝車。

5 場地排水

下構預制場內總體考慮橫向匯水至預制場中間通道兩側和龍門吊軌道兩側的50×50cm 主排水溝，溝底設0.5%縱坡，由西向東排水至600×600cm 蓄水池內，蓄水深度1.5 米,用于混凝土養生和道路清洗。雨季時，水量較大，多余雨水通過蓄水池頂面繼續向東排水至預制場尾端的φ100cm 的管涵內，最后排至南環公路旁邊的主排水溝。

預制場地面硬化時設置1%橫坡，局部排水通過橫坡將水匯入排水溝。水溝在通過便道區域設置涵管，預制區水溝頂面鋪設2cm 厚的鋼板，一般行人通過區域設置輕型蓋板，其它位置不設蓋板。

6 龍門吊配置

龍門吊配置主要考慮吊重及凈高，與施工生產息息相關，其中凈高需要對龍門吊廠家提出具體要求，以確保實際進場的龍門吊凈高與所要求的凈高一致。

吊重：立柱、蓋梁最大重量約150t，配備200t 龍門吊。立柱鋼筋骨架及模板整體最大重量約30t，配備50t 龍門吊。

本項目立柱澆筑凈高：臺座高0.5m+立柱最大分節高度12m+料斗1.5m+鋼絲繩3m =17m。

立柱起吊凈高：臺座高0.5m+立柱最大高度12m+間距1m+吊具鋼絲繩4.5m=18m。

立柱存放區凈高：臺座高（-1.5m）+立柱最大高度12m+間距0.5m=11m。

立柱鋼筋入模凈高：翻轉臺座高1m+模板高5m+鋼筋骨架4m+間距1m+吊具鋼絲繩5m=16m。

蓋梁預制區凈高：臺座高1m+蓋梁高2×3m+間距1m+吊具鋼絲繩4.5m=12.5m

則立柱蓋梁生產線配置一臺200t 龍門吊，凈高18m，跨度28m，用于立柱蓋梁起吊；配置2 臺50t 龍門，凈高17m，跨度28m，用于鋼筋模板吊裝和混凝土澆筑。2 臺10t 龍門，凈高9m，跨度28m，用于鋼筋加工和鋼筋骨架綁扎。

7 結論

裝配式橋梁下構預制場建設是為實現下構預制施工功能，標準化建設增加預制場的施工功效、提高預制場整體形象及可推廣的適用范圍。

下構預制場建設關鍵在于胎架的設計加工、立柱預制臺座建設、蓋梁預制臺座建設、龍門吊配置。胎架與鋼筋作業密切聯系，好胎架設計既能保證鋼筋的加工綁扎質量，又能極大提高施工效能。立柱在不同的項目結構形式基本相似，預制臺座也大同小異，通用性廣。蓋梁預制臺座結合項目蓋梁設計結構形式，模板設計結構形式，針對性進行設計施工。龍門吊根據項目預制件節段重量，各工序施工所需的凈空高度確定，龍門吊凈空宜高不宜低。

依托工程肯尼亞內羅畢快速路項目，完成下構預制場各功能區的建設，下構預制施工順利展開，預制場運行良好，為順利實現工期目標打下堅實基礎，為“一帶一路”建設添磚加瓦。