裝配式技術在市政橋梁工程中的應用

摘 要：城市橋梁工程技術的發展過程中有很多技術難題需要解決，比如橋梁的安全性、耐久性以及抗震性等。而裝配式建造方法因其施工速度快、現場污染小、綠色低碳等優勢，在市政工程中得到越來越多的應用。裝配式建造方法在節能減排、環境保護等方面具有較大優勢，具有標準化的設計、工廠化的生產、施工裝配化和精細化的管理?；诖?，詳細論述裝配式技術在市政橋梁工程中的有效應用，希望借此為同儕提供參考，進而促進產業穩健景氣的發展。

關鍵詞：裝配式技術；市政橋梁工程；應用

中圖分類號：U445" " " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2023）08-0001-03

1 裝配混凝土橋梁的特點

采用裝配式橋梁建設技術可以有效減少施工時間，提升施工質量。應用工廠化生產的橋梁預制部品構件，可提高構配件的安裝質量，減少現場吊裝作業的施工難度。采用裝配式橋梁，固定產業工人、機械協同作業，可大量減少現場支撐系統和受力支架，有效降低高空作業安全隱患，使生產安全得到進一步保障。裝配式橋梁不僅有利于節省大量人工費用，也有利于進一步縮短工期，減少了大量管理費用[1]。采用裝配式建橋模式，能促進我國生態環境持續穩定發展，有利于提高環境效益，減少生態環境污染。

2 裝配式橋梁技術要點及生產與安裝關鍵點

2.1 裝配式橋梁設計要點

要做好裝配式混凝土橋梁承載力極限狀態計算、正常使用極限狀態計算、裝配式橋梁抗震計算等工作，根據連接節點、接縫構造方式和性能確定結構計算模型。

在進行裝配式橋梁設計時，要嚴格執行城市及公路橋梁抗震設計標準，在抗震設防烈度為Ⅷ和Ⅸ度地區時，宜采用減隔震設計。裝配式橋梁在設計時，要充分考慮工程現場、周邊環境、橋梁預制產品生產基地、沿線運輸條件及現場吊裝條件[2]。

2.2 裝配式橋梁生產要點

生產單位應建立健全生產管理制度，橋梁預制部品部件生產應嚴格遵循工程設計文件和國家現行有關標準的規定，建立完善的預制構件生產流程和質量控制標準。建立健全生產質量管理體系有利于加強管理和落實建立責任制，是保證產品質量的前提。

生產單位在預制構件生產前要編制生產方案、運輸方案、成品保護方案，并對相應崗位作業人員進行技術培訓和交底工作。根據構件加工特性結合生產工藝，對生產用鋼筋籠胎架、定位板、預制臺座、模板、吊具等設備進行專項設計和加工。

生產單位在建立臺賬時，對進場的原材料、混凝土、螺紋鋼等主要材料，要建立健全質量管理流程，開展復驗工作。完善初產驗收制度，及時總結、提出初產過程中的模具、埋設、澆筑等環節中出現的問題，使生產流程得到優化。同時還要做好隱蔽項目的檢查和影像資料的留存工作[3]。

預制構件澆筑完成后應及時進行養護，結合生產條件、環境溫度濕度、混凝土性能及預制構件特性，保證養護用水應與拌合用水水質一致。針對灑水次數和日維護事件控制等情況，制定專門的養護方案。采取加熱保養時，應注意保持溫度值的控制，并配備自動監測溫度和濕度的裝置。

預制構件應按品種、規格型號、安裝部位、檢驗狀態、發運順序等進行分區存放，并留有通道，不能隨意使用預制構件。埋好的吊墜要朝上，指示牌對著通道的一邊，并注意做好邊角成品的防護，做到防患于未然。

生產單位應建立可追溯的信息化管理系統，通過手持設備或固定識別設備進行全生產過程的信息采集，通過數據融合實現信息數據傳遞，讓BIM+信息化技術貫穿設計、生產、安裝的全過程?？衫枚S碼或RFID芯片技術作為構件的物理信息和空間屬性進行展示，確保生產效率和可追溯的構件質量[4]。

2.3 裝配式橋梁安裝關鍵點

橋梁預制部品部件到場應做好產品質量驗收，根據現場平面布置進行臨時存放。材料設備準備、吊裝機械占位區地基處理等，在吊裝施工前，由施工單位和監理單位嚴格審查。吊裝施工前，作業人員要完成吊裝施工工序和安全工藝的交底工作。現場吊裝作業特種設備應當取得合格證書，特種設備操作工、信號指揮人員、登高作業人員要接受上崗前安全培訓，并在有效期內取得《特種作業許可證》[5]。

裝配式橋梁安裝主要工序為承臺頂坐漿、墩柱吊裝、墩柱套筒灌漿、蓋梁吊裝及定位、蓋梁套筒灌漿、主梁吊裝及定位、附屬設施安裝等[6]。

灌漿料的產品質量和工藝性能是關鍵控制點。墩柱與承臺拼接面應進行預處理，并對外露鋼筋進行除銹和定位調整處理。灌漿前應檢查灌漿套筒或金屬波紋管內腔通暢無雜物。

蓋梁構件吊裝前應進行表面油污、粉塵處理，蓋梁節段拼裝前應進行匹配預拼裝。當蓋梁節段拼裝采用臨時預應力張拉時，臨時預應力應在永久預應力張拉完成且波紋管內灌漿料達到設計要求強度之后，才能拆除。采用架橋機安裝或起重機吊裝是主梁安裝作業的關鍵控制點，應在采用架橋機安裝梁板時充分考慮。

起重機吊裝時，如單機起吊作業，應在吊點位置上方設置吊架或吊裝扁擔。如采用兩臺起重機吊裝，應統一指揮，協調一致，使構件兩頭同時起吊，同時到位。

3 裝配式技術在橋梁工程中的應用

以某項目裝配式橋梁技術方案為例，預制構件廠為了便于運輸到現場，并在施工過程中以及完工后便于觀察和推廣新工藝，選擇采用預應力T梁、預制墩柱、預制蓋梁為擬定方案。

3.1 拆分方案

大橋全橋長656 m，17跨雙向4車道，D150圓形墩柱最大高度15.6 m，可采用整體預制。D180圓形墩柱最大高度26.4 m，分兩節預制約為12.3 m。系梁采用預制，系梁與墩柱搭接處設現澆節點。D200圓形墩柱最大高度33.4 m，分兩節預制，每節約為15.8 m，系梁采取預制，系梁處預留現澆節點。蓋梁為2.4 m寬蓋梁結構，采用分段預制，質量約70 t。預制構件統計如表1，拆分方案大樣圖見圖1～圖3。

3.2 預制構件吊裝施工

3.2.1 承臺面處理

承臺與墩柱接觸面在進行預制墩柱吊裝作業前，先用氣動鑿毛機等設備進行鑿毛，再用高壓水槍對鑿毛面進行清塵潤澤，將多余的水清除干凈。

3.2.2 承臺面座漿

承臺與墩柱之間的砂漿墊層采用高強度無收縮水泥灌漿料。攪拌好座漿后先靜置3 min，靜置后鋪在承臺的鑿毛面上，將止漿墊套在每個承臺預留的鋼筋上。止漿墊比漿液面略高一些，以保證膠墊圈在墩柱安裝到位后與注漿套筒緊密貼合，在注漿過程中不會流出漿液。

3.2.3 墩柱就位與灌漿

在吊裝墩柱時，將柱底注漿套筒對準暴露在承臺上的鋼筋慢慢落下，并對墩柱底部中線及墩柱上口中線進行復測。對干燥的千斤頂進行微調，以便最后的精調工作。分漿時有漿液在四周擠出，以確保座漿密實。當座漿完成24 h后，方可拆除預制墩柱的臨時支撐及進行套管注漿施工[7]。

3.2.4 蓋梁安裝

分段預制蓋梁，蓋梁采用預制場地濕接縫連接方式，分上下兩段，濕接縫寬度為1.0 m，每節段質量不得大于100 t。現場采用一個單支點臨時支墩或抱箍技術進行臨時支撐。

3.2.5 蓋梁試吊

蓋梁試吊主要是在對蓋梁軸心、標高進行初調，并初步檢測錨固波紋管與墩柱頂部預埋鋼筋之間的定位精度是否符合要求。蓋梁軸線通過起重機調整下落，外側端部標高通過千斤頂微調糾正。蓋梁將在前期調試到位后起吊，座漿建設也已準備就緒。

3.2.6 立柱頂座漿

對墩柱頂面進行挖毛濕潤，清除表面積水，并對擋泥模進行安裝。模版與墩柱接觸面使用泡沫條，起到止漿作用。調節墊片放置于蓋梁吊裝前，調節蓋梁安裝的標高。調節墊片采用15 cm×15 cm×2 cm鋼墊片。

3.2.7 蓋梁就位與校正

墩柱頂面座漿完成后，讓蓋梁金屬波紋管對準裸露在柱頂上的鋼筋，在蓋梁就位吊裝時徐徐下降，保證分漿時有漿液在四周擠出，確保座漿密實。將擠出的泥沙收拾干凈，在墩柱就位時對垂直度和標高進行復查。

3.2.8 濕接縫施工

蓋梁濕接縫處在蓋梁預制時，主筋已經預先對位。將半絲接頭預先設置在外露預留的主筋處。通過尺量預留主筋間距，單獨制作連接鋼筋，連接鋼筋兩端設置全絲接頭，將兩端的主筋通過套筒連接起來。采用C55微膨脹混凝土進行濕縫，一次成型，連續澆筑全斷面。

4 裝配式橋梁工程實施思考

4.1 裝配式橋梁實施的設計優化

裝配式橋梁主要特點是構件可進行工廠化預制、質量可控、受外界環境干擾少、單座橋的建造周期短，但相對來說，對運輸條件、起重機械設備要求高。

從經濟適用、安全可靠、便于實施的角度考慮：墩柱截面不宜過多，應盡量采用同截面柱進行設計。將截面優化為方形墩柱，可以有效降低模具攤銷成本、節約運輸及起重設備成本，提高標準化施工水平[8]。在保證裝配式墩柱配筋率的前提下，采用大直徑鋼筋少根數的配筋設計，可以減少灌漿套筒數量，降低容錯度，提高安裝效率，降低工時和機械設備費用。

4.2 采用BIM技術提升裝配環節的精準度

使用BIM技術對橋梁實行預拼裝，可有效提高裝配精度，從而提高拼裝質量效果和吊裝施工效率。BIM技術可以將建筑工地的情況在電腦上進行全方位的展示，工程參建人員可以對工程建設狀態進行詳細的了解，并對協調溝通機制進行優化[9]。應用BIM模型可視化模擬功能，可快速識別工程實施過程中遇到的問題，讓參建人員可以及時調整方案并進行可視化交底。在施工現場質量和安全管理方面，可以隨時將發現的問題通過APP或小程序上傳至云端。系統自動將問題信息進行匯總分類，并推送給相關管理人員及時整改，形成閉合管理流程。

5 結束語

預制裝配式橋梁建造技術與以往的現澆技術相比，具有顯著的優越性和有效性，不僅可以節約建造成本，還可以提高質量。

裝配式橋梁施工技術發揮著重要的作用，對于提高橋梁的質量有很大的幫助。裝配式建筑技術可以有效縮短建設周期，達到保護生態環境的目的，減少對周圍生態環境的污染程度。裝配式施工技術對施工人員的專業技術能力要求相對較高，管理人員應在提高裝配式橋梁細部質量、促進裝配式橋梁事業持續發展的基礎上，以精細化管理的模式開展相應的監督管理工作。

參考文獻

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