公路橋梁裝配式墩柱、蓋梁施工技術(shù)

1 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的背景下，城市面臨的交通壓力也越來(lái)越大。 為了良好地緩解城市交通壓力，橋梁建設(shè)數(shù)量越來(lái)越多。 傳統(tǒng)的路橋施工方式采用現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑技術(shù)，由于其施工過(guò)程不僅噪聲污染大、工期長(zhǎng)，而且在人力物力方面浪費(fèi)比較嚴(yán)重，所以，越來(lái)越難以滿足現(xiàn)代化城市路橋建設(shè)的發(fā)展需求[1]。 因此，預(yù)制拼裝技術(shù)在橋梁中有廣泛的應(yīng)用，不僅能在確保橋梁建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑施工質(zhì)量控制的復(fù)雜程度，提高施工效率和質(zhì)量，還能使得公路橋梁更加環(huán)保、耐久、安全。以上海S3 公路工程為背景，通過(guò)預(yù)制施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)控制[2-3]，進(jìn)行灌漿套筒、灌漿波紋管連接檢驗(yàn)和坐漿、灌漿工藝優(yōu)化措施保證構(gòu)件連接和預(yù)制構(gòu)件連接關(guān)鍵技術(shù)研究。 最后，研究合理的構(gòu)件精準(zhǔn)定位拼裝技術(shù)進(jìn)行吊裝、運(yùn)輸和拼裝施工，形成裝配式橋梁墩柱、蓋梁預(yù)制拼裝施工技術(shù)。

2 工程概況

上海S3 公路本期工程北起先期段周鄧公路跳水臺(tái)，以高架形式向南延伸至兩港大道，全長(zhǎng)約為26.6 km。 該項(xiàng)目主線樁號(hào)K27+912.0（不含對(duì)應(yīng)墩及伸縮縫）~K28+998.0（含對(duì)應(yīng)墩及伸縮縫），新建主線高架橋1 座，全長(zhǎng)1.086 km，新建匝道橋梁8 座，全長(zhǎng)5.259 km，高架橋梁施工采用的預(yù)制拼裝工藝。

3 關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 預(yù)制墩柱、蓋梁預(yù)埋連接件安裝精度

構(gòu)件預(yù)制拼裝關(guān)鍵為墩柱、蓋梁預(yù)制施工時(shí)，預(yù)埋連接件安裝的精度，影響拼裝后成品橋墩的施工質(zhì)量。 墩柱與承臺(tái)、蓋梁拼裝，承臺(tái)和立柱頂預(yù)留HRB400 鋼筋，鋼筋直徑為40 mm，墩柱底及蓋梁底預(yù)埋灌漿套筒或波紋管， 鋼筋必須逐根插入灌漿套筒或灌漿波紋管內(nèi)，預(yù)埋件位置安裝的準(zhǔn)確，保證了構(gòu)件安裝位置的精確度。 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)，預(yù)埋件安裝采用全站儀進(jìn)行復(fù)核、精調(diào)。

3.2 灌漿連接質(zhì)量

墩柱與承臺(tái)、 蓋梁與墩柱之間的連接采用在套筒或波紋管內(nèi)灌注高強(qiáng)無(wú)收縮水泥灌漿料連接，灌漿料配置質(zhì)量、灌入灌漿料的飽滿度控制是裝配式橋梁結(jié)構(gòu)安全性的關(guān)鍵因素，施工中， 嚴(yán)格按照的試驗(yàn)檢測(cè)和橋墩預(yù)制拼裝技術(shù)規(guī)程進(jìn)行質(zhì)量控制。

4 墩柱、蓋梁預(yù)制施工

墩柱預(yù)制采用橫向支模、豎向澆筑的預(yù)制施工方法，蓋梁預(yù)制采用定制胎架進(jìn)行預(yù)制施工， 預(yù)制構(gòu)件工廠化的施工確保了墩柱、蓋梁構(gòu)件的精度及質(zhì)量要求。

4.1 鋼筋加工

構(gòu)件的鋼筋加工包括φ12 mm~φ40 mm 的鋼筋。 主筋的下料長(zhǎng)度容許偏差為±2 mm，端部打磨平整，采用鋸床進(jìn)行精確加工；箍筋采用全自動(dòng)鋼筋成型彎箍機(jī)進(jìn)行線材的調(diào)直、剪切及彎曲，加工完成后編號(hào)碼放；主筋采用直螺紋機(jī)械連接接頭的形式進(jìn)行連接， 保證連接性能可靠的同時(shí)增加鋼筋的使用效率。

4.2 鋼筋籠制作

預(yù)制墩柱、 蓋梁鋼筋籠的加工采用鋼筋模塊化精加工的理念，鋼筋籠使用專用胎架制作加工成型，胎架上支撐定位體系保證主要受力鋼筋定位準(zhǔn)確。 整個(gè)鋼筋籠自鋼筋加工完畢后，完全在胎架上完成加工綁扎。

鋼筋籠胎架由4 部分組成：底座、支架、掛片及定位平臺(tái)組成。 胎架底座安裝水平，支架安裝要求位置精確狀態(tài)垂直，精度控制在+2 mm 內(nèi)。

整個(gè)鋼筋籠自鋼筋加工完畢后，完全在胎架上完成綁扎。灌漿套筒與灌漿波紋管模塊安裝控制是鋼筋籠安裝的重點(diǎn)，安裝完成需進(jìn)行全站儀復(fù)測(cè)位置的準(zhǔn)確性，各向偏差位于±2 mm 內(nèi)。

為保證鋼筋籠吊裝過(guò)程不發(fā)生變形， 吊裝入模時(shí)采用多點(diǎn)起吊。

4.3 模板安裝

墩柱、蓋梁模板采用定型鋼模，模板的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性是保證預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中安全、質(zhì)量的基本保障。

1）墩柱模板采用橫向支模、豎向澆筑施工。 先安裝翻轉(zhuǎn)胎架軌道、臺(tái)車及翻轉(zhuǎn)架，再安裝底面模板，將成品鋼筋籠整體吊入模板中， 進(jìn)行側(cè)面模板和頂面模板安裝。 模板安裝完畢后，使用龍門吊起吊模板頂部吊點(diǎn)，將模板翻轉(zhuǎn)豎立，將模板整體吊裝至鋼臺(tái)座上， 底模與鋼臺(tái)座采用高強(qiáng)螺栓將連接固定，再進(jìn)行混凝土澆筑施工。

2）蓋梁底模采用整體式鋼底模，套筒部位設(shè)置定位板，定位板在鋼筋籠胎架上隨鋼筋籠一起入模， 同時(shí)也作為套筒區(qū)域的底模。 為提高蓋梁模板穩(wěn)定性設(shè)置上拉桿、下拉桿。 上拉桿采用整體式D25 精軋螺紋鋼，兩端設(shè)置限位裝置；下拉桿分別拉住底模，采用D25 精軋螺紋鋼。

4.4 預(yù)制構(gòu)件混凝土澆筑

預(yù)制墩柱、蓋梁分別采用C50、C60 高性能混凝土。 混凝土嚴(yán)格按照高性能混凝土標(biāo)準(zhǔn)于攪拌站進(jìn)行拌制。 高性能混凝土靠其自身密實(shí)，利用振搗棒輔助振搗。

混凝土振搗時(shí)，進(jìn)行多點(diǎn)布棒振搗，確保各區(qū)域內(nèi)混凝土質(zhì)量密實(shí)。 每個(gè)澆筑面上采用2 臺(tái)50 型振搗棒，布棒間距不超過(guò)50 cm，每邊振搗點(diǎn)2 個(gè)交替錯(cuò)位向前振搗，每個(gè)點(diǎn)布料、振搗時(shí)間不小于1 min。

1）墩柱混凝土澆筑，通過(guò)混凝土泵車進(jìn)行立式澆搗。 混凝土澆筑采用橡膠導(dǎo)管澆筑方式，有效控制跌落高度在1~1.5 m范圍內(nèi)。 預(yù)制墩柱混凝土澆筑如圖1 所示。

圖1 預(yù)制墩柱混凝土澆筑

蓋梁混凝土澆筑先從灌漿波紋鋼管或灌漿套筒底部進(jìn)行，蓋梁下部澆筑完成后，沿蓋梁坡面方向，從中間向兩端澆筑。 單次澆筑高度30 cm，直至澆筑完成。

4.5 構(gòu)件運(yùn)輸

墩柱、蓋梁預(yù)制完成之后，養(yǎng)護(hù)達(dá)到出廠條件后，經(jīng)過(guò)重型半掛低平板車運(yùn)輸達(dá)到施工現(xiàn)場(chǎng)。 提前進(jìn)行運(yùn)輸路線選取，確保滿足正常運(yùn)輸要求。

1）運(yùn)輸裝車前，對(duì)構(gòu)件尺寸、預(yù)留錨筋外露長(zhǎng)度、接觸面鑿毛情況、外觀質(zhì)量、強(qiáng)度等進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后出廠。

2）預(yù)制墩柱進(jìn)場(chǎng)路線、停放的場(chǎng)地都必須要保證平整硬實(shí)。

3）陸路運(yùn)輸必須設(shè)定速度限制值，速度限制值需綜合考慮車輛本身的技術(shù)要求。 重載車的行駛方法：在運(yùn)輸過(guò)程中車速不大于40 km/h，轉(zhuǎn)彎車速不大于5 km/h。

5 預(yù)制構(gòu)件拼裝

5.1 預(yù)制墩柱拼裝

1）墩柱運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，先進(jìn)行預(yù)吊裝，墩柱預(yù)拼裝是檢測(cè)灌漿套筒和承臺(tái)頂部預(yù)留鋼筋之間的定位精度是否滿足要求，同時(shí)對(duì)墩柱垂直度和標(biāo)高進(jìn)行初調(diào)。 根據(jù)墩柱頂標(biāo)高及墩柱預(yù)制構(gòu)件長(zhǎng)度，調(diào)整柱底鋼墊板標(biāo)高，確保墩柱安裝后柱頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

初調(diào)主要通過(guò)承臺(tái)頂面放置的20 mm 厚鋼墊塊、 不同厚度的薄鋼板進(jìn)行調(diào)整。 由吊機(jī)將墩柱緩慢放置在承臺(tái)頂面鋼板上，由測(cè)量人員檢測(cè)墩柱的偏位、垂直度及標(biāo)高，初步調(diào)試到位后將墩柱吊起。

2）拼接面砂漿墊層采用與灌漿套筒型式檢驗(yàn)相同的C60砂漿。 砂漿料攪拌完成后，傾倒于承臺(tái)鑿毛面，用鐵板刮平墊層砂漿。 漿液應(yīng)略高于下墊的四處鋼板頂面，鋪漿完成后，在每根承臺(tái)預(yù)留鋼筋上套上止?jié){墊，止?jié){墊略高于漿液面。 坐漿施工如圖2 所示。

圖2 坐漿施工

3）鋪漿完成后，正式進(jìn)行預(yù)制墩柱的安裝。 墩柱垂直度控制，由兩臺(tái)全站儀在兩個(gè)方向同時(shí)監(jiān)測(cè)校核墩柱中心標(biāo)記。 墩柱就位后，校正墩柱的垂直度，垂直度校正誤差為1 mm。

4）灌漿套筒內(nèi)的灌漿料采用與灌漿套筒型式檢驗(yàn)相同的100 MPa 高強(qiáng)無(wú)收縮水泥灌漿料。 坐漿料墊層施工達(dá)到終凝后方可進(jìn)行灌漿作業(yè)。

5）灌漿過(guò)程為漿料從下部注漿孔灌漿，上部出漿口出氣。漿料升至出漿口L 形管管口，待漿料流出從出漿口均勻流出，無(wú)氣泡，封堵出漿口并停止灌漿，待灌漿管壓力穩(wěn)定拔出灌漿槍頭封堵注漿口。 灌漿口采用橡膠止?jié){塞封堵。

5.2 預(yù)制蓋梁拼裝

1）蓋梁先進(jìn)行預(yù)拼裝，檢測(cè)灌漿波紋或灌漿套筒和墩柱頂部蓋梁預(yù)埋鋼筋之間的定位精度是否滿足要求， 同時(shí)對(duì)蓋梁垂直度和標(biāo)高進(jìn)行初調(diào)。 在墩柱頂面上劃出蓋梁安裝的十字中心線，測(cè)量墩柱頂面標(biāo)高。 根據(jù)蓋梁頂標(biāo)高及蓋梁預(yù)制構(gòu)件高度，安放調(diào)節(jié)墊塊，調(diào)整蓋梁安裝標(biāo)高。 調(diào)節(jié)墊塊同立柱拼裝。

2）墩柱與蓋梁間的砂漿墊層采用與灌漿套筒型式檢驗(yàn)相同的C60 砂漿。

3）鋪漿完成后，進(jìn)行蓋梁的拼裝。 蓋梁垂直度控制，由兩臺(tái)全站儀在兩個(gè)方向同時(shí)監(jiān)測(cè)校核蓋梁中心標(biāo)記。 蓋梁就位后，校正蓋梁的垂直度，垂直度校正誤差為1 mm。 調(diào)整蓋梁中心與墩柱上蓋梁中心線對(duì)齊。

4）套筒或波紋管內(nèi)的灌漿料采用與套筒或波紋管型式檢驗(yàn)相同的100 MPa 高強(qiáng)無(wú)收縮水泥基灌漿料，完成灌漿施工。

6 結(jié)語(yǔ)