大縱坡場(chǎng)地T型梁預(yù)制施工技術(shù)的應(yīng)用

Application of T-beam Precast Construction Technology in Large Longitudinal Slope Site

陽(yáng)長(zhǎng)江，李麗萍

（重慶建工市政交通工程有限責(zé)任公司，重慶　400021）

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大縱坡場(chǎng)地T型梁預(yù)制施工技術(shù)的應(yīng)用

Application of T-beam Precast Construction Technology in Large Longitudinal Slope Site

陽(yáng)長(zhǎng)江，李麗萍

（重慶建工市政交通工程有限責(zé)任公司，重慶400021）

摘要：該文介紹了大縱坡情況下的T梁預(yù)制施工技術(shù)通過合理確定縱坡坡度、龍門吊及其基礎(chǔ)的斜坡優(yōu)化和鋼筋定位骨架的使用，實(shí)現(xiàn)了大縱坡梁場(chǎng)T梁的預(yù)制施工，解決了在縱坡地段梁場(chǎng)建設(shè)“規(guī)劃難、成本高”等現(xiàn)實(shí)問題。該技術(shù)具有成本低、速度快、安全性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，具有一定的推廣價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：大縱坡；龍門吊優(yōu)化；T型梁預(yù)制；鋼筋定位骨架

Abstract：The T-beam precast construction at a large longitudinal slope is completed and the construction problems of“thorny planning and high cost“are solved through the reasonable determination of longitudinal slope, the optimization of gantry cranes and its foundation slope as well as the adoption of steel location skeleton. This technology is proved to own the advantages of low cost, high speed and impressive safety, so it has significant value for promotion and practice.

Keywords：large longitudinal slope；gantry cranes optimization；T-beam precast；steel location skeleton

在山嶺地區(qū)修建高速公路，不可避免地要進(jìn)行預(yù)制場(chǎng)的選址、場(chǎng)內(nèi)規(guī)劃等工作。由于山嶺地區(qū)高差大，加之陡峻的山坡和曲折幽深的河谷，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的地形，這時(shí)常使得預(yù)制梁場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)規(guī)劃建設(shè)受路段縱坡大的客觀條件所限[1]。然而，采用相鄰標(biāo)段合并預(yù)制或者委托相鄰標(biāo)段進(jìn)行預(yù)制，又存在成本高、管理難度大、工期影響因素多等問題[2]。因此，還需妥善解決在大縱坡地段下進(jìn)行橋梁預(yù)制的問題。

重慶南川至貴州道真高速公路TJ2工區(qū)段中的橋梁建設(shè)共需完成555片T梁預(yù)制工作。由于受地形限制，梁場(chǎng)建設(shè)只能選擇在路基上進(jìn)行，但其上存在較大縱坡，坡度為3.8%，如何妥善解決梁場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)規(guī)劃、制梁質(zhì)量與運(yùn)梁安全等問題是一項(xiàng)相當(dāng)重大的技術(shù)難題。

該技術(shù)于2015年10月10日通過重慶市城鄉(xiāng)建委組織的關(guān)鍵技術(shù)鑒定，被專家一致認(rèn)為該技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

1　工藝原理

在縱坡路段修建縱坡預(yù)制梁場(chǎng)，除了滿足傳統(tǒng)梁場(chǎng)建設(shè)施工要求外，還需要滿足因坡度帶來的質(zhì)量和安全問題。

（1）通過對(duì)原路基縱坡坡度、龍門吊前移和制動(dòng)的最大允許坡度和炮車上下坡安全行走最大坡度進(jìn)行綜合對(duì)比分析，合理確定梁場(chǎng)設(shè)計(jì)縱坡和龍門吊軌道設(shè)計(jì)縱坡。

（2）通過夾軌鉗、感應(yīng)器和端頭設(shè)置混凝土硬防護(hù)三道屏障確保龍門吊沿縱坡方向不產(chǎn)生滑移。

（3）對(duì)龍門吊軌道基礎(chǔ)進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)，對(duì)高程較低處的基礎(chǔ)進(jìn)行了適當(dāng)加高，高程較高處設(shè)置與地面齊平，調(diào)整出3m的高差，將龍門吊軌道基礎(chǔ)的坡度調(diào)整為2%。同時(shí)，為了確保龍門吊的爬坡能力，增加了2個(gè)行走電機(jī)，保證上坡不受阻。

（4）由于是縱坡梁場(chǎng)，龍門吊天車與無縱坡梁場(chǎng)有約3°的偏角，為消除此偏角帶來的危險(xiǎn)，必須保證天車處于水平狀態(tài)。將龍門吊低一端支柱進(jìn)行加高，加高值=2%×龍門吊輪距。

（5）為了確保鋼筋骨架的安裝位置準(zhǔn)確和安裝方便，專門設(shè)置了定位架。鋼筋綁扎時(shí)，在定位架上的對(duì)應(yīng)位置放置鋼筋，以保證鋼筋平行于平臺(tái)和間距符合要求。

（6）合理確定了混凝土澆筑和頂面收漿的順序，保證了T梁預(yù)制的施工質(zhì)量。

2　技術(shù)特點(diǎn)

（1）利用路基設(shè)計(jì)縱坡修建梁場(chǎng)，土石方、圬工工程量少，工程造價(jià)低。

（2）梁場(chǎng)布局統(tǒng)一，形象美觀；利用梁場(chǎng)自身縱坡排水，施工環(huán)保文明。

（3）梁場(chǎng)整體縱坡均衡，保證運(yùn)梁安全。

（4）梁場(chǎng)基礎(chǔ)處理施工簡(jiǎn)單，縮短了梁場(chǎng)建設(shè)工期。

（5）梁場(chǎng)段路基恢復(fù)處理簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，工期短。

3　施工方法

工藝流程：場(chǎng)內(nèi)規(guī)劃→施工準(zhǔn)備→梁場(chǎng)建設(shè)→T梁預(yù)制→T梁吊運(yùn)。

3.1場(chǎng)內(nèi)規(guī)劃

3.1.1確定合適的縱坡坡度

根據(jù)龍門吊、運(yùn)梁炮車的參數(shù)確定縱坡取值范圍。設(shè)原路基縱坡值為α1，龍門吊前移和制動(dòng)的最大允許坡度為α2，炮車上下坡安全行走最大坡度為α3，梁場(chǎng)設(shè)計(jì)縱坡α0,，龍門吊軌道設(shè)計(jì)縱坡為α4。

若α1＜α2和α3，則α0、α4取值為α1。

若α1＞α2、α1＜α3，則α0取值為α1，α4在0～α2間合理取值。

若α1＞α3、α1＜α2，則α4取值為α1，α0在0～α3間合理取值。

在縱坡區(qū)間取值時(shí)，需考慮梁場(chǎng)梁段順接坡度、建設(shè)工期、成本的綜合影響，并盡量向原路基設(shè)計(jì)坡度靠攏。

原路基設(shè)計(jì)坡度為3.8%，后選定的梁場(chǎng)設(shè)計(jì)縱坡為3.0%，龍門吊軌道設(shè)計(jì)縱坡為2.0%

3.1.2確定臺(tái)座數(shù)量

根據(jù)工期、預(yù)制梁體的規(guī)格、數(shù)量、及單個(gè)梁體的預(yù)制施工時(shí)間等內(nèi)容確定臺(tái)座的數(shù)量。一般情況，預(yù)制30～40m的T梁，臺(tái)座數(shù)量按每月每座生產(chǎn)2.5片梁進(jìn)行控制。當(dāng)然也可根據(jù)梁場(chǎng)主要施工工序結(jié)合施工隊(duì)伍的施工能力，計(jì)算單片梁占用支座的時(shí)間，確定臺(tái)座數(shù)量。

式中，hi為各個(gè)施工工序的時(shí)間，單位：小時(shí)；

H0為單片梁的占用臺(tái)座時(shí)間，單位：小時(shí)。

3.1.3確定設(shè)備型號(hào)及數(shù)量

（1）根據(jù)梁體重量確定吊裝設(shè)備。一般而言，梁場(chǎng)需設(shè)置兩臺(tái)大小龍門吊，一臺(tái)用于梁體的橫向運(yùn)輸，一臺(tái)用于鋼筋等材料的場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)。

（2）模板為鋼模，數(shù)量不少于臺(tái)座數(shù)量的1/5。

（3）根據(jù)作業(yè)季節(jié)情況，選用蒸汽、自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)設(shè)施，數(shù)量不少于臺(tái)座數(shù)量的1/2。

3.2梁場(chǎng)建設(shè)

3.2.1施工流程

圖1　梁場(chǎng)建設(shè)施工工藝流程圖

3.2.2地基處理

采用道路路基作為場(chǎng)內(nèi)地基，路基壓實(shí)度不小于96%，地基承載力不小于250kPa。

地基處理施工工藝見圖2。

圖2　地基處理施工工藝

3.2.3場(chǎng)地硬化

采用2%縱坡填筑，土基分層碾壓密實(shí)，壓實(shí)度不小于96%。然后場(chǎng)地范圍內(nèi)采用15cm厚C20混凝土布置，臺(tái)座2m范圍采用C30鋼筋混凝土。

3.2.4臺(tái)座的施工

根據(jù)梁體的重量、尺寸確定臺(tái)座的尺寸、混凝土等級(jí)、鋼筋間距等。

（1）臺(tái)座基礎(chǔ)施工

T梁臺(tái)座基礎(chǔ)用機(jī)械將場(chǎng)地整平，臺(tái)座下部基礎(chǔ)寬200cm、厚30cm，采用C30混凝土澆筑。臺(tái)座高40cm、寬50cm，采用C30混凝土澆筑，在其上面鋪設(shè)6mm厚的鋼板作為梁的底模。梁體吊點(diǎn)處設(shè)穿孔，以便脫模吊運(yùn)。

臺(tái)座按3%縱坡進(jìn)行布設(shè)。在臺(tái)座兩端2m范圍內(nèi)采用雙層雙向Φ14鋼筋，C30鋼筋混凝土厚度為30cm。

（2）臺(tái)座的反拱設(shè)置

反拱值的設(shè)計(jì)原則是使梁體在二期恒載施加前上拱度不超過25mm，橋梁施工完成后橋梁不出現(xiàn)下?lián)?。施工設(shè)置反拱時(shí)，預(yù)應(yīng)力管道也同時(shí)反拱。

為了防止預(yù)制梁上拱過大，若累計(jì)上拱值超過計(jì)算值10mm，應(yīng)采取控制措施。預(yù)制臺(tái)座上設(shè)置向下的二次拋物線反拱。

為防止同跨及相鄰跨預(yù)制梁間高差過大，同一跨橋不同位置的預(yù)制梁的存梁時(shí)間應(yīng)基本一致，相鄰跨的預(yù)制梁的存梁時(shí)間亦應(yīng)相近。

在制作臺(tái)座時(shí)，在6mm鋼板下采用M50水泥砂漿進(jìn)行調(diào)整反拱。

（3）臺(tái)座防不均勻沉降措施

澆筑臺(tái)座前，首先用打夯機(jī)對(duì)基礎(chǔ)表層松散層進(jìn)行打夯，消除因地基承載力不均勻而產(chǎn)生臺(tái)座不均勻沉降的因素。在澆筑臺(tái)座時(shí)，在臺(tái)座中加入一層Φ14鋼筋網(wǎng)片，防止臺(tái)座在制梁時(shí)和張拉前后不均勻受力而產(chǎn)生的不均勻沉降。

制梁區(qū)用C20混凝土全部硬化以防止地表水滲入臺(tái)座基礎(chǔ)造成臺(tái)座不均勻沉降。

3.2.5斜坡龍門吊優(yōu)化和改造注意事項(xiàng)

（1）夾軌鉗、感應(yīng)器和端頭硬防護(hù)的型號(hào)和規(guī)格的選擇應(yīng)根據(jù)龍門吊重量和縱坡坡度通過計(jì)算確定。

圖3　限位感應(yīng)器

圖4　基礎(chǔ)加高及端頭硬防護(hù)

（2）龍門吊在進(jìn)行T梁吊裝時(shí)，采用夾軌鉗制動(dòng)所有輪子防止移動(dòng)。梁體吊裝時(shí)，龍門吊只進(jìn)行橫向移動(dòng)不進(jìn)行縱向移動(dòng)。

（3）對(duì)龍門吊的優(yōu)化和改造均通過龍門吊原生產(chǎn)廠家的計(jì)算，獲得質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門出具的《產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)證書》。同時(shí)，由于龍門吊為特種設(shè)備，還經(jīng)過了特種設(shè)備檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，出具《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)報(bào)告》。

3.2.6門吊安裝

龍門吊安裝由專業(yè)生產(chǎn)廠家專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)安裝。安裝完成后，報(bào)相關(guān)部門驗(yàn)收。

3.3梁預(yù)制及吊裝

T梁預(yù)制施工工作與常規(guī)方法基本相同，現(xiàn)就在縱坡地段的T梁預(yù)制與常規(guī)T梁施工不同或特別需要強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容進(jìn)行介紹。

3.3.1鋼筋工程

鋼筋工程中對(duì)于縱坡梁場(chǎng)主要的控制是鋼筋綁扎，為了確保鋼筋安放的位置準(zhǔn)確，專門設(shè)置了定位架輔助鋼筋綁扎。定位架就是按水平鋼筋的橫向與豎向間距而制作的鋼筋架。鋼筋綁扎時(shí)，在定位架上的對(duì)應(yīng)位置放置鋼筋，可以保證鋼筋平行于臺(tái)座和間距符合要求。

圖5　鋼筋定位骨架使用

3.3.2混凝土工程

為了確?；炷翝仓軐?shí)，澆筑混凝土?xí)r從低處往高處澆筑，澆筑高度到腹板后逐漸往前依次澆筑，離梁另一端頭4～6m時(shí)，改變澆筑方向。用振動(dòng)棒配合高頻振搗器振搗密實(shí)。

3.3.3預(yù)應(yīng)力工程

預(yù)應(yīng)力管道安裝按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放樣，并標(biāo)注在腹板鋼筋上，預(yù)應(yīng)力管道穿好后用U型鋼筋將預(yù)應(yīng)力管道卡牢固，保持與臺(tái)座平行。預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿、封錨都嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行控制。

3.3.4 T梁吊裝

龍門吊提梁時(shí)先將低處梁端稍稍吊起離臺(tái)座3～5cm后，再兩端同時(shí)提梁，保證T梁兩端頭混凝土不會(huì)損傷；同時(shí)在提梁時(shí)，龍門吊輪子保證處于絕對(duì)制動(dòng)狀態(tài)，只進(jìn)行龍門吊天車的左右滑行，不縱向滑行。

4　應(yīng)用效果

重慶南川至貴州道真高速公路工程TJ2工區(qū)通過使用該技術(shù)取得了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

4.1社會(huì)效益

通過斜坡龍門吊優(yōu)化、縱坡T梁預(yù)制質(zhì)量控制等技術(shù)措施，保證了縱坡條件下T梁預(yù)制的施工質(zhì)量與T梁吊運(yùn)的作業(yè)安全，確定了大縱坡梁場(chǎng)T梁預(yù)制施工的可行性，解決了在縱坡地段梁場(chǎng)建設(shè)“規(guī)劃難、成本高”等現(xiàn)實(shí)問題。

4.2經(jīng)濟(jì)效益。

（1）減少了大量的擋墻支護(hù)結(jié)構(gòu)和土石開挖工程量，節(jié)約勞動(dòng)力，降低了施工成本。該工法成本較水平梁場(chǎng)方案節(jié)約成本約186萬元。

（2）梁場(chǎng)建設(shè)施工工藝簡(jiǎn)單，梁場(chǎng)恢復(fù)處理工程量少，明顯提高工程施工進(jìn)度，節(jié)約了施工工期。該工法較階梯方案可減少6個(gè)50m×1m×0.95m和6個(gè)20m×1.9m×1m的擋墻，節(jié)約工期約3個(gè)月[3]。

4.3環(huán)保效益

（1）梁場(chǎng)縱坡利于排水，現(xiàn)場(chǎng)無積水，文明施工形象良好。

（2）圬工量少，施工簡(jiǎn)便，對(duì)梁場(chǎng)四周的土體和植被破壞少，利于環(huán)保。

5　結(jié)論

大縱坡場(chǎng)地預(yù)制T型梁施工技術(shù)通過合理確定縱坡坡度、龍門吊及其基礎(chǔ)的斜坡優(yōu)化和鋼筋定位骨架的使用等一系列措施，實(shí)現(xiàn)了在大縱坡場(chǎng)地進(jìn)行T梁的預(yù)制。適用于在特殊地形條件下，預(yù)制場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)規(guī)劃受到縱坡較大影響的地段進(jìn)行橋梁預(yù)制的施工，特別適合于大縱坡地段的T型梁預(yù)制施工。是對(duì)現(xiàn)有橋梁預(yù)制施工技術(shù)的更新和完善。

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責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

作者簡(jiǎn)介：陽(yáng)長(zhǎng)江（1982-），男，重慶人，研究生，工程師，主要從事道路橋梁施工設(shè)計(jì)工作。

收稿日期：2015-12-16

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2016.02.039

中圖分類號(hào)：TU756.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9107（2016）02-0039-03