裝配式大懸臂預(yù)制蓋梁快速安裝方案比選*

孫鳳祥，李 江

(中鐵大橋局集團(tuán)第五工程有限公司，江西 九江 332001)

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加速，裝配式施工工藝越來(lái)越成熟。城市高架橋路面整幅式蓋梁結(jié)構(gòu)具有橫向?qū)挾乳L(zhǎng)、自重大的特點(diǎn)，施工過(guò)程中對(duì)蓋梁進(jìn)行整體吊裝需要起重機(jī)械噸位大，長(zhǎng)距離運(yùn)輸對(duì)既有道路影響大，且通行道路上既有橋梁對(duì)大噸位構(gòu)件荷載有所限制。目前，國(guó)內(nèi)大多整幅式蓋梁采用分段吊裝，主要施工流程為：分段制作預(yù)制蓋梁→運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)安裝→中間濕接縫施工。因此，探索研究大懸臂蓋梁的快速安裝技術(shù)，對(duì)推動(dòng)城市基礎(chǔ)設(shè)施施工方式變革、緩解交通擁堵、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率具有重要意義。

1 工程概況

湘府路為長(zhǎng)沙市南部一條東西走向的城市快速路。主線橋面布置為雙向6車道，橋面寬25m。主線標(biāo)準(zhǔn)段蓋梁采用預(yù)制拼裝工藝施工，單個(gè)預(yù)制蓋梁平均長(zhǎng)24.6m、寬2m、高2.4m、重252t。主線段蓋梁斷面如圖1所示。湘府路位于長(zhǎng)沙市中心城區(qū)，線路兩側(cè)酒店、商業(yè)中心密集，交通流量較大，不具備整幅式運(yùn)輸和吊裝的施工條件。經(jīng)研究后，主線段蓋梁采用分段預(yù)制，分段運(yùn)輸?shù)跹b，預(yù)制部分吊重控制在120t以內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)安裝后預(yù)留長(zhǎng)2m的濕接縫現(xiàn)澆拼接，濕接縫采用吊模法施工。橋墩采用雙立柱帶大懸臂蓋梁形式，蓋梁底端埋設(shè)灌漿套筒與立柱頂預(yù)留鋼筋對(duì)接。

蓋梁需采用大噸位履帶式起重機(jī)進(jìn)行吊裝，由于360t履帶式起重機(jī)體型大，旋轉(zhuǎn)半徑大，進(jìn)場(chǎng)時(shí)需臨時(shí)拆除圍擋，并進(jìn)行交通疏導(dǎo)，進(jìn)場(chǎng)后再及時(shí)恢復(fù)圍擋。履帶式起重機(jī)只能在圍擋范圍內(nèi)吊裝蓋梁，對(duì)構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝造成一定困難。

因此，在這種復(fù)雜的城市環(huán)境下，需綜合現(xiàn)場(chǎng)施工條件、吊裝設(shè)備、交通疏解能力、道路運(yùn)輸條件、經(jīng)濟(jì)成本等因素，選擇合理的預(yù)制蓋梁安裝方案。

2 大懸臂蓋梁安裝方案比選

結(jié)合國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)實(shí)施的裝配式橋梁項(xiàng)目，預(yù)制蓋梁的安裝主要采用落地支架法、預(yù)應(yīng)力后錨法、鋼棒支架法，結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)以上幾種方案進(jìn)行分析比選，綜合確定合理的蓋梁安裝方案。

2.1 工藝特點(diǎn)

2.1.1落地支架法

落地支架法和傳統(tǒng)現(xiàn)澆蓋梁施工方法相同，支架傳力的模式比較清晰。

1)在蓋梁施工區(qū)域內(nèi)搭設(shè)鋼管柱支架進(jìn)行施工，蓋梁鋼管柱支架基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，以滿足地基承載力要求。

2)鋼管柱底部設(shè)置底板和加勁板，與擴(kuò)大基礎(chǔ)上的預(yù)埋件焊接成整體；鋼管柱頂部設(shè)置砂筒，砂筒上設(shè)置橫向分配梁，再搭設(shè)1層型鋼縱向分配梁，形成蓋梁施工支架。

3)預(yù)制蓋梁分段運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，由起重機(jī)將單段蓋梁吊起，與墩柱進(jìn)行對(duì)接，大懸臂側(cè)利用墊塊進(jìn)行支撐，以保證蓋梁的平穩(wěn)性；單段蓋梁安裝完成后，采用相同方式施工另一側(cè)蓋梁。

4)蓋梁全部安裝到位后，進(jìn)行蓋梁中間濕接縫施工；待混凝土達(dá)到齡期后拆除支架。

2.1.2預(yù)應(yīng)力后錨法

預(yù)應(yīng)力后錨法在承臺(tái)上預(yù)埋后錨固點(diǎn)，通過(guò)預(yù)應(yīng)力抵抗懸臂蓋梁的不平衡力矩。

1)分段施工預(yù)制蓋梁時(shí)，在蓋梁近心端預(yù)留3個(gè)錨桿孔；承臺(tái)施工時(shí)，在蓋梁預(yù)留孔對(duì)應(yīng)位置埋設(shè)精軋螺紋鋼作為反拉蓋梁的后錨固點(diǎn)。

2)預(yù)制蓋梁分段運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，由起重機(jī)將單段蓋梁吊起，與墩柱進(jìn)行對(duì)接；在蓋梁上錨桿孔處穿設(shè)3根精軋螺紋鋼，底部通過(guò)連接器與承臺(tái)頂面預(yù)埋的精軋螺紋鋼連接。

3)通過(guò)起重機(jī)和精軋螺紋鋼將蓋梁調(diào)整到位，利用穿心頂鎖定精軋螺紋鋼，安裝另一節(jié)段蓋梁。

4)蓋梁全部安裝到位后，進(jìn)行蓋梁中間濕接縫施工；待混凝土達(dá)到齡期后拆除精軋螺紋鋼，填補(bǔ)蓋梁預(yù)留孔。

2.1.3鋼棒支架法

鋼棒支架法在立柱頂部預(yù)留孔洞，將蓋梁的荷載通過(guò)支架傳遞給立柱，實(shí)現(xiàn)支架不落地。

1)預(yù)制墩柱時(shí)，在墩柱縱向預(yù)留鋼棒孔。

2)預(yù)制墩柱現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后，在預(yù)留孔處穿設(shè)鋼棒，兩端設(shè)置牛腿，通過(guò)鋼棒將其錨固于墩柱上；在牛腿上方鋪設(shè)雙拼型鋼，并采用螺栓將其連接成通長(zhǎng)型鋼，為便于吊裝與拆除，在牛腿上設(shè)置2個(gè)墊塊及2臺(tái)千斤頂，用于調(diào)整預(yù)制蓋梁的標(biāo)高。

3)預(yù)制蓋梁分段運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，由起重機(jī)將單段蓋梁吊起，與墩柱進(jìn)行對(duì)接；大懸臂側(cè)利用墊塊和千斤頂進(jìn)行支撐，以便調(diào)節(jié)蓋梁標(biāo)高，保持蓋梁穩(wěn)定；單段蓋梁安裝完成后，采用相同方式施工另一側(cè)蓋梁。

4)蓋梁全部安裝到位后，進(jìn)行蓋梁中間濕接縫施工；待混凝土達(dá)到齡期后拆除支架，填補(bǔ)墩柱預(yù)留孔。

2.2 綜合分析

由于市政項(xiàng)目均在城市內(nèi)施工，對(duì)道路交通的影響較大，為降低影響，需采取一種快捷、安全的施工方法進(jìn)行蓋梁安裝。

3種方案施工綜合分析如表1所示。

表1 3種施工方案對(duì)比

由表1可知，落地支架法的成本最高，同時(shí)對(duì)城市交通的影響大；預(yù)應(yīng)力后錨法較鋼棒支架法機(jī)械設(shè)備使用量略有偏高，且在操作上要求較高，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大；鋼棒支架法在經(jīng)濟(jì)性、安全性、操作性方面均具有一定優(yōu)勢(shì)。

3 蓋梁安裝工藝

湘府路項(xiàng)目采用鋼棒支架法進(jìn)行施工，主要工藝如下。

3.1 蓋梁吊裝

墩柱施工完成后，利用起重機(jī)逐一拼裝鋼棒、牛腿、分配梁，形成蓋梁安裝平臺(tái)。預(yù)制蓋梁安裝前，在墩柱頂設(shè)置抱箍式擋板，安裝時(shí)，利用360t履帶式起重機(jī)將半幅蓋梁節(jié)段吊起，使墩頂預(yù)留鋼筋對(duì)準(zhǔn)蓋梁底部的預(yù)留套筒，然后緩慢下放蓋梁，使預(yù)留鋼筋完全插入套筒內(nèi)，直至蓋梁下落至擋板內(nèi)。通過(guò)蓋梁中心標(biāo)志點(diǎn)與墩柱中心標(biāo)志點(diǎn)對(duì)齊情況判斷蓋梁安裝是否到位；通過(guò)倒鏈葫蘆對(duì)蓋梁與墊板接觸面進(jìn)行初調(diào)，其垂直度須控制在5mm以內(nèi)；最終利用全站儀進(jìn)行復(fù)核，確保蓋梁平面位置、高程均滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 蓋梁坐漿

墩柱頂和蓋梁底進(jìn)行坐漿時(shí)，利用蓋梁兩側(cè)布置的4臺(tái)100t千斤頂將蓋梁緩慢頂升10～20cm，提供坐漿攤鋪空間；現(xiàn)場(chǎng)采用人工攤鋪；坐漿料攪拌完成后，須在30min內(nèi)澆筑完畢。通過(guò)千斤頂回油完成蓋梁落位，落位時(shí)，吊機(jī)吊鉤不受力，僅做保險(xiǎn)措施。單幅蓋梁落位過(guò)程中，平面位置通過(guò)中心線對(duì)齊，標(biāo)高通過(guò)千斤頂回油進(jìn)行控制，緩慢進(jìn)行，確保回落至起頂高度，最后由全站儀測(cè)量復(fù)核各項(xiàng)數(shù)據(jù)無(wú)誤后，完成墩頂坐漿施工。

墩柱頂部坐漿完成，檢查灌漿套筒無(wú)堵塞后，在出漿口外接軟管，并向上彎曲，確保壓漿過(guò)程中漿液可以回流，避免漿液不足；壓漿過(guò)程中停頓2次，每次10s，確保漿液在自重下密實(shí)，同時(shí)排出空氣。

3.3 蓋梁濕接縫施工

蓋梁安裝到位后，即開始施工蓋梁中間2m濕接縫。采用吊模法施工，在濕接縫處分別搭設(shè)2根型鋼于蓋梁頂部和底部，上下型鋼通過(guò)吊桿連接，形成一個(gè)吊架平臺(tái)。按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力波紋管安裝、模板安裝，檢查合格后澆筑C50微膨脹混凝土，覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)。

3.4 蓋梁張拉

在張拉平臺(tái)上進(jìn)行蓋梁預(yù)應(yīng)力張拉操作。平臺(tái)采用2根2m長(zhǎng)[10作為懸挑桿，尾部利用預(yù)埋件將懸挑桿錨固于蓋梁上。設(shè)置2根2m長(zhǎng)[10作為吊桿，2根1m長(zhǎng)[10作為底平臺(tái)，平臺(tái)頂部設(shè)置三角斜撐，將懸挑桿和吊桿連接，底平臺(tái)橫梁上滿鋪工字木梁作為施工平臺(tái)(見圖2)。在千斤頂對(duì)應(yīng)面放置擋板，防止預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中夾片飛出傷人。穿設(shè)鋼絞線時(shí)，其端部由吊繩提升至張拉平臺(tái)，通過(guò)人工單根穿設(shè)，將鋼絞線依次穿設(shè)完成。預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉結(jié)束后，經(jīng)監(jiān)理工程師同意，孔道在48h內(nèi)壓漿。壓漿應(yīng)連續(xù)、緩慢、均勻進(jìn)行，一次壓完。壓漿應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿并出漿，且排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。

圖2 張拉平臺(tái)示意

3.5 蓋梁安裝支架拆除

蓋梁安裝支架拆除為安裝的逆過(guò)程，待該墩位蓋梁施工完畢，由汽車式起重機(jī)配合拆除，先拆除蓋梁兩端張拉平臺(tái)，人工割除蓋梁安裝支架中2組型鋼間的連接角鋼，解除分配梁與牛腿之間的連接，汽車式起重機(jī)分2次將分配梁吊至地面，再由作業(yè)人員利用登高車解除牛腿與鋼板之間的螺栓，拆除牛腿，直至蓋梁安裝支架全部拆除。支架拆除后應(yīng)及時(shí)用高強(qiáng)無(wú)收縮砂漿對(duì)預(yù)留孔進(jìn)行封堵，封堵完成后及時(shí)對(duì)其表面進(jìn)行裝飾，確保外觀質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了湘府路大懸臂預(yù)制蓋梁的節(jié)段安裝方案。采用鋼棒支架法進(jìn)行大懸臂預(yù)制蓋梁安裝，減少了現(xiàn)場(chǎng)的支架安裝工程量，降低了施工操作人員的安全風(fēng)險(xiǎn)及施工成本，同時(shí)有效保證了裝配式橋梁的施工質(zhì)量，在減少對(duì)市政道路交通影響的前提下，施工操作便捷，成本低，工期短，對(duì)今后同類預(yù)制橋梁的施工具有一定借鑒意義。