淺談景觀橋梁預(yù)制件先掛施工

趙建琴

（上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司，上海市 200433）

淺談景觀橋梁預(yù)制件先掛施工

趙建琴

（上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司，上海市 200433）

結(jié)合工程實(shí)例，介紹預(yù)制件先掛工藝運(yùn)用于景觀橋梁上的制作、安裝、支護(hù)、養(yǎng)護(hù)等方面的內(nèi)容，克服解決過程中產(chǎn)生的諸多問題。并通過與傳統(tǒng)工藝的對比，體現(xiàn)先掛施工在崇明東灘地區(qū)的優(yōu)越性，作為以后工程施工操作工藝及質(zhì)量驗(yàn)收的參照樣板借以推廣。

整體性；加工安裝精度；支護(hù)體系

0 引言

崇明東灘啟動區(qū),地處長江入?？?，是崇明生態(tài)島建設(shè)的重要組成部分，將在這里建設(shè)一個(gè)以“生態(tài)、低碳、長壽”為特色，集生態(tài)城鎮(zhèn)、綠港農(nóng)業(yè)、濕地公園三大園區(qū)為一體，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的生態(tài)示范區(qū)。依據(jù)地塊整體規(guī)劃格調(diào)，區(qū)域內(nèi)新建橋梁造型采用簡歐式總體風(fēng)格。

目前國內(nèi)市政橋梁工程中，橋梁表面裝飾造型多采用預(yù)制干掛石材裝飾面板工藝。但崇明東灘生態(tài)示范區(qū)地處長江入?？?，橋梁常年處于高濕高鹽的大氣環(huán)境中，干掛裝飾工藝的特性導(dǎo)致錨固鋼筋易受到氯離子侵蝕，承受車輛動荷載的橋梁更可能在使用不長時(shí)間之后發(fā)生裝飾面板脫落，影響景觀效果和通航安全，且處于河道上方的橋梁表面相對房屋建筑立面更難以修復(fù)。

針對上述情況，東灘地區(qū)景觀橋梁裝飾采用橋梁裝飾一次成型技術(shù)，即橋梁裝飾結(jié)構(gòu)與橋梁主體結(jié)構(gòu)一同成型，不進(jìn)行二次加工。能使橋梁表面裝飾面層與主體結(jié)構(gòu)更為緊密結(jié)合，減少錨固鋼筋附近的微觀滲透通道，提高表面裝飾面層耐久性，大幅的降低工程造價(jià)和施工周期。裝飾一次性成型技術(shù)包括運(yùn)用造型模板成型、預(yù)制件先掛施工成型等內(nèi)容。本文探究的是預(yù)制件先掛技術(shù)運(yùn)行于景觀橋梁裝飾效果一次成型施工。

由于該工藝在東灘地區(qū)橋梁施工方面屬于首次運(yùn)用，為保證橋梁裝飾的成型效果，在實(shí)施前要針對新工藝在實(shí)施過程中可能出現(xiàn)的問題制定對策，并通過試驗(yàn)施工來檢驗(yàn)實(shí)施效果并取得施工經(jīng)驗(yàn)。驗(yàn)證模板體系效果、施工方法、混凝土實(shí)體、表面效果及質(zhì)量等。經(jīng)確認(rèn)后選擇的樣板段。

1 工程概述

橫2河橋位于本工程擬建S3路上，橋梁為單跨22 m結(jié)構(gòu)，橋型為單幅橋，橋幅寬度為29 m（箱梁結(jié)構(gòu)凈尺寸）。樁基采用600PHC預(yù)應(yīng)力管樁，下部結(jié)構(gòu)采用埋置式混凝土墩臺，上部結(jié)構(gòu)為為簡支現(xiàn)澆混凝土箱梁，箱梁形式為單跨多箱式結(jié)構(gòu)。為區(qū)域內(nèi)景觀橋梁，風(fēng)格采用簡歐式，橋梁檐線、拱圈、側(cè)表面均有不同形式的裝飾效果，涉及橋梁上部結(jié)構(gòu)的橋梁裝飾結(jié)構(gòu)部分采用一次成型技術(shù)。橋梁效果見圖1。

圖1 橫2河橋效果圖

橫2河景觀橋梁裝飾分為3個(gè)部分：

（1）橋梁檐線：經(jīng)過設(shè)計(jì)調(diào)整后，橋梁檐線主體已位于橋面鋪裝位置。根據(jù)設(shè)計(jì)工況，橋梁檐線為二次澆筑結(jié)構(gòu)，不參與箱梁主體結(jié)構(gòu)施工。

（2）橋梁拱圈：布置于橋梁側(cè)面下沿，按照箱梁底面拋物線進(jìn)行走弧。拱圈高度為30 cm，并凸出橋梁側(cè)面10 cm，實(shí)際施工時(shí)該部位采用預(yù)制成型構(gòu)件的形式實(shí)現(xiàn)效果。

（3）橋側(cè)面機(jī)理：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，橫2河橋橋表面裝飾紋理主要集中于橋墩位置側(cè)向擋板位置，待橋梁上部結(jié)構(gòu)完成后，再行施工。

其中橋梁拱圈采用預(yù)制件先掛施工工藝，為本文討論的內(nèi)容。

2 工藝簡介及特點(diǎn)

2.1 工藝簡介

根據(jù)設(shè)計(jì)效果，橋梁拱圈高30 cm，厚10 cm，分為長度約1 m左右的扇形塊，在澆筑前分塊拼裝并連接于箱梁鋼筋骨架上，最后澆筑箱梁混凝土?xí)r成型，形成拱圈效果。拱圈分塊見圖2～圖4。

圖2 拱圈預(yù)制件分塊立面圖（單位：mm）

圖3 拱圈預(yù)制件分塊俯視圖（單位：mm）

圖4 拱圈預(yù)制件連接鋼筋詳圖（單位：mm）

預(yù)制件先掛施工即拱圈裝飾預(yù)制件安裝與箱梁鋼筋骨架一同成型，而后再立模澆筑混凝土，拱圈實(shí)際成為箱梁模板支護(hù)體系的一部分，混凝土澆筑完成后，拱圈預(yù)制件與箱梁結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，見圖5。

圖5 拱圈安裝圖

2.2 工藝特點(diǎn)

2.2.1 優(yōu)點(diǎn)

相較于預(yù)制件后掛施工，尤其在東灘地區(qū)，先掛施工有著如下的優(yōu)點(diǎn)

（1）裝飾結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的整體性好，由于預(yù)制件與橋梁主體結(jié)構(gòu)整澆在一起，橋梁主體結(jié)構(gòu)與裝飾預(yù)制件之間結(jié)合相對較為牢固。

（2）先掛施工在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的同時(shí)，也減少了結(jié)構(gòu)的微觀滲透通道，由于一次成型，不留縫隙，故結(jié)構(gòu)表面不存在后掛施工中的連接件，隔斷了水分子通過其向結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲透的路徑。延長了橋梁結(jié)構(gòu)和預(yù)制件的壽命。

（3）由于先掛施工與橋梁結(jié)構(gòu)一同施工，省下了后續(xù)預(yù)制件安裝的周期。

（4）避免了后期干掛施工中遇到的諸如成品保護(hù)、后掛作業(yè)固定預(yù)制件破壞箱梁結(jié)構(gòu)本體等問題。

2.2.2 存在問題

但由于先掛施工在橋梁結(jié)構(gòu)使用的較少，根據(jù)梳理先掛施工還存在如下問題：

（1）預(yù)制件加工及拼裝偏差

雖然后掛施工同樣存在該問題，但由于先掛施工中預(yù)制件需要作為箱梁結(jié)構(gòu)模板的一部分，就將該問題放大，預(yù)制件的偏差不僅僅只是裝飾效果，還直接影響到了箱梁混凝土成型質(zhì)量。要求預(yù)制件的加工精度及拼裝要求非常高。

（2）焊接作業(yè)對于附近波紋管的保護(hù)

整個(gè)拱圈結(jié)構(gòu)需要與箱梁鋼筋結(jié)構(gòu)相連焊接，由于焊接位置距離箱梁內(nèi)置波紋管較近，在焊接作業(yè)時(shí)需要保護(hù)波紋管不受損傷。

（3）結(jié)構(gòu)狹小斷面對于鋼筋、混凝土施工的限制

由于拱圈預(yù)制件位置正好位于箱梁結(jié)構(gòu)鋼筋密集區(qū)域，在施工順序上需要遵循一定的順序，以便于有足夠的操作空間。

（4）預(yù)制件—結(jié)構(gòu)模板體系在混凝土澆筑時(shí)承受混凝土壓力的性能

同樣由于預(yù)制件是作為模板體系的一部分的緣故，預(yù)制件本身以及與結(jié)構(gòu)模板形成的組合體系需要承受混凝土澆筑的壓力。對組合模板體系的整體性及牢固程度提出了更高的要求。

綜合以上所述，在梁式橋梁結(jié)構(gòu)中運(yùn)用預(yù)制件先掛施工首先需要解決預(yù)制件加工及拼裝精度問題，其次需要預(yù)制件組合模板有良好剛度及穩(wěn)定性，拼縫牢固，結(jié)構(gòu)模板與預(yù)制塊連接牢固，確保橋梁上部結(jié)構(gòu)混凝土最終成型的質(zhì)量。

3 實(shí)施過程管理與控制

本工程橫2河景觀橋本質(zhì)上是清水混凝土的施工，表觀效果要求較高。從施工工藝上來說上部結(jié)構(gòu)支架體系采用鋼管扣件式滿堂支架、模板支護(hù)主要采用木模板+方木鋼管格柵體系，對拉螺桿與外支撐體系結(jié)合的方式成型上部結(jié)構(gòu)。

為解決預(yù)制件先掛工藝可能存在的問題，項(xiàng)目部在實(shí)際施工中分別采取了措施來改進(jìn)原有工藝。

3.1 明確施工順序

由于預(yù)制件需要事先安裝，故在施工順序上需要一定的調(diào)整，經(jīng)過項(xiàng)目部內(nèi)部討論，結(jié)合以往橋梁結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)，確定以下的施工順序：

橋梁底模鋪設(shè)（預(yù)制件安裝平臺）—上部結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎、波紋管安裝—預(yù)制件就位、固定—立外?！M合模板后靠施工—拼縫處理—澆筑混凝土。

3.2 預(yù)制塊加工及試拼

本工程預(yù)制件材質(zhì)為高強(qiáng)度纖維混凝土。由預(yù)制件專業(yè)廠家負(fù)責(zé)進(jìn)行制作，制作前根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際尺寸進(jìn)行放樣并繪制小樣圖，按小樣圖進(jìn)行加工及分塊。到場后首先根據(jù)其企業(yè)內(nèi)部制定標(biāo)準(zhǔn)（BAU裝飾造型混凝土板）進(jìn)行驗(yàn)收，觀察其表觀質(zhì)量及構(gòu)件強(qiáng)度是否符合安裝要求，其次根據(jù)橫2河橋梁底線形進(jìn)行構(gòu)件試拼，并將構(gòu)件進(jìn)行編號，在保證其梁底線形的和順度后再安裝至結(jié)構(gòu)上。

3.3 預(yù)制塊就位、固定

箱梁結(jié)構(gòu)鋼筋及波紋管施工完畢后就可以進(jìn)行構(gòu)件安裝，預(yù)制塊就位分塊進(jìn)行，一塊就位完畢后進(jìn)行固定，固定完畢后進(jìn)行下一塊的施工。就位前，先在底模上彈出框架線，安裝定位的角鋼，角鋼安裝位置位于兩塊預(yù)制件的接縫位置，定位角鋼兩端與底模用自攻螺絲固定，角鋼長度為20 cm左右，角鋼形式為40×40小角鋼。

預(yù)制構(gòu)件就位時(shí)沿角鋼進(jìn)行布置，靠緊角鋼后，將預(yù)制件的預(yù)埋筋與結(jié)構(gòu)鋼筋相焊接。預(yù)制構(gòu)件全部安裝固定完畢后，其與底模面接觸位置的縫隙全部用批嵌膩?zhàn)犹畛洳⒉鸪卿摗?/p>

3.4 模板加工

本工程底模、側(cè)模模板均采用全新木質(zhì)夾板，模板尺寸采用1.22 m×2.44 m大塊模板規(guī)格，板厚18 mm，以保證清水混凝土成型效果。

由于橫2河橋高度較低，為保證側(cè)模立面效果，箱梁邊腹板外側(cè)模同樣采用整張模板，側(cè)模需要預(yù)先在場地上根據(jù)放出的大樣線形進(jìn)行試拼、切割。修整完畢后給各塊模板進(jìn)行編號，與預(yù)制件一一對應(yīng)。

3.5 模板就位及固定

為保證成型效果（與其下部預(yù)制塊組成外模體系）。墻身外側(cè)模板采用縱橫向格柵拉桿螺絲及拋撐進(jìn)行固定，并通過固定于底模上的方木豎楞以及水平向?qū)輻U與預(yù)制件形成受力整體。模板豎向楞采用100×50木方；橫向楞采用2根φ48 mm鋼管，拉桿螺絲選用φ14。在實(shí)際施工時(shí)需要根據(jù)不同斷面形式確定拉桿位置，對拉螺桿另一端與內(nèi)模固定。

箱梁結(jié)構(gòu)投影面積外的旁支架作為外側(cè)模的后靠支撐，為最大限度的保證外模支撐體系的穩(wěn)定性，在邊坡上設(shè)置的地反梁作為后靠；旁支架設(shè)置兩根斜撐與邊坡上地反梁固定。

對于腹板預(yù)制件部位無法靠對拉螺栓承受混凝土澆筑側(cè)壓力的部位（預(yù)制件上鉆螺栓孔容易破壞預(yù)制件表面的裝飾效果），主要采取外支撐體系。預(yù)制件部位的支撐體系主要由下列組成：

（1）在預(yù)制件表面設(shè)置方木豎楞，并與上部側(cè)模板豎楞形成整體，通過上部側(cè)模版位置的對拉螺桿與預(yù)制件外的軋條木方共同承受混凝土澆筑側(cè)壓力。

（2）在預(yù)制件底部設(shè)置軋條臨時(shí)固定，由于軋條固定位置緊固是整個(gè)外模支撐的薄弱點(diǎn)，故在軋條位置增設(shè)方木支撐至旁支架橫杠位置。旁支架通過斜撐與滿堂支架縱橫牽杠的拉結(jié)以及與地反梁支撐進(jìn)行傳，見圖6。

圖6 組合模板后靠體系

3.6 模板拼縫處理

外側(cè)組合模板直接影響外觀效果，其拼縫處理要求更高，首先從材料上采用大塊模板，減少模板拼縫，其次在每塊模板拼縫位置使用方木騎縫固定，并通過橫向鋼管橫楞進(jìn)行緊固。外側(cè)模采用整張模板裁剪而成，模板底部根據(jù)走弧線形進(jìn)行裁剪，結(jié)構(gòu)模板與預(yù)制件之間的拼縫空隙采用硅膠進(jìn)行填充，見圖7。

圖7 組合模板之間拼縫處理

4實(shí) 施效果及總結(jié)

通過采取上述的措施，有效了降低了預(yù)制件先掛施工對箱梁結(jié)構(gòu)的影響，達(dá)到了預(yù)期的效果，從實(shí)施效果上看，橋梁表觀效果較好，預(yù)制件與箱梁結(jié)構(gòu)整澆部分未見明顯瑕疵。預(yù)制件分塊之間拼縫嚴(yán)密，混凝土澆筑時(shí)未有漏漿情況發(fā)生（見圖8）。從工程經(jīng)濟(jì)效益上看，首先節(jié)約了預(yù)制件的安裝周期，其次在橋梁箱梁結(jié)構(gòu)支架拆除后無需再重新搭設(shè)安裝腳手架。結(jié)合前述的預(yù)制件先掛施工本身的優(yōu)點(diǎn)，在后續(xù)景觀橋梁的施工中值得推廣應(yīng)用。

圖8 實(shí)施效果

U445

B

1009-7716（2017）10-0110-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.033

2017-06-30

趙建琴（1978-），女，上海人，工程師，從事路橋施工工作。