下穿通道框架涵結(jié)構(gòu)分塊預(yù)制多向拼裝施工技術(shù)

黃緯斌

摘要： 以疏港路下穿仙岳路通道工程為例，介紹了下穿通道框架涵結(jié)構(gòu)采用分塊預(yù)制多向拼裝的施工工藝及質(zhì)量控制的技術(shù)措施。

Abstract： Taking Shugang Road passing through the Xianyue Road project as an example， the paper introduces the construction technology and quality control measures of the prefabrication and multi-directional assembling of the frame culvert structure of the underpass passageway.

關(guān)鍵詞： 預(yù)制框架涵；多向拼裝；施工技術(shù)

Key words： prefabricated frame culverts；multi-directional assembly；construction technology

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）16-0163-02

1 工程概況

疏港路下穿仙岳路通道工程項(xiàng)目位置位于福建省廈門市疏港路（東渡段），線路場地地處鬧市區(qū)，為城市主干路，兩側(cè)樓房較多，車流量極大，是廈門市交通重要交通節(jié)點(diǎn)之一。為縮短工程施工工期和保證施工期間交通的暢通，下穿通道框架涵采用“框架涵結(jié)構(gòu)分塊預(yù)制多向拼裝施工技術(shù)”施工主體結(jié)構(gòu)的單孔框架涵和雙孔框架涵，即采用“工廠化分塊預(yù)制、現(xiàn)場進(jìn)行上下匹配拼裝和縱向匹配拼裝、張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線連接成跨”施工技術(shù)進(jìn)行指導(dǎo)施工。

2 施工技術(shù)主要特點(diǎn)

2.1 節(jié)能減排、低碳環(huán)保

該工藝相比與傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工工藝，從施工周期上縮短工期約2個(gè)月，大大降低了由施工造成對周邊環(huán)境和交通的影響；此外，下穿隧道主體結(jié)構(gòu)框架涵是在預(yù)制廠預(yù)制的，節(jié)省了立模、鋼筋綁扎和澆筑等現(xiàn)場工作，減少對環(huán)境的不良影響。

2.2 技術(shù)先進(jìn)

在國內(nèi)首次提出下穿通道采用多向分塊預(yù)制拼裝施工工藝施工，該技術(shù)的成功應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，填補(bǔ)了國內(nèi)的技術(shù)空白。

2.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高

由于施工時(shí)間為2012年，國內(nèi)尚無框架涵節(jié)段拼裝相應(yīng)的施工及驗(yàn)收規(guī)范，在設(shè)計(jì)時(shí)參考《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2002）和《預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁預(yù)制節(jié)段逐跨拼裝施工技術(shù)規(guī)程》（CJJ/T111-2006）等標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)業(yè)主要求對施工總體質(zhì)量控制提出了更高的要求。如中心線偏差不超過10mm，節(jié)段拼裝誤差不超過5mm，標(biāo)高誤差不能超過10mm等。要達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)的要求，除每一個(gè)工序都要嚴(yán)格把關(guān)外，還要求必須有足夠先進(jìn)的硬件條件。

3 總體施工方案

預(yù)制節(jié)段綜合管溝由專業(yè)預(yù)制場負(fù)責(zé)預(yù)制，預(yù)制成品采用平板車運(yùn)抵現(xiàn)場?，F(xiàn)場采用260tQUY履帶吊車或120t門機(jī)配合進(jìn)行卸梁、喂梁后，使用120t門機(jī)進(jìn)行上下匹配，完成后采用240t門機(jī)進(jìn)行縱向拼裝。

由于雙孔框架涵節(jié)段相對單孔框架涵節(jié)段斷面及重量更大，施工工藝更復(fù)雜，更具代表性，現(xiàn)以雙孔框架涵節(jié)段拼裝為例，其施工步驟：

①120t門機(jī)在鋼便橋區(qū)域卸梁，按照拼裝順序：1#節(jié)段下部節(jié)段—1#節(jié)段上部節(jié)段—2#節(jié)段下部節(jié)段—2#節(jié)段上部節(jié)段—3#節(jié)段下部節(jié)段—3#節(jié)段上部節(jié)段……10#節(jié)段下部節(jié)段—10#節(jié)段上部節(jié)段，依次吊裝各節(jié)段。

②將同一孔內(nèi)每節(jié)段下部和上部節(jié)段上下進(jìn)行匹配，并進(jìn)行接縫涂膠施工，然后將接縫左右側(cè)預(yù)埋鋼板焊接，保證上下節(jié)段能緊密結(jié)合成整體。

③精準(zhǔn)定位首節(jié)段（節(jié)段懸空2cm），將第2節(jié)段通過240t門機(jī)吊起往首節(jié)緩緩靠攏試拼對位（吊點(diǎn)位于底座節(jié)段底板頂面），再進(jìn)行整倉接縫面涂膠施工，精確定位并張拉臨時(shí)縱向預(yù)應(yīng)力，底部采用卸荷塊臨時(shí)支撐，拆除吊具。

④依次吊裝第3～10節(jié)段，拼合、涂膠、臨時(shí)張拉。

⑤待整孔安裝就位完成后，張拉永久預(yù)應(yīng)力鋼束，張拉完畢后可解除臨時(shí)縱向預(yù)應(yīng)力同時(shí)進(jìn)行管道壓漿，對節(jié)段底板和墊層之間的間隙進(jìn)行底部灌漿。

⑥待灌漿層達(dá)到一定強(qiáng)度，解除底部臨時(shí)支撐，使整孔節(jié)段支撐在灌漿層上，取出卸荷塊。

⑦澆筑各孔端部濕澆段砼，處理變形縫。

4 主要施工方法

4.1 框架涵節(jié)段預(yù)制

地下通道框架涵在專業(yè)預(yù)制廠內(nèi)預(yù)制，采用長線法匹配預(yù)制。不僅在縱向進(jìn)行匹配預(yù)制，而且上下節(jié)段在橫向亦進(jìn)行匹配。在節(jié)段預(yù)制的過程中，一節(jié)段預(yù)制完成后，側(cè)模移至下一待澆節(jié)段進(jìn)行支模施工，已澆節(jié)段的后端面成為待澆節(jié)段的前端模，逐塊的在臺(tái)座上匹配預(yù)制節(jié)段，從而形成流水線式的生產(chǎn)。

4.2 框架涵節(jié)段運(yùn)輸

以雙倉框架涵為例，單節(jié)段重100.65-112.75t，長3m，寬19.9m，高度為3.6m，由于前期調(diào)查后選擇采取陸路運(yùn)輸，因此運(yùn)輸過程中存在超高、超重、超寬、超長現(xiàn)象。運(yùn)輸前及時(shí)做好與交警、路政部門的溝通，取得職能部門對運(yùn)輸?shù)膶徟С?。?jié)段采用特制車輛運(yùn)輸，運(yùn)輸過程中做好對沿線的交通予于疏導(dǎo)。

4.3 雙孔框架涵節(jié)段卸梁區(qū)

由于節(jié)段后續(xù)要卸至現(xiàn)場框架涵基坑底，現(xiàn)場選擇設(shè)置在仙岳路與疏港路的交叉口，在該處基坑內(nèi)搭設(shè)鋼棧橋作為卸梁平臺(tái)。

4.4 喂梁

首先120t門機(jī)移至卸梁區(qū)，打開門機(jī)支腿的活動(dòng)下橫杠，然后將平板車從門機(jī)支腿之間倒車進(jìn)入鋼便橋卸梁區(qū)，待門機(jī)起吊框架涵預(yù)制節(jié)段后平板車前行退出，再將門機(jī)支腿的活動(dòng)下橫杠連接，門機(jī)即可行走吊裝作業(yè)。

4.5 預(yù)制框架段基底處理

框架通道開挖處理后的地基承載不得小于180kPa后，在預(yù)制框架段基底設(shè)36cm厚C20砼墊層和50cm厚C30砼墊層，在側(cè)墻下部設(shè)鋼筋砼條形基礎(chǔ)，擱置千斤頂類型支撐件用于支撐預(yù)制節(jié)段，用于縱向拼接和預(yù)應(yīng)力張拉減小摩阻力。

4.6 臨時(shí)支撐

在每個(gè)節(jié)段拼裝時(shí)，采用四個(gè)100t卸荷塊在預(yù)制框架兩側(cè)四個(gè)點(diǎn)做臨時(shí)支撐。整孔預(yù)制框架拼裝完畢并完成永久張拉和灌漿后，取出所有卸荷塊，待滿足設(shè)計(jì)要求后方可用于下一孔施工。

4.7 預(yù)制節(jié)段的多向拼裝

4.7.1 預(yù)制節(jié)段上下拼裝

①上下節(jié)段拼裝。采用120t門機(jī)在鋼便橋區(qū)域?qū)⒐?jié)段從后往前先依次吊裝底座節(jié)段支撐于卸荷塊上，調(diào)整下部節(jié)段并精確定位，然后將上部節(jié)段運(yùn)抵現(xiàn)場，通過上下匹配原則，緩慢向已定位好的下部節(jié)段靠攏，在快靠攏時(shí)，用木楔在上下節(jié)段接縫間臨時(shí)塞墊，防止節(jié)段撞傷。等節(jié)段穩(wěn)定后，取出墊木，然后利用定位板限位，并通過門機(jī)起升機(jī)構(gòu)的三向微調(diào)功能，緩慢驅(qū)動(dòng)天車將節(jié)段的上部與下部進(jìn)行拼接，直至滿足要求。

試拼后通過天車將上部節(jié)段吊離下部節(jié)段約50cm，對上下接觸面進(jìn)行涂膠施工，涂膠完成后將上下節(jié)段對拼，待環(huán)氧膠達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行上下節(jié)段拼縫鋼板焊接，依順序?qū)⒄姿锌蚣芄?jié)段上下拼接成整體。

②上下節(jié)拼接縫焊接?？蚣芄?jié)段上下匹配完畢后，在側(cè)墻兩側(cè)均采用鋼板與預(yù)埋鋼板焊接，以確保不漏水。

4.7.2 預(yù)制節(jié)段縱向拼裝

①首節(jié)節(jié)段定位與固定。

1）首節(jié)節(jié)段作為整孔拼裝的基準(zhǔn)面，其準(zhǔn)確定位對于后續(xù)節(jié)段拼裝就位非常關(guān)鍵?？蚣芄?jié)段在預(yù)制時(shí)底座節(jié)段底板頂面埋設(shè)了六個(gè)控制點(diǎn)，并提供了六個(gè)控制點(diǎn)的理論拼裝坐標(biāo)，通過測量六個(gè)控制點(diǎn)來準(zhǔn)確定位后，方可松開吊具，節(jié)段重量轉(zhuǎn)換由卸荷塊支撐。

2）定位后，為防止首節(jié)下部節(jié)段在后續(xù)拼裝時(shí)被撞發(fā)生偏移，利用現(xiàn)有圍護(hù)樁或前一孔節(jié)段，在下部節(jié)段和上部節(jié)段兩側(cè)上下焊接型鋼將節(jié)段固定。

②節(jié)段試拼。

起重天車起吊第二節(jié)完整節(jié)段至與已定位好的首節(jié)完整節(jié)段相同高度后停止，緩慢將天車向首節(jié)段靠攏，在快靠攏時(shí)，用木楔在兩節(jié)段接縫間臨時(shí)塞墊，防止節(jié)段撞傷。等節(jié)段穩(wěn)定后，取出墊木，緩慢驅(qū)動(dòng)天車將第二節(jié)段與首節(jié)段拼接，并通過門機(jī)起升機(jī)構(gòu)的三向微調(diào)功能進(jìn)行微調(diào)，直至滿足要求。試拼后通過天車將第二節(jié)段吊離距首節(jié)段約50cm，即可開始涂膠施工。

③膠拼。拼裝時(shí)各節(jié)段間接縫采用環(huán)氧粘結(jié)劑粘接，環(huán)氧粘結(jié)材料采用雙組分成品，不含對鋼筋有腐蝕和影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的成份。

④臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉。相鄰節(jié)段涂膠靠攏后再通過預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼將前后節(jié)段連接壓緊，檢查接縫處混凝土接合情況（接縫遵循以底板順接為準(zhǔn)，左右腹板對稱原則），符合要求后開始同步分級張拉精軋螺紋鋼，同時(shí)檢查接縫四周擠膠情況并及時(shí)清理膠體。后續(xù)節(jié)段梁膠拼施工依次按工序重復(fù)操作，直至完成一跨剩余節(jié)段梁拼裝。

4.7.3 永久預(yù)應(yīng)力張拉

雙孔框架設(shè)計(jì)6束縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線，采用12臺(tái)YC200型張拉千斤頂布置于兩端同時(shí)對稱張拉。一孔的所有節(jié)段梁拼接完成后即可開始鋼絞線穿束、安裝錨具，進(jìn)行永久預(yù)應(yīng)力張拉。永久張拉完成后卸除縱向臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉。

4.7.4 孔道壓漿

張拉完成后及時(shí)進(jìn)行孔道壓漿，根據(jù)設(shè)計(jì)的配合比調(diào)制好管道壓漿料，采用真空機(jī)預(yù)先進(jìn)行管道抽真空，從另一端用壓漿機(jī)灌入壓漿料直至另一端出現(xiàn)濃漿即可。

4.7.5 底部灌漿

在框架涵節(jié)段拼裝完成后，采用泡沫劑封堵框架結(jié)構(gòu)邊緣縫隙，而后將拌制好的M40水泥漿直接從進(jìn)漿孔灌入進(jìn)行底部灌漿，直至注漿材料從周邊出漿孔流出為止。利用自身重力使墊層混凝土與預(yù)制節(jié)段梁底之間充滿水泥漿體。12h后補(bǔ)壓一次，以保證框架底部壓漿密實(shí)。待強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，拆除節(jié)段底部卸荷塊，移至下孔施工。至此完成一孔框架涵節(jié)段的多向拼裝。

5 結(jié)語

“下穿通道框架涵結(jié)構(gòu)分塊預(yù)制多向拼裝施工技術(shù)”具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)，可縮短建設(shè)周期，降低了對城市交通的影響，且建筑能耗低、城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得以保障等，是一項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)、集成創(chuàng)新的工程施工技術(shù)。它轉(zhuǎn)變了工程施工的發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)的工廠化及現(xiàn)場施工的裝配化，走資源利用少、環(huán)境負(fù)荷低、科技含量高、生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展道路。隨著人們對該技術(shù)的了解和認(rèn)識(shí)的不斷加深，該技術(shù)在國內(nèi)將有非常廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]王麗，季日臣，伊新芳，謝訟詩.斜交框架地道橋的力學(xué)特性[J].甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)，2009（01）.

[2]朱建棟，杜守繼，付功義.地道橋結(jié)構(gòu)與土相互作用的有限元分析[J].巖土力學(xué)，2004（S2）.

[3]楊功勤.地道橋結(jié)構(gòu)靜力與動(dòng)力特性的分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2002（06）.