預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)

顏 研

中鐵二十局集團(tuán)第五工程有限公司 云南 昆明 650200

前言：

預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)是指根據(jù)橋梁縱軸線，將其劃分為多個(gè)一定長(zhǎng)度的節(jié)段，在施工現(xiàn)場(chǎng)附近設(shè)置預(yù)制場(chǎng)，進(jìn)行節(jié)段預(yù)制施工。在施工現(xiàn)場(chǎng)的橋墩施工結(jié)束后，將預(yù)制節(jié)段梁運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，拼裝施工后施加預(yù)應(yīng)力，完成橋梁施工。施工流程明晰簡(jiǎn)單，施工工期短，施工質(zhì)量高，可在工程中推廣普及。

1 工程概況

文章以涇河特大橋?yàn)槔?，分析預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)。該工程位于咸陽(yáng)市涇陽(yáng)縣，橋梁的總長(zhǎng)度為2258.94m，跨孔布置如下：29-32m簡(jiǎn)支梁+19-64m簡(jiǎn)支梁+1-32m簡(jiǎn)支梁。其中，64m簡(jiǎn)支梁選擇預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)，施工單位在DK48+200線路左側(cè)的50m位置設(shè)置節(jié)段梁制梁場(chǎng)，進(jìn)行節(jié)段梁的預(yù)制施工。預(yù)制完成后的節(jié)段梁運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)移動(dòng)支架造橋機(jī)進(jìn)行吊裝定位，再采用膠接法進(jìn)行涂膠、臨時(shí)張拉處理，最后統(tǒng)一張拉注漿，完成橋梁施工。在該工程中，橋梁的重量較大，拼裝跨度大，橋梁線性要求高，且工期緊張、安全風(fēng)險(xiǎn)大，施工單位應(yīng)用的預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)較為新穎，并以規(guī)范施工達(dá)成高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，值得其他施工單位借鑒參考。

2 預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)

2.1 準(zhǔn)備階段的數(shù)據(jù)驗(yàn)算

在開(kāi)展橋梁施工前，需對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行適用性分析。涇河特大橋工程采用的設(shè)備為自主研發(fā)的SX64/2800型移動(dòng)支架造橋機(jī)，施工單位在施工前進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，確保設(shè)備符合工程要求。在驗(yàn)算時(shí)，施工單位選擇MIDAS軟件為計(jì)算平臺(tái)，根據(jù)橋梁桿件截面與參數(shù)，通過(guò)梁?jiǎn)卧M構(gòu)建模型，模擬材質(zhì)為Q345，以固結(jié)方式連接桿件節(jié)點(diǎn)。計(jì)算人員將造橋機(jī)的荷載設(shè)置為靜荷載，通過(guò)容許應(yīng)力方法設(shè)計(jì)，構(gòu)建的模型如圖1所示。

圖1 造橋機(jī)模型示意圖

在計(jì)算中，主要對(duì)空載和下放梁段兩種工況開(kāi)展分析，分析內(nèi)容如下：（1）強(qiáng)度分析，空載工況下中支點(diǎn)的反力為832.2t、后支點(diǎn)為296.t、應(yīng)力最大值為145.98MPa＜210MPa，下放梁段工況下后支點(diǎn)的反力為1679.3t、中支點(diǎn)反力為2230.9t、應(yīng)力最大值為198MPa＜210MPa，均符合標(biāo)準(zhǔn)要求；（2）剛度分析，在空載工況下，跨中fmax=7.6mm，7.6/67860=1/8929＜1/400，在下放梁段工況下，跨中fmax=100mm，100mm/68.8m=1/688＜1/400，均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，在穩(wěn)定性分析、拖拉狀態(tài)結(jié)果分析中，造橋機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，表明該設(shè)備可用于涇河特大橋工程中[1]。

2.2 預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工流程

在合理選擇施工設(shè)備后，施工單位按照規(guī)范流程開(kāi)展預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工。在節(jié)段梁預(yù)制施工中，施工單位按照如下流程施工：模板施工→鋼筋加工→混凝土施工→養(yǎng)護(hù)→模板拆除→預(yù)制線性控制。

在節(jié)段預(yù)制梁拼裝中，施工單位按照如下流程施工：第一，拼裝移動(dòng)支架造橋機(jī)；第二，根據(jù)預(yù)制梁的標(biāo)號(hào)對(duì)稱吊裝（1’#和1#對(duì)稱），其中，3#、8#和6’#節(jié)段梁進(jìn)行下放處理；第三，調(diào)節(jié)各個(gè)梁段的標(biāo)高，并在梁段的接縫部位涂刷一層接縫膠，進(jìn)行臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉，在強(qiáng)度符合要求后，進(jìn)行鋼絞線一期張拉；第四，移動(dòng)造橋機(jī)，準(zhǔn)備架設(shè)下一孔，按照上述流程施工；第五，所有橋孔一期張拉完成后，統(tǒng)一進(jìn)行二期預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉，再進(jìn)行橋面系施工，鋪設(shè)二期恒載，完成橋梁施工。

其中，造橋機(jī)的安裝流程如下：組裝牛腿→組裝主梁并配置相應(yīng)施工設(shè)備、機(jī)具→安裝牛腿→安裝臨時(shí)支腿→主桁吊裝就位→下托梁系統(tǒng)→橫梁安裝→拖輪系統(tǒng)→提梁龍門(mén)吊安裝。在該過(guò)程中，要求各個(gè)組件可靠連接，并進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，確保各項(xiàng)參數(shù)符合要求，方可投入使用，保障施工安全。

2.3 預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工要點(diǎn)

為保障工程質(zhì)量，施工單位在遵循上述施工流程的基礎(chǔ)上，注重如下施工要點(diǎn)，保障施工質(zhì)量。

第一，預(yù)制線形控制。在預(yù)制梁施工中，施工單位在混凝土終凝前埋設(shè)6個(gè)測(cè)量點(diǎn)，包括2個(gè)軸線控制點(diǎn)和4個(gè)標(biāo)高控制點(diǎn)。首先測(cè)量埋設(shè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，再通過(guò)GCP軟件將其轉(zhuǎn)變?yōu)榻^對(duì)坐標(biāo)，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)輸入軟件的幾何控制程序中，明確梁段的坐標(biāo)位置，避免預(yù)制累積誤差的出現(xiàn)。同時(shí)，施工單位注重預(yù)制梁端的測(cè)量與控制，合理布置測(cè)量臺(tái)座，通過(guò)經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀等設(shè)備，調(diào)節(jié)橋梁的水平曲度及垂直度等參數(shù)，了解預(yù)制梁存在的尺寸偏差，避免梁段出現(xiàn)變形。

第二，涂膠施工要點(diǎn)。在涂膠施工前，施工單位對(duì)接縫面進(jìn)行全面清理，避免表層存在水泥、油跡等雜物，并配置環(huán)寬10mm、厚度5mm的密封圈，涂膠材料選為環(huán)氧樹(shù)脂，將其置于400r/min的工況下攪拌三分鐘，直到環(huán)氧樹(shù)脂顏色均勻，按照從上至下的順序，使用鋼制刮刀均勻且快速地涂刷于接縫面表層。涂膠時(shí)接縫面兩側(cè)的厚度控制在1.5mm左右，且保障涂膠的連續(xù)性，不可出現(xiàn)斷膠。同時(shí)，為保障涂膠的性能，需在45min內(nèi)將拌制的環(huán)氧樹(shù)脂涂刷完，并在涂刷后的90min內(nèi)拼接預(yù)制梁。如果施工時(shí)接縫面的表層溫度低于5℃，需進(jìn)行加溫處理。同時(shí)，由于環(huán)氧樹(shù)脂膠中存在刺激性和腐蝕性成分，施工人員在涂膠時(shí)，需佩戴抗腐蝕手套及護(hù)目鏡，避免皮膚或眼睛直接接觸膠體。如果施工時(shí)不慎與膠體接觸，需立即在清水下沖洗十五分鐘，并聯(lián)系醫(yī)生[2]。

第三，臨時(shí)張拉施工。在涂膠施工完成后，進(jìn)行臨時(shí)張拉施工，對(duì)預(yù)制梁進(jìn)行初步固定。在施工時(shí)，施工單位將四名施工人員及設(shè)備設(shè)置為一組，同時(shí)作業(yè)，首先對(duì)臨時(shí)錨塊中的4根精扎螺紋鋼進(jìn)行張拉，再進(jìn)行另外精軋螺紋鋼的張拉，為環(huán)氧樹(shù)脂施加大于0.3MPa的壓力，使其迅速固化。在該過(guò)程中，要求臨時(shí)張拉后的膠縫寬度控制在0.6-1.2mm，且不允許出現(xiàn)缺膠問(wèn)題。對(duì)于擠出的環(huán)氧樹(shù)脂，需立即清理干凈，并通過(guò)檢孔器檢查預(yù)應(yīng)力孔道，避免環(huán)氧樹(shù)脂堵塞孔道。為保障孔道的暢通，施工單位在臨時(shí)張拉半小時(shí)后，進(jìn)行二次通孔，保障工程質(zhì)量。如果臨時(shí)張拉施工完成后，發(fā)現(xiàn)橋梁的位置出現(xiàn)偏差，須立即調(diào)整。

第四，鋼絞線張拉施工。在臨時(shí)張拉全部結(jié)束后，統(tǒng)一進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束與張拉，施工單位選擇YCW型千斤頂作為張拉體系，按照預(yù)張拉→初張拉→終張拉流程施工。在張拉施工前，施工單位組織施工人員參與培訓(xùn)，深化其對(duì)張拉操作的認(rèn)識(shí)。在張拉預(yù)應(yīng)力束時(shí)，施工人員遵循設(shè)計(jì)要求，選擇張拉力和伸長(zhǎng)量雙控方式，前者為主，后者為輔，要求實(shí)際伸長(zhǎng)量和理論數(shù)值的誤差控制在6%以內(nèi)，并將部分梁段的吊桿進(jìn)行放松處理，要求每端鋼絲回縮量低于6mm；對(duì)于箱梁兩側(cè)腹板，施工人員采用對(duì)稱張拉方式，要求二者間的不平衡低于一束；對(duì)于同束鋼絞線，要求兩端對(duì)稱，且施工時(shí)千斤頂?shù)纳龎核俣扰c降壓速度盡量保持一致；對(duì)于鋼絞線出現(xiàn)的斷絲或滑絲現(xiàn)象，要求每束鋼絞線內(nèi)的單根鋼絞線僅有一絲可出現(xiàn)上述現(xiàn)象，在每個(gè)斷面中，斷絲的數(shù)量需低于總鋼絲的1%。

第五，設(shè)備過(guò)孔要點(diǎn)。在涇河特大橋施工中，當(dāng)節(jié)段拼裝梁的一期張拉完成后，施工單位需將造橋機(jī)轉(zhuǎn)移到下一孔造橋跨中，進(jìn)行后續(xù)施工。為保障施工質(zhì)量，避免梁體出現(xiàn)承載力不足問(wèn)題，施工單位按照規(guī)范流程移動(dòng)造橋機(jī)[3]。

2.4 預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)應(yīng)用分析

借鑒涇河特大橋工程的成功經(jīng)驗(yàn)，預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工技術(shù)在橋梁工程施工中表現(xiàn)出工程效率高、工程質(zhì)量佳等優(yōu)勢(shì)，可在橋梁工程中推廣普及。結(jié)合工程施工流程，施工單位需結(jié)合工程特點(diǎn)，配置專用架橋機(jī)，規(guī)范架橋機(jī)的安全與拆除，制定完善預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工方案，按照規(guī)范流程進(jìn)行施工，做好施工人員、施工技術(shù)與施工材料管控工作，保障預(yù)制節(jié)段拼裝梁技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

結(jié)論：

綜上所述，預(yù)制節(jié)段拼裝梁施工的注意要點(diǎn)較多，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高，需施工單位規(guī)范施工。借鑒涇河特大橋工程的施工經(jīng)驗(yàn)，施工單位需按照預(yù)制梁施工→運(yùn)輸→造橋機(jī)拼裝→預(yù)制梁吊裝→標(biāo)高調(diào)節(jié)→涂刷接縫膠→臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉→一期張拉→二期張拉的流程施工，并做好預(yù)制線形控制、涂膠、張拉及設(shè)備過(guò)孔工作，保障工程質(zhì)量，提高施工效率。