基于城市高架橋預(yù)制拼裝施工要點及控制探究

龔政

中交第四公路工程局有限公司 北京 100022

1 工程概況

某條公路長達3．1公里，公路中橋梁部分是通過全預(yù)制拼裝法進行施工。主要涵蓋的是橋梁的下半部分，譬如橋梁中的橋墩立柱部分、蓋梁部分、小箱梁部分，以及橋梁中的邊梁防撞墻等，這些都是由箱梁工廠完成預(yù)制加工，再運抵施工現(xiàn)場進行拼裝施工，由于橋梁立柱和承臺、立柱與蓋梁在拼接中需采用灌漿套管進行連接，然后在拼裝邊梁防撞墻和小箱梁，也正是如此，施工中的諸多細節(jié)是決定橋梁拼裝質(zhì)量的必然因素，故研究橋梁拼裝的施工要點，對確保該橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義[1]。

2 預(yù)制立柱拼裝施工要點

預(yù)制構(gòu)件在運抵施工現(xiàn)場時，應(yīng)遵循從下至上的順序進行。第一步要完成的是立柱與承臺之間的拼裝，待拼接縫灌漿強度滿足等級后，再進行下一拼裝施工，即拼裝立柱和蓋梁，由于各立柱與承臺、蓋梁與立柱間的連接均采用全灌漿套筒法施工，不同類型的混凝土構(gòu)件斷面拼接也是由具備一定強度標準的砂漿墊層鋪裝接合。在拼裝這些預(yù)制構(gòu)件時，由于各構(gòu)件間的連接是通過預(yù)留的鋼筋接頭進行焊接，在行灌漿套筒完成澆筑接合，使其達成拼裝的整體。而就預(yù)制拼裝的施工而言，其應(yīng)注重以下幾點：①預(yù)制立柱頂部預(yù)留的伸出鋼筋以及底部預(yù)埋灌漿套筒的定位；②在預(yù)制蓋梁的底部進行灌漿套筒預(yù)埋時的定位。在對預(yù)制立柱進行定位時，立柱頂部伸出鋼筋和立柱底部預(yù)埋的套筒需要進行定位，在進行模板澆筑以及鋼筋綁扎的施工時要及時保護好以上部位。

2.1 預(yù)制立柱鋼筋籠胎架

如圖1所示，為了提高預(yù)制立柱的精確度，立柱鋼筋籠的綁扎制作尤為關(guān)鍵，布置主筋箍筋定位體系時要嚴格按照圖紙來進行，確保主要稱重的鋼筋不發(fā)生彎曲，鋼筋籠在制作誤差也不能大于2毫米。立柱鋼筋籠胎架的結(jié)構(gòu)組成包括支架、底座、定位板和掛片。支架又包括中間主筋掛片架支架、套筒部位的定位板支架以及伸出鋼筋端的定位板支架。掛片主要包含左右緣主筋掛片、上下緣主筋掛片、手持式箍筋卡尺以及下緣箍筋掛片。

圖1 立柱鋼筋籠胎架立面示意圖

2.2 預(yù)留鋼筋和預(yù)埋套筒定位

為了使預(yù)制立柱中的預(yù)埋套筒和預(yù)留鋼筋定位的問題得到徹底解決，可以將定位鋼板加在胎架的頂端，這種鋼板使用的時車床的精加工，精度可以保持在1毫米的范圍。

要想使伸出鋼筋被徹底固定，在對伸出長度進行鎖定后還要保證主筋的位置不發(fā)生變動，將鋼筋定位板設(shè)置在胎架的一側(cè)，對定位板進行開孔時必須根據(jù)圖紙上的鋼筋位置來進行，在孔洞的位置要使用支頭螺絲來對伸出鋼筋進行固定。立柱模板的截面和伸出鋼筋定位板外部的尺寸可以匹配，在對鋼筋籠進行綁扎后，定位板會進入模板中，對鋼筋繼續(xù)進行定位，使立柱澆筑的高度控制在一定范圍內(nèi)[2]。

將套筒定位板（如圖2所示）設(shè)置在預(yù)制立柱鋼筋籠胎架的另外一側(cè)，嚴格的根據(jù)圖紙?zhí)淄驳闹行奈恢脤⒙菟自O(shè)置在定位板上，將橡膠環(huán)緊緊套在螺栓內(nèi)部，橡膠在膨脹過程中會鎖定套筒。通過使用套筒固定的部位聯(lián)合立柱底部的方式對套筒進行定位，不但能使套筒被牢牢的固定，也能使立柱底模板在澆筑之后進行模板裝入時不被拆卸掉，從而實現(xiàn)持續(xù)定位的功能。

圖2 套筒定位板（底模）示意

3 預(yù)制蓋梁施工要點

在進行預(yù)制蓋梁施工時要將蓋梁底端的預(yù)埋套筒進行定位，進行模板澆筑的過程中以及鋼筋綁扎的時候都要就是限位保護以上的部位。

3.1 蓋梁立柱鋼筋籠胎架

為了使預(yù)制蓋梁鋼筋籠綁扎達到一定的準確度，需要在進行綁扎時采用精加工的鋼筋胎架，必須要根據(jù)圖紙來布置主筋箍筋定位格局，確保鋼筋不發(fā)生彎曲，鋼筋籠在制作時誤差不超出2毫米范圍。蓋梁鋼筋籠胎架的結(jié)構(gòu)包括4部分，有支架、底座、定位平臺以及掛片。根據(jù)圖紙要求在底架上將定位框架進行固定，在定位框架上安裝上掛片，掛片類型包括下部橫梁、頂部橫梁、預(yù)制部分側(cè)面掛片（如圖3所示）以及脊骨梁側(cè)面掛片。

圖3 蓋梁鋼筋籠胎架設(shè)計立面示意

3.2 預(yù)埋套筒定位

為了使預(yù)埋套筒在預(yù)制蓋梁底部的定位得以徹底解決，將定位鋼板設(shè)立在胎架的位置，使用的精加工的鋼板，精度范圍保持在1毫米內(nèi)。將螺栓孔根據(jù)圖紙中套筒的中心位置設(shè)立在套筒定位板上，在進行定位時將橡膠環(huán)套筒內(nèi)部預(yù)設(shè)螺栓進行定位，橡膠在膨脹時鎖定套筒。在胎架外實現(xiàn)套筒安裝定位后全部進入鋼筋籠胎架內(nèi)，最后使鋼筋隨之進入到蓋梁模板內(nèi)，成為底模的其中一部分，實現(xiàn)限位功能。

3.3 蓋梁安裝施工工藝

①蓋梁卸車。運輸車輛施工以及吊裝機械都要在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)進行。蓋梁卸車是利用一臺320t的履帶來完成的。運輸車是沿著橋面停放的，而履帶吊橫橋是在承臺的北面停放的。②搭設(shè)操作平臺。拼裝人員在立柱底部進行平臺操作時，利用吊機使其到達柱頂，將其通過預(yù)埋螺栓套來進行固定，隨后完成蓋梁吊裝施工。③進行測量的準備。為了更好的對立柱與蓋梁的位置進行控制，要在蓋梁底部側(cè)面與立柱頂部的銜接處進行放樣以及彈墨線同時將刻度條進行安裝。④進行擋漿模板的安裝。將蓋梁邊線在立柱頂部彈出，按照邊線的位置將擋漿模板安裝上。擋漿模板的材料是5厘米的槽鋼，立柱的接觸面和擋漿模板都是使用的雙面膠來止?jié){的[3]。④對擋漿模板進行安裝。當蓋梁變線從立柱頂面彈出之后，工作人員便可以按照邊線位置對擋漿模板進行安裝，模板一般都是采用5厘米的槽鋼制作而成，立柱和模板的接觸面用雙面膠進行止?jié){處理，⑤墊層坐漿。我國目前立柱和蓋梁之間的砂漿墊層基本上都是采用的60MPa高強砂漿和自制攪拌機或者是科尼樂立軸行星式攪拌機，干料和水的配合比一般為17．5，拌料一般需要攪拌3分鐘為宜。之后就將漿料倒到立柱頂鑿毛面，并對其進行刮平處理。⑥安裝蓋梁。在蓋梁試吊過程中不但要考慮對位問題，同時還要對蓋梁底平面位置和標高引起關(guān)注，在完成匹配作業(yè)之后將蓋梁緩慢放下，再進行坐漿安裝，之后實施蓋梁水平度、高程和相對位置的測量和記錄，最后對立柱側(cè)面和擋漿模板進行清洗。⑦波紋管灌漿。灌漿料選用的是100MPa高強無收縮水泥和自制攪拌機，干料和水的配比為100：17．5，需要對干料和水的重量進行分別稱重，混合料的攪拌時間為3分鐘。待墊層砂漿凝結(jié)好之后還要實施壓漿處理，在此過程中工作人員還要對攪拌頭和攪拌桶進行預(yù)先潤濕處理，然后將干料和水依次放入攪拌桶，開啟底座轉(zhuǎn)盤和攪拌機，與此同時對攪拌時間進行計秒，確保攪拌時間為3分鐘。如果在3分鐘之后發(fā)現(xiàn)漿料當中還是有固態(tài)干料的存在則應(yīng)該繼續(xù)攪拌直到?jīng)]有為止。讓漿液靜置2分鐘放出氣泡就結(jié)束了灌漿漿料拌漿作業(yè)。

4 預(yù)制箱梁施工要點

4.1 鋼筋加工胎具設(shè)計

利用抽拉桿和型鋼按照圖紙中的小箱梁的外觀大小來進行鋼筋胎具的加工，設(shè)計抽拉桿時采用活動的形式，確保胎具在進行調(diào)整時能有較好的通用性能；兩端主要按照主筋之間的距離利用抽拉桿的一些間距來完成布置，胎具大小要做到準確無誤。在對鋼筋進行彎配和切割時要在加工車間內(nèi)通過數(shù)控設(shè)備來完成，要求使用定型胎架來完成預(yù)制梁鋼筋骨架。每一個鋼筋的交叉點出都要牢牢焊死。在對鋼筋實現(xiàn)安裝和綁扎時要實現(xiàn)確切的定位。

4.2 小箱梁模板設(shè)計

按照預(yù)制梁的質(zhì)量工藝以及規(guī)劃模式的規(guī)定，外模分為軌道整體縱向拖拉式和分塊吊裝式。應(yīng)該在側(cè)模上進行梁底外側(cè)圓弧的設(shè)置。模板整體要穩(wěn)定，上面設(shè)置為拉桿，要使模板剛度得到滿足，就要通過新澆筑的混凝土來施加壓力導(dǎo)致變形從而得到滿足。在內(nèi)模的選取上可以考慮抽拉式或者拼裝式，安裝時是整體進行，拆除時候也要整體進行。

4.3 小箱梁鋼筋籠吊裝入模

鋼筋骨架綁扎好之后就進入到安裝環(huán)節(jié)，在此之前工作人員還需要在底模上準確標注梁端線和跨中線，以實現(xiàn)對梁體鋼筋骨架縱向安裝位置的合理把控，鋼筋骨架底模入位之后還要對其縱向中心線的重合度進行仔細檢查，確保兩個中心線完全重合。同時還要根據(jù)具體情況做出適當?shù)恼{(diào)整，以確保梁體鋼筋不會受到損壞。具體吊裝過程需要采用專用的吊具，并在箱梁腹板頂部設(shè)置恰當?shù)牡觞c，布設(shè)的原則就是保證鋼筋骨架的整體穩(wěn)定性。

4.4 高性能自密實混凝土澆筑

高性能自密實混凝土澆筑過程中，需要結(jié)合實際情況選擇恰當?shù)臐仓c，該工程所采用的混凝土自密實范圍可以達到10米，其實就是在小箱梁澆筑的時候只需要選擇一個點進行固定澆筑，并采用振搗棒進行振搗處理以加快混凝土的流動速度，讓小箱梁澆筑時間從以往的4個小時縮短到40分鐘，大大提高了施工效率。

4.5 智能張拉施工

為了更好地提升預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，施工企業(yè)可以采用全自動智能張拉設(shè)備對預(yù)應(yīng)力筋進行張拉，從而自動生成數(shù)據(jù)信息，這種技術(shù)具有非常好的穩(wěn)定性和精準度，除非人為干擾，大多數(shù)情況下都可以很好地保證預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量。

4.6 大循環(huán)壓漿施工

大循環(huán)壓漿施工其實就是將預(yù)制小箱梁通過連接管連在一起，從而實現(xiàn)一次性灌漿和整片箱梁壓漿作業(yè)，這種施工方式利用漿液滿管路持續(xù)循環(huán)可以很好排除管道內(nèi)部的空氣，確保壓漿過程中管道漿液內(nèi)無氣室、氣倉，提高管道內(nèi)漿液的密實度。

5 城市高架橋預(yù)制拼裝現(xiàn)場施工要點和控制

承臺和預(yù)制立柱之間的拼接主要就是通過立柱底部預(yù)埋套筒和承臺表面預(yù)留鋼筋的灌漿而實現(xiàn)，同時在拼接面鋪設(shè)一定的高強砂漿墊層，所有立柱都是提前在工廠加工好然后運送到施工現(xiàn)場。小箱梁運送到施工現(xiàn)場之后，我們利用2臺300噸的履帶式起重機對其進行吊裝，兩臺起重機分別負責跨內(nèi)和跨外，并且還要保證兩臺吊機起吊操作的同步性，然后是卸車，梁車離開現(xiàn)場，吊裝好之后小箱梁要比蓋梁高一些，然后跨內(nèi)一臺吊機逆時針回轉(zhuǎn)，跨外一臺吊機打開回轉(zhuǎn)跟隨旋轉(zhuǎn)，一直到跨內(nèi)的吊機回轉(zhuǎn)180度，這兩臺吊機的主要任務(wù)是行走，利用吊機主臂對小箱梁的吊裝角度進行慢慢調(diào)整[5]，保證最終吊裝位置的科學(xué)性和合理性。

6 結(jié)語

總而言之，和以往傳統(tǒng)的城市高架橋施工相比較而言，現(xiàn)如今的城市高架橋預(yù)制拼裝施工過程不但有效縮短了施工工期，而且還降低了交通管理費，減少了環(huán)境污染，降低了各類安全事故的發(fā)生幾率，減少了人工勞動量的使用等等。由此可以看出，這種預(yù)制拼裝施工技術(shù)在未來城市高架橋建設(shè)過程中具有非常廣泛的應(yīng)用前景，在給施工企業(yè)帶啦更大經(jīng)濟效益和社會效益的同時，更好地促進我國交通運輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。