預(yù)制拼裝技術(shù)在市政公路橋梁中的應(yīng)用

趙志剛

摘要：針對預(yù)制拼裝技術(shù)與傳統(tǒng)現(xiàn)場混凝土施工技術(shù)相比較的優(yōu)勢和特點進行闡述.并結(jié)合工程實例對預(yù)制拼裝技術(shù)在市政路橋建設(shè)過程中的實際應(yīng)用進行了細致的分析和研究，以期為推動我國路橋建設(shè)事業(yè)發(fā)展做出力所能及的貢獻。

關(guān)鍵詞：預(yù)制拼裝技術(shù);市政公路橋梁;應(yīng)用

中圖分類號：U445.4文獻標志碼：A 文章編號：2095-5383（2019）03-0050-04

在社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的背景下，城市面臨的交通壓力也越來越大。為了良好地緩解城市交通壓力，促進城市實現(xiàn)更好地發(fā)展，市政路橋建設(shè)數(shù)量越來越多。同時在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和現(xiàn)代化工程建設(shè)標準化、規(guī)范化的要求下，傳統(tǒng)采用現(xiàn)場混凝土澆筑技術(shù)進行路橋施工的方式，由于其施工過程中不僅噪音污染大、工期長，而且在資源能源和人力物力方面浪費比較嚴重，所以越來越難以滿足現(xiàn)代化市政路橋建設(shè)的發(fā)展需求。因此，預(yù)制拼裝技術(shù)在市政公路橋梁中廣泛的應(yīng)用，不僅能在確保市政路橋建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低現(xiàn)場混凝土澆筑施工的復(fù)雜程度，提高施工效率和質(zhì)量，也能使得市政公路橋梁更加環(huán)保、耐久、安全。

1預(yù)制拼裝技術(shù)的特點和優(yōu)勢

在現(xiàn)代化市政公路橋梁工程建設(shè)中應(yīng)用預(yù)制拼裝技術(shù)相比傳統(tǒng)公路橋梁施工技術(shù)而言具有諸多的優(yōu)勢（如表1所示），不僅有利于提高路橋施工的效率和質(zhì)量，同時也有利于能源和材料的利用效率，減少浪費，對保護環(huán)境起著積極的推動作用。另外，預(yù)制裝配式橋梁的主要構(gòu)件的生產(chǎn)方式都是統(tǒng)一的工業(yè)化生產(chǎn)，利用各種機械化設(shè)備進行現(xiàn)場拼裝，這樣也有助于提高公路橋梁工程建設(shè)的標準化、專業(yè)化、信息化和智能化。

2預(yù)制拼裝技術(shù)在市政公路橋梁建設(shè)中實際應(yīng)用

2.1工程概況

濁峪河大橋位于耀州至旬邑二級公路LT1標段內(nèi)，地處陜西省銅川市耀州區(qū)。大橋起點樁號為K20+788，終點樁號為K21+226，橋梁全長438.0m，橋跨徑組成為（2×30+3×50+2×50+4×30）m，橋梁設(shè)計角度為90°。。

橋梁上部采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁和箱梁，預(yù)制梁時中心梁高保持與上部圖一致，即中心梁高分別為280和160cm。本橋為雙向坡，沿路線前進方向左右側(cè)梁頂板預(yù)制橫坡同向外側(cè)下方傾斜，預(yù)制橫坡為2%，但對于一跨正中間的那片T梁，頂板應(yīng)為2%的雙向坡，即兩側(cè)翼緣都向外側(cè)下方傾斜。梁底預(yù)制均為平坡。橋面橫坡由墩臺蓋梁由中間向兩側(cè)傾斜形成。第10～11跨位于曲線上，通過調(diào)整預(yù)制梁長度滿足平面線性，端部現(xiàn)澆縫寬度為標準寬度，并旋轉(zhuǎn)聯(lián)端箱梁預(yù)制角度以保證梁端和橋臺背墻平行，以利于伸縮縫的安裝。直線段參照上部結(jié)構(gòu)圖布梁，0#、11#橋臺處設(shè)置D80模數(shù)式伸縮縫，2、5、7號橋墩分別設(shè)置一道D160模數(shù)式伸縮縫。橋梁采用徑向布孔，各孔在路線設(shè)計線處均為標準跨徑。全橋共24片30m箱梁和25片50m的T梁。下面主要以30m箱梁為例進行分析。

2.230m箱梁施工

在30m箱梁施工過程中采用是先簡支安裝后現(xiàn)澆連續(xù)濕接頭的結(jié)構(gòu)形式進行施工，施工順序為：箱梁鋼筋配料、綁扎→澆筑箱梁混凝土→張拉正彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束→壓漿→架設(shè)箱梁→現(xiàn)澆墩頂縱向濕接頭（先邊跨后中跨，對稱現(xiàn)澆）→張拉墩頂預(yù)應(yīng)力鋼束（先邊跨后中跨，對稱張拉）→完成體系轉(zhuǎn)換→現(xiàn)澆橋面板及橫隔板→橋面系施工。

2.3模板制作

2.3.1底模

如圖1～3所示，梁場共設(shè)有4個箱梁臺座，并使用混凝土進行澆筑。使用厚度是5mm的鋼板鋪設(shè)在臺座上面來作為底模，固定底模鋼板與張拉臺座使用的是高標號的砂漿，在臺座兩側(cè)都設(shè)有50mm的護邊槽鋼，并對臺座兩端長3～4m、寬150～200cm的部位進行了加強處理，為了方便箱梁吊裝，預(yù)留了寬50cm的槽口和厚2cm的活動鋼板在底模兩邊的預(yù)制梁吊點上，同時也按二次拋物線設(shè)置了1.7cm的下拱度來避免梁體在施加預(yù)應(yīng)力后對上拱度產(chǎn)生不利影響。使用紅色的油漆把箍筋與橫隔板鋼筋的位置在臺座上標明，并對臺座進行清理后再涂油。

2.3.2側(cè)模

根據(jù)箱梁的每節(jié)長度把側(cè)模設(shè)計分為標準節(jié)和異型節(jié)兩種，同時為了確保面板具有良好的平整度，使用200mm×30mm的斷焊對面板和背筋進行焊接，使用全焊對背筋和背筋進行焊接。此外，也設(shè)計了調(diào)節(jié)絲杠和偏心吊鉤來方便拼拆。

2.3.3內(nèi)模

因為箱梁橫隔板部位的設(shè)置的讓人通過的洞口尺寸偏小，所以運用定型鋼模組合拼裝的方式來制作內(nèi)模以方便后期拆模，利用u型鋼卡或者螺栓對特制的轉(zhuǎn)角和異型部分進行連接固定，并且每間隔70cm就設(shè)置一個支撐骨架.利用搭扣螺栓對支撐骨架和鋼模進行連接固定。

2.3.4端模

端模是由5mm厚的鋼板制作而成的，在確認錨墊板位置準確后，再把其固定在端模上，并利用兩端的螺絲把錨墊板變化短的長度調(diào)節(jié)好。

2.3.5接縫處理

利用對接的方式處理底板處的接縫，并使用3mm的雙面膠把底板粘在底模側(cè)面。使用螺栓連接處理側(cè)模和橫隔板間的接縫，并使用5mm厚的止水膠墊夾在其中間。

2.4鋼筋制作與預(yù)應(yīng)力孔道制作

2.4.1鋼筋施工

在鋼筋運至施工場地后，首先嚴格檢查其合格證和質(zhì)保書是否齊全，根據(jù)規(guī)范要求對鋼筋進行力學(xué)性能試驗.對直徑d>12mm的鋼筋也要實施必要可焊性試驗。待各項指標都合格后再用于實際施工中。其次，按照鋼筋類別和規(guī)格進行存放，且存放時要進行覆蓋并離地保持50cm的距離，以防止被雨淋或地面返潮而出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

在鋼筋加工制作的過程中，根據(jù)施工需求準確計算出鋼筋長度，并按設(shè)計要求彎制鋼筋。使用對焊的方式對通長受力鋼筋進行焊接，并確保接頭處沒有橫縫，彎折在4°范圍內(nèi)，其軸線偏移也在0.1d和2mm標準范圍內(nèi)，符合設(shè)計要求。綁扎構(gòu)造鋼筋的過程中，綁扎長度必須要≥35d且≥500mm，同時綁扎接頭之間要50%錯開，且距離要≥1.3倍搭接長度，從而確保鋼筋綁扎的規(guī)則性和美觀度。

2.4.2預(yù)應(yīng)力孔道制作

本工程在綁扎鋼筋的同時把Ф8I級鋼筋制成“#”或“u”型并焊接在腹板鋼筋上作為定位鋼筋來固定波紋管，同時在直線部分每間隔0.8m的距離設(shè)有一個定位架，曲線部分的起點、終點和中心點分別設(shè)有一個定位架，其他部分每間隔0.5m設(shè)有一個定位架。并把波紋管的位置按照設(shè)計要求嚴格控制在平面±5mm、豎向5mm的偏差范圍內(nèi)。

在進行錨墊板安裝的時候，為了防止水泥漿進行壓漿孔或出氣孔發(fā)生堵塞現(xiàn)象，所以把其孔道都按朝上位置進行設(shè)計，并加強了錨墊板周圍混凝土的振搗，增強其密實度。在驗收波紋管安裝施工達標后，便可把鋼絞線穿進去。此外，要保證鋼筋保護層墊塊在內(nèi)箱模到位之前完成綁扎施工，并且本工程統(tǒng)一使用了塑料墊塊作為保護層墊塊來提高梁體混凝土的外觀美觀度。

2.5鋼束制作、孔道穿束

2.5.1鋼束制作

同時就實測的彈性模量和截面積對計算引伸量進行修正。引伸量修正公式為：

△'=（EA/E'A'）×△

式中：E、A為實測彈性模量及截面積，E、A為計算彈性模量及截面積，E=1.95×105Mpa，A=140mm²，△為計算引伸量。

制作鋼束使用的是公稱直徑為Ф=15.24mm，每股截面積4=140mm²，標準抗拉強度Rby=1860MPa，彈性模量為1.95×105Mpa，張拉控制應(yīng)力δk=0.75×Rby=1395Mpa的鋼絞線。在鋼絞線運至施工現(xiàn)場時，嚴格檢查其合格證書，并抽查各批次鋼絞線的強度、彈性模量、截面積及延伸率等指標是否達標，同時根據(jù)實際檢測得出的彈性模量及截面積來修正計算引伸量。引伸量修正公式為：

△'=（EA/E'A'）×△式中：E是實測彈性模量;A是截面積;E、4為計算彈性模量及截面積，E=1.95×105Mpa，A=140mm²;△為計算引伸量。

鋼絞線驗收達標后，貼上標識放到棚內(nèi)離地30cm高的平臺上備用，避免受潮生銹。在鋼絞線開盤時，把其豎著放到專用的開盤架中，從盤的中心把鋼絞線頭取出.并且要注意在下料時只能采用砂輪鋸進行切割，不可使用氧炔焰或電弧焊進行切割。在完成下料之后，使用醫(yī)用膠帶把鋼束頭包裹好，并要對鋼束進行編號，防止其發(fā)生混亂松散現(xiàn)象。在進行編束的時候，先理順鋼絞線的端部，再插進錨環(huán)孔，并對編制好的鋼束進行掛牌存放，同時要注意防止鋼束相互擠壓而出現(xiàn)損壞或被壓扁。

2.5.2孔道穿束

在開始箱梁混凝土澆筑之前，先用錐形鋼管包裹好鋼束頭部，再通過人工把正彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束從一頭穿進去，這樣既能避免鋼絞線頭刺穿管道，又能降低阻力。在完成現(xiàn)澆濕接頭混凝土澆注之后，通過人工把負彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束，并利用鋼筋定位架把其管道固定好，每隔50cm固定一次，避免澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。

2.6模板、混凝土施工

2.6.1模板施工

模板施工順序為：驗收鋼筋和波紋管施工達標→側(cè)模施工→鋼筋施工→校核并加固模板。在本工程中，主要使用對拉螺栓在底模的預(yù)留孔和模板的預(yù)留槽鋼內(nèi)穿過去來對模板下口實施加固，使用對拉桿來對模板上口進行加固。在預(yù)埋地錨的時候，為了避免模板發(fā)生位移，使用導(dǎo)練把模板和地錨連接起來，并對模板進行微調(diào)。利用經(jīng)緯儀對模板的順直度進行調(diào)整和確定。

2.6.2混凝土拌制工藝

本工程使用的是50#混凝土。在混凝土拌制的過程中，選用的是秦嶺P.042.5普通硅酸鹽水泥、臨潼中砂、黃堡碎石和飲用水等材料進行集中拌和，并嚴格控制水泥使用量在500kg/m³范圍內(nèi)，砂率在35%-38%范圍內(nèi)，坍落度在12～16cm范圍內(nèi)，使用的是雙級配最大粒徑2cm的骨料，水灰比控制在0.38以內(nèi)，同時加入了高性能復(fù)合早強減水劑（其摻入量為1%～1.5%）來增強混凝土的強度及和易性。全部過程使用電腦自動計量供料，并嚴格控制拌和時間不少于1.5min。

2.6.3混凝土人模與振搗

在混凝土人模施工之前，要確保沒有離析現(xiàn)象發(fā)生。在30m預(yù)制箱梁澆筑混凝土的過程中，利用龍門吊灰斗澆注的方式從梁的一頭向另一頭進行斜向分層澆筑和振搗，并且澆筑順序是先對底板進行澆筑再對腹板進行澆筑，當澆筑到腹板的時候，利用縱向分段、水平分層的方式向另一頭進行澆筑。澆筑過程中，要把每層厚度控制在30cm以內(nèi)，并且均勻下料，防止壓力不均造成內(nèi)模發(fā)現(xiàn)偏心位移，進而造成腹板的混凝土澆筑厚度不一問題產(chǎn)生。若下層混凝土振搗不到位，不可再下注混凝土。在振搗的過程中，要時刻注意不能出現(xiàn)振搗器振動錨墊板、碰撞鋼筋或損壞預(yù)應(yīng)力管道等問題。由于鋼束靠近模板處與錨墊板部位的鋼筋比較密集，下料振搗是個難點，所以要邊下料邊振搗。安排專門的技術(shù)人員進行檢查，避免出現(xiàn)漏灌和漏振問題。在混凝土灌注施工完成后，使用木抹及時對表面進行抹平收漿處理。在現(xiàn)場側(cè)模上，每隔2m的距離都設(shè)有一個標高控制點，以確保箱梁表面的橫向坡度和平整度。

3結(jié)論

綜上所述，在市政公路橋梁施工過程中積極應(yīng)用預(yù)制拼裝技術(shù)不僅可以更好地適應(yīng)現(xiàn)代社會和科技的發(fā)展，同時也是促進市政公路橋梁實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量施工的有效途徑。因此，施工單位必須要加大對預(yù)制拼裝技術(shù)的研究力度，積極研發(fā)或引進先進技術(shù)，提高現(xiàn)有預(yù)制拼裝技術(shù)水平，并嚴格控制其質(zhì)量，從而為保障我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展建設(shè)出更多優(yōu)質(zhì)路橋工程。