淺談節(jié)段拼裝橋梁拼裝質(zhì)量控制要點(diǎn)

魏 民 胡 博 張堯情 孫 林

(1重慶交通建設(shè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司,重慶 401120；2重慶市市政設(shè)計(jì)研究院，重慶 400020)

0 引言

預(yù)制節(jié)段拼裝橋梁具有施工快速、質(zhì)量可靠和耐久、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)今國內(nèi)外橋梁技術(shù)發(fā)展的趨勢。以重慶首個(gè)節(jié)段拼裝項(xiàng)目華巖隧道西延伸段節(jié)段拼裝橋梁為例，對(duì)全體外預(yù)應(yīng)力節(jié)段拼裝橋梁拼裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，為類似工程施工提供參考和借鑒。

1 工程概況

華巖隧道西延伸段是重慶快速路二聯(lián)絡(luò)線的一部分，快速路二聯(lián)絡(luò)線西起于繞城高速，向東延伸，穿華巖隧道以后，終點(diǎn)接入快速路三縱線。華巖隧道西延伸段是形成重慶主城城市快速路網(wǎng)體系和完善片區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。主線高架橋起點(diǎn)樁號(hào)為 K5+725.596，終點(diǎn)樁號(hào)為 K7+457.722，主線高架橋全長1731.77m，標(biāo)準(zhǔn)段橋?qū)挒?5.0m，分左右兩幅，兩幅橋中間設(shè)置隔離欄。其中第三～八、十一～十四聯(lián)為節(jié)段預(yù)制拼裝箱梁，有3×30m一聯(lián)和4×30m一聯(lián)兩種類型，其余聯(lián)采用現(xiàn)澆箱梁[1、2]。

圖1 箱梁跨中標(biāo)準(zhǔn)段斷面（單位：cm）

混凝土箱梁頂板寬為12.15m，底板寬6.15m，梁高2.0m，懸臂3.0m；主梁頂板厚25cm，底板厚22cm，跨中截面腹板厚35cm，腹板厚度由跨中向支點(diǎn)漸變2次，分別為由35cm漸變?yōu)?6cm，再由56cm漸變?yōu)?0cm，為便于工業(yè)化生產(chǎn)，腹板漸變采用臺(tái)階狀漸變方式。

2 節(jié)段箱梁拼裝主要流程

本項(xiàng)目按照逐跨拼裝[3]的方式進(jìn)行節(jié)段箱梁的拼裝，主要施工流程[2]如表1所示。

表1 節(jié)段箱梁拼裝施工流程

3 節(jié)段拼裝控制要點(diǎn)

3.1 總體要求

（1）節(jié)段拼裝時(shí)，應(yīng)對(duì)首節(jié)段的空間位置進(jìn)行精確調(diào)位，調(diào)位精度達(dá)到控制要求后，對(duì)其進(jìn)行臨時(shí)固定，以保證后續(xù)節(jié)段安裝精度。

（2）節(jié)段拼裝前應(yīng)對(duì)匹配面進(jìn)行預(yù)處理，清除塵土、油脂等污染物及松散混凝土與浮漿等，對(duì)于濕接縫，則應(yīng)進(jìn)行鑿毛處理。

圖2 節(jié)段拼裝現(xiàn)場照片

3.2 架橋機(jī)提梁要求及橫移、過跨施工技術(shù)

節(jié)段梁采用架橋機(jī)進(jìn)行提升，架橋機(jī)的設(shè)計(jì)制造應(yīng)嚴(yán)格按照節(jié)段梁的重量、橋梁的跨度、橋梁的平面曲線以及相關(guān)的設(shè)計(jì)要求考慮，從而確保它的轉(zhuǎn)彎半徑、起吊重量、架設(shè)跨度等性能都能滿足施工要求[4]。

本項(xiàng)目架設(shè)采用TPJ-80t-30m上行步履式架橋機(jī)，該架橋機(jī)橋下喂梁兼顧前部尾部喂梁，施工橋跨30m，最大懸掛塊重600t，天車起升荷載80t，適應(yīng)架設(shè)最小曲線半徑1000m。

（1）架橋機(jī)提梁要求

采用架橋機(jī)提梁時(shí)，應(yīng)注意以下質(zhì)量控制要點(diǎn)：

①節(jié)段提升應(yīng)緩慢、勻速，提升速度宜限制在2m/min內(nèi)。

②采用架橋機(jī)提升或旋轉(zhuǎn)節(jié)段時(shí)，應(yīng)暫時(shí)封閉作業(yè)影響范圍內(nèi)的道路交通。開放交通時(shí)，節(jié)段底部最低點(diǎn)應(yīng)滿足凈空要求。

③用于梁段吊裝的吊具必須具備多向調(diào)節(jié)功能，以滿足梁段拼裝時(shí)精確調(diào)位需要。

④架橋機(jī)承載主梁的前后懸臂端起吊節(jié)段時(shí)，應(yīng)保證提升卷揚(yáng)機(jī)的位置處于架橋機(jī)的安全范圍內(nèi)。

⑤節(jié)段之間應(yīng)設(shè)置防止碰撞的墊塊，以防止節(jié)段相互碰撞，造成節(jié)段邊緣混凝土破壞，墊塊可采用橡膠或枕木。

⑥上行式架橋機(jī)進(jìn)行整跨節(jié)段吊裝施工時(shí)，節(jié)段宜錯(cuò)層懸掛。應(yīng)留出足夠的空間用于起吊、提升、懸掛每一跨內(nèi)的最后一榀節(jié)段。

圖3 TPJ-80t-30m上行步履式架橋機(jī)

（2）架橋機(jī)整機(jī)橫移及縱移過跨施工技術(shù)：

本項(xiàng)目為左右幅的雙幅橋，左右幅橫移通過下部的單幅滑軌與支腿橫梁之間的相對(duì)滑移運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。橫移支腿抬升時(shí)，應(yīng)注意主要受力支腿應(yīng)置于腹板位置。

圖4 架橋機(jī)左右幅橫移

縱移過跨通過架橋機(jī)前支腿和后輔助支腿臨時(shí)支撐，后支腿直接跨越至前一跨蓋梁上，再通過縱移油缸配合縱移軌道來實(shí)現(xiàn)?？v移時(shí)應(yīng)注意各安裝構(gòu)件錨固是否牢靠，墩頂塊錨固是否牢靠，觀察墩頂塊是否有位移等。

圖5 架橋機(jī)縱移過跨

3.3 拼接膠的力學(xué)性要求

節(jié)段梁的接縫有膠接縫、干接縫及濕接縫三種。干接縫施工較方便，但干接縫無法保證密封性從而易導(dǎo)致體內(nèi)束銹蝕，耐久性差，現(xiàn)已很少使用。相比干接縫，膠接縫節(jié)段梁具有承載能力極限狀態(tài)性能較好、正常使用階段接縫受力較均勻，接縫抗環(huán)境和化學(xué)作用耐久性較好的特點(diǎn)。相比濕接縫，膠接縫施工更加方便快捷，抗拉壓強(qiáng)度高。本項(xiàng)目主要采用膠接縫，在中墩墩頂塊旁設(shè)置有濕接縫。膠接縫采用環(huán)氧樹脂膠雙面涂抹。環(huán)氧樹脂膠具有潤滑、粘結(jié)、防水密封以及協(xié)調(diào)變形作用。膠的力學(xué)性能能否滿足要求是拼裝質(zhì)量控制的關(guān)鍵。結(jié)合《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定基礎(chǔ)規(guī)范》（GB50728-2011）的要求[5]以及類似項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)華巖隧道西延伸段項(xiàng)目環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑提出主要性能要求如下表2。

表2 環(huán)氧樹脂膠參數(shù)取值表

鋼-鋼T沖擊剝離能力（mm） ≤25粘結(jié)性能鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa） ≥15鋼-鋼粘結(jié)抗拉強(qiáng)度（MPa） ≥33與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度（MPa） ≥2.5 且為混凝土內(nèi)聚破壞熱變形溫度（℃） ≥65不揮發(fā)物含量（固體含量）（%） ≥99觸變指數(shù) ≥4 25℃下垂流度（mm） ≤2 90天耐濕熱老化能力 ≤12 鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度降低百分率膠體長期使用性能鑒定30天耐熱老化能力 ≤5 鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度降低百分率50次凍融循環(huán)能力 ≤5 鋼-鋼拉伸抗剪強(qiáng)度降低百分率200萬次耐疲勞應(yīng)力作用能力200萬次等幅正弦波疲勞荷載作用后，試件不破壞

3.4 拼接縫施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)膠的單面涂抹厚度不宜超過 3mm，其固化時(shí)間應(yīng)按整跨拼裝要求確定，不宜大于 1h，結(jié)構(gòu)膠應(yīng)采用機(jī)械拌合，涂抹方式應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)膠的產(chǎn)品特性確定，在冬季低溫條件下使用結(jié)構(gòu)膠時(shí)應(yīng)采取保溫措施。

（2）施加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力時(shí)，結(jié)構(gòu)膠應(yīng)在梁體的全斷面擠出，且應(yīng)保證整個(gè)截面有不小于0.3MPa的臨時(shí)壓應(yīng)力。

（3）節(jié)段的拼裝、臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉、節(jié)段固定以及結(jié)構(gòu)膠擠出后的清除工作都應(yīng)在結(jié)構(gòu)膠固化之前完成。

（4）當(dāng)拼裝涂抹作業(yè)下方開放交通時(shí)，須在車道上方設(shè)置防結(jié)構(gòu)膠滴落的設(shè)施。

3.5 體外預(yù)應(yīng)力要求

本項(xiàng)目體外預(yù)應(yīng)力施工應(yīng)滿足以下要求：

（1）應(yīng)加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋及錨固系統(tǒng)材料的入場檢驗(yàn)工作。

（2）預(yù)埋錨墊板、轉(zhuǎn)向器、預(yù)留孔以及減小摩阻的墊板應(yīng)定位準(zhǔn)確，嚴(yán)格控制其精度。

（3）外露的預(yù)應(yīng)力筋和錨具應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行防護(hù)處理。

（4）千斤頂和油表若使用超過6個(gè)月、張拉次數(shù)超過300次、出現(xiàn)異?；蚋鼡Q配件，應(yīng)重新標(biāo)定。

（5）預(yù)應(yīng)力應(yīng)左右同時(shí)對(duì)稱張拉。

3.6 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力要求

本項(xiàng)目采用精軋螺紋鋼作為臨時(shí)預(yù)應(yīng)力筋，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力的相關(guān)控制要點(diǎn)如下：

（1）根據(jù)節(jié)段斷面形式均勻布置臨時(shí)預(yù)應(yīng)力。

（2）臨時(shí)預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的匹配面的混凝土壓應(yīng)力不應(yīng)小于0.3MPa。

（3）應(yīng)根據(jù)臨時(shí)預(yù)應(yīng)力的張拉力需求以及螺栓的扭矩系數(shù)精確計(jì)算擰緊螺栓所需要的扭矩。

（4）施工過程中若發(fā)現(xiàn)臨時(shí)預(yù)應(yīng)力筋、錨具有損傷或有疑問時(shí)，必須立即停止施工，并予以調(diào)換。

（5）臨時(shí)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)在整垮永久預(yù)應(yīng)力束張拉完成后方可拆除。

圖4 臨時(shí)預(yù)應(yīng)力布置示意

4 結(jié)語

結(jié)合工程實(shí)例對(duì)預(yù)制節(jié)段拼裝橋梁拼裝質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)分析，提供了一些經(jīng)驗(yàn)參考。后續(xù)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)節(jié)段拼裝工藝的探索，加強(qiáng)質(zhì)量控制和管理，保證施工規(guī)范、科學(xué)，推動(dòng)裝配式橋梁的進(jìn)一步發(fā)展。