高速鐵路橋梁裝配式一體化施工技術(shù)研究

安宏科　程建紅

摘 要：結(jié)合新建京雄城際鐵路固霸特大橋的施工經(jīng)驗(yàn)，本文從套筒安裝、鋼筋及模板施工、混凝土澆筑、墩柱及墩帽安裝等方面進(jìn)行了介紹。同時(shí)，針對(duì)京雄城際高速鐵路項(xiàng)目特點(diǎn)，研究了高速鐵路橋梁裝配式一體化預(yù)制拼裝關(guān)鍵技術(shù)，為其他類(lèi)似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：高鐵橋梁;裝配式橋墩;一體化施工

中圖分類(lèi)號(hào)：U448.36文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）14-0075-03

Research on Assembly and Integrated Construction Technology of High-speed Railway Bridge

AN Hongke CHENG Jianhong

（Shaanxi Railway Engineering Vocational and Technical College，Weinan Shaanxi 714000）

Abstract： Combined with the construction experience of the newly built Beijing-Xiong'an Intercity Railway Guba Super Large Bridge， this paper introduced from the aspects of sleeve installation， steel bar and formwork construction， concrete pouring， pier column and pier cap installation. At the same time， according to the characteristics of the Beijing-Xiong'an intercity high-speed railway project， the key technologies of high-speed railway bridge assembly-type integrated prefabricated assembly were studied to provide experience reference for the construction of other similar projects.

Keywords： high-speed rail bridge;fabricated pier;integrated construction

隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，橋梁建造正朝著設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配機(jī)械化、管理信息化的方向發(fā)展。橋梁工程施工內(nèi)容較多，橋梁墩臺(tái)施工可分為就地澆筑和拼接預(yù)制兩種[1]。橋墩就地澆筑施工需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，通常包括鋼筋綁扎、立模、澆筑、脫模等環(huán)節(jié)[2]，周期較長(zhǎng)且對(duì)工地周?chē)煌ㄓ绊戄^大，而拼裝裝配式橋墩具有施工效率高、工廠化作業(yè)工期短、綠色環(huán)保、施工安全性高等優(yōu)點(diǎn)[3]。筆者以新建京雄城際鐵路固霸特大橋?yàn)楣こ贪咐接懥搜b配式橋墩施工的工藝流程，為今后的裝配式橋墩施工提供一些經(jīng)驗(yàn)參考。

1 工程概況

新建京雄城際鐵路北起京九鐵路李營(yíng)站，途經(jīng)北京大興區(qū)、北京新機(jī)場(chǎng)、河北省霸州市至雄安新區(qū)，線路全長(zhǎng)為92.4 km，全線設(shè)黃村、新機(jī)場(chǎng)、固安東、霸州北、雄安5座車(chē)站。固霸特大橋全長(zhǎng)為20.5 km，共有622個(gè)墩臺(tái)，其中裝配式一體化為349#～380#，長(zhǎng)約為1 km。

裝配式一體化由PHC-1000-AB-130管樁、管樁承臺(tái)、節(jié)段預(yù)制拼裝圓端形實(shí)體橋墩、預(yù)制無(wú)砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁、裝配式橋面附屬和CRTS-Ⅲ型先張軌道板等組成。管樁施工采用錘擊法沉樁施工，單根管樁由2～3節(jié)組成。在預(yù)制廠內(nèi)以相鄰單根的節(jié)段接縫錯(cuò)開(kāi)1 m進(jìn)行生產(chǎn)，實(shí)行駐場(chǎng)建造、信息化物料追溯和過(guò)程跟蹤，單根沉樁總錘擊數(shù)不超過(guò)2 500擊控制，沉入第2、3節(jié)設(shè)計(jì)底部標(biāo)高以上1 m控制，直至沉入設(shè)計(jì)標(biāo)高或貫入度達(dá)到要求。承臺(tái)施工采用現(xiàn)澆混凝土施工。

節(jié)段預(yù)制拼裝橋墩采用場(chǎng)內(nèi)預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)坐漿安裝、灌漿套筒施工的組合方式。場(chǎng)內(nèi)預(yù)制包括臺(tái)座底座定位、灌漿套筒安裝及鋼筋綁扎、拼裝固定支撐和翻轉(zhuǎn)架安裝、鋼筋籠吊裝、墩柱側(cè)模拼裝及翻轉(zhuǎn)、模板吊裝及墩身澆筑、拆模、養(yǎng)護(hù)及存放等工藝。安裝施工包括坐漿槽鑿毛、測(cè)量放樣、試拼裝、0.5%垂直度及1 mm平面控制、厚度2～3 cm的M60砂漿坐漿、養(yǎng)生、坐漿料等強(qiáng)化至36 MPa、強(qiáng)度C100灌漿施工、包裹養(yǎng)護(hù)。裝配式橋梁附屬采用工廠化預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)安裝、坐漿施工的組合方式。場(chǎng)內(nèi)預(yù)制包括預(yù)埋安裝（[Φ]50 mm和[Φ]45 mm螺栓孔預(yù)留、接地、欄桿預(yù)埋件、尼龍吊裝套筒）、鋼筋綁扎、入模安裝、混凝土澆筑、帶模養(yǎng)生、拆模、翻轉(zhuǎn)等工序?，F(xiàn)場(chǎng)安裝由梁體預(yù)埋孔清理、螺桿安裝、高程及平面調(diào)整、封邊及坐漿施工、拆模養(yǎng)生等工序組成。

2 裝配式一體化預(yù)制拼裝橋墩施工流程

2.1 鋼筋綁扎及套筒安裝

如圖1所示，安裝墩柱鋼筋胎架、頂部定位架、模板定位底座，將灌漿套筒通過(guò)螺栓橡膠塞與定位底座連接固定。安裝墩身豎向鋼筋，將豎向主筋與頂部鋼筋定位架和底部灌漿套筒連接，保證豎向主筋與胎架定位卡具貼合到位。綁扎箍筋及其他輔筋及保護(hù)層墊塊。

2.2 模板安裝

2.2.1 安裝墩身底面及側(cè)面模板。安裝模板固定支架、模板翻轉(zhuǎn)架。在模板固定支架上依次安裝底模板、兩側(cè)模板，調(diào)平、檢查模板拼縫及拉桿緊固情況，涂刷脫模劑。

2.2.2 鋼筋籠吊裝入模。如圖2所示，采用龍門(mén)吊將帶有模板定位底座和頂部鋼筋定位架的節(jié)段墩身鋼筋籠吊入已安裝完成的底模與側(cè)模的U形模板內(nèi)。采用螺栓連接將U形模板與模板定位底座連接起來(lái)。

2.2.3 安裝墩身頂面模板及吊裝架安裝。檢查模板與鋼筋籠連接可靠性，檢查套筒橡膠塞與模板密貼情況。安裝圓弧面模板，將翻轉(zhuǎn)架橫梁與模板定位底座連接，在模板頂部安裝翻轉(zhuǎn)吊架。

2.2.4 墩身模板翻轉(zhuǎn)及提升至澆筑臺(tái)。如圖3所示，拆除模板拼裝固定支撐與墩柱側(cè)模板連接件。采用龍門(mén)吊將鋼筋籠和模板整體翻轉(zhuǎn)至直立狀態(tài)。拆除翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)橫梁與模板定位底座連接螺栓。

2.3 混凝土工程

2.3.1 混凝土澆筑。調(diào)平預(yù)制臺(tái)座，將模板、鋼筋整體吊至預(yù)制臺(tái)座定位臺(tái)座處，采用螺栓將墩模板定位底座與預(yù)制臺(tái)座可靠連接。拆卸墩身模板頂部翻轉(zhuǎn)吊架，安裝墩柱頂部操作平臺(tái)。模板外側(cè)安裝附著式振搗器，澆筑混凝土采用料斗卸料澆筑混凝土。

2.3.2 成品包裹養(yǎng)護(hù)及混凝土等強(qiáng)。如圖4所示，拆除操作平臺(tái)、鋼筋頂部定位架及側(cè)模板，覆蓋養(yǎng)生膜養(yǎng)護(hù)14 d，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%，墩柱吊離至存放臺(tái)座。

2.4 墩柱安裝

2.4.1 坐漿槽內(nèi)鑿毛。分出墩身縱橫向軸線，彈出坐漿槽區(qū)域輪廓線并對(duì)其環(huán)切鑿毛。對(duì)調(diào)節(jié)墊塊下部找平，并安裝調(diào)節(jié)橡膠墊塊。

2.4.2 安裝擋漿模板、限位裝置，墩柱預(yù)安裝。安裝承臺(tái)鋼筋止?jié){墊，安裝擋漿模板和限位裝置。以墩柱外側(cè)5 cm位置安裝擋漿模板，設(shè)置L形精調(diào)限位板。墩柱預(yù)拼裝，平面位置及垂直度符合要求后，鎖定千斤頂標(biāo)高及平面限位裝置。將墩柱調(diào)離，完成預(yù)拼裝。

2.4.3 坐漿、墩柱安裝。對(duì)坐漿槽進(jìn)行灑水至濕潤(rùn)。人工鋪設(shè)坐漿料及攤鋪平整，厚度控制在3～4 cm。吊車(chē)位置校正、起吊墩身，將墩柱緩慢安裝在預(yù)拼裝位置，完成拼裝，脫離吊具。按照前一墩柱方法進(jìn)行另一側(cè)墩柱安裝，坐漿料達(dá)到20 MPa后撤除臨時(shí)千斤頂并對(duì)砂漿進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.4.4 墩身灌漿套筒注漿。用清水進(jìn)行清理套筒后，安裝壓漿孔閥門(mén)和出漿孔L形彎管并進(jìn)行編號(hào)。套筒灌漿施工，當(dāng)出漿孔連續(xù)排漿且與灌漿泵中濃度一樣時(shí)停止。關(guān)閉止?jié){閥，灌漿料終凝后拆除止?jié){閥和L形管道，節(jié)水養(yǎng)護(hù)膜包裹養(yǎng)護(hù)。

2.4.5 墩帽預(yù)吊裝及對(duì)位。墩帽重量約為108 t，采用1臺(tái)260 t履帶吊進(jìn)行吊裝施工。吊裝前調(diào)整吊裝軌跡，減少空中姿態(tài)的調(diào)整工序，墩帽預(yù)安裝。

2.4.6 墩帽擋漿模板及墊塊安裝、坐漿料攤鋪。墩身套筒灌漿料強(qiáng)度達(dá)到60 MPa時(shí)開(kāi)始準(zhǔn)備施工墩帽，墩柱預(yù)埋鋼筋上安裝預(yù)埋密封圈、橡膠墊片及坐漿擋漿模板。用水均勻潤(rùn)濕墩柱頂部，人工鋪設(shè)坐漿料，攤鋪平整，厚度控制在2～3 cm。

2.4.7 墩帽精準(zhǔn)對(duì)位及注漿。墩帽吊裝時(shí)采用吊機(jī)調(diào)整平面位置，緩慢下落完成安裝。安裝完成后，用清水清理套筒并進(jìn)行編號(hào)。采用預(yù)埋導(dǎo)漿管將套筒進(jìn)出漿引至墩帽頂部灌漿施工，進(jìn)出漿導(dǎo)漿管為場(chǎng)內(nèi)預(yù)制時(shí)預(yù)留。當(dāng)出漿孔連續(xù)排漿且與灌漿泵中濃度一樣時(shí)停止，并保證進(jìn)漿與出漿液面平齊。灌漿料終凝后，節(jié)水養(yǎng)護(hù)膜包裹拼接縫養(yǎng)護(hù)。

3 需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

預(yù)制拼裝橋墩技術(shù)較傳統(tǒng)橋墩施工精度要求高，需要對(duì)預(yù)制場(chǎng)內(nèi)鋼筋加工設(shè)備、鋼筋胎架、臺(tái)座、模板等一整套生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行研究重新設(shè)計(jì)，以達(dá)到橋墩標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、工廠化作業(yè)。設(shè)計(jì)工裝及定位裝置解決灌漿套筒和鋼筋精確定位問(wèn)題，確保預(yù)制質(zhì)量。

針對(duì)翻轉(zhuǎn)困難，需要對(duì)預(yù)制墩身構(gòu)件翻轉(zhuǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究翻轉(zhuǎn)裝備。研究橋墩就位、精調(diào)校正等工藝，以保證橋墩平面位置、標(biāo)高復(fù)核規(guī)范要求。對(duì)橋墩安裝技術(shù)進(jìn)行研究，如底部擋漿模板、套筒灌漿技術(shù)等，形成橋墩快速安裝成套設(shè)備集成系統(tǒng)。

4 結(jié)論

通過(guò)高速鐵路橋梁裝配式一體化施工技術(shù)工藝的創(chuàng)新，高速鐵路橋梁的施工效率得到有效提高，切實(shí)達(dá)到了節(jié)能減排、縮短工期、降低風(fēng)險(xiǎn)、減少人工、提高工效的效果，為今后國(guó)內(nèi)高速鐵路橋梁的裝配式施工提供了可靠的決策依據(jù)和借鑒價(jià)值。

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