橋梁下部結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝技術(shù)應(yīng)用

成文利

中交一公局第八工程有限公司 天津 300170

1 預(yù)制拼裝橋梁概述

目前市政高架橋采用的梁體形式主要有：整體現(xiàn)澆大箱梁、鋼箱梁、預(yù)制小箱梁或T 梁等，施工主要依靠在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置大量的支架，然后在支架上現(xiàn)澆混凝土。這種施工方法技術(shù)成熟，工程前期投資相對(duì)?。坏菚?huì)占用既有線的道路面積，易造成交通擁堵，且現(xiàn)場(chǎng)施工工序多、噪音大、施工速度慢、周期長，對(duì)周圍居民的工作和生活造成很大的負(fù)面影響，這一系列弊端使得對(duì)新型建橋技術(shù)的研究更加迫切；預(yù)制拼裝橋梁技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。

預(yù)制橋梁是指在預(yù)制工廠中預(yù)先將橋梁構(gòu)件或部件制作完成后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，將各個(gè)構(gòu)件拼接完成安裝。與現(xiàn)澆橋梁施工方法最大的不同在于，預(yù)制拼裝橋梁是將各個(gè)結(jié)構(gòu)預(yù)先制作再運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)拼接，具有可靠的施工質(zhì)量保證和良好的現(xiàn)場(chǎng)控制，不再需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行綁扎鋼筋和澆筑混凝土，也無需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交通管制。在施工過程中對(duì)交通可以實(shí)現(xiàn)全天候開放，體現(xiàn)“環(huán)境友好”的建造理念，大大降低了施工過程中產(chǎn)生的泥漿、噪聲和渣土污染，并極大地縮短了橋梁建設(shè)工期，也更利于對(duì)施工質(zhì)量的把控[1]。在預(yù)制工廠制造橋梁節(jié)段或構(gòu)件時(shí)，可以根據(jù)橋梁上部結(jié)構(gòu)的斷面形式或者橋梁的跨度，將橋梁主梁進(jìn)行縱向分節(jié)段逐梁預(yù)制，或者根據(jù)橋面橫向節(jié)段劃分橋跨和主梁；對(duì)于橋梁下部結(jié)構(gòu)，也可以根據(jù)構(gòu)件部位的不同，比如樁基礎(chǔ)、橋墩、承臺(tái)、墩帽等構(gòu)件，在預(yù)制場(chǎng)中進(jìn)行分類整體預(yù)制或者節(jié)段預(yù)制，然后將其在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝。

2 橋墩墩柱預(yù)制拼裝技術(shù)的應(yīng)用

2.1 傳統(tǒng)的濕接縫連接方式

此種連接技術(shù)主要就是指通過預(yù)制節(jié)段伸出一定數(shù)量的鋼筋采用機(jī)械連接或者焊接的方式進(jìn)行鋼筋連接，再現(xiàn)澆筑混凝土濕接的連接方式。采用該連接方式的橋墩，力學(xué)性能往往與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土橋墩類似，但濕接縫的施工需要現(xiàn)場(chǎng)焊接鋼筋和澆筑混凝土，會(huì)增加較長的施工時(shí)間。

2.2 灌漿套筒連接方式

此種拼裝技術(shù)主要就是指先將鋼套筒預(yù)埋在構(gòu)件當(dāng)中，之后通過灌漿的方式進(jìn)行不同構(gòu)件之間的連接，此種連接方式不需要現(xiàn)澆混凝土和張拉預(yù)應(yīng)力筋，現(xiàn)場(chǎng)施工所需時(shí)間顯著減少；同時(shí)在套筒和鋼筋之間具有比較好的咬合力，所以具有較強(qiáng)的整體性。但是此種拼接技術(shù)需要對(duì)鋼筋和套筒進(jìn)行非常準(zhǔn)確的定位，一定程度上增加了施工要求；并且橋墩主筋連接套筒的直徑相對(duì)較大，而非連接段的鋼筋混凝土保護(hù)層厚度也比較大。

2.3 灌漿波紋管連接方式

此種拼裝技術(shù)與灌漿套筒連接方式相類似，主要就是指先將金屬波紋管預(yù)埋在構(gòu)件當(dāng)中，之后通過灌漿的方式進(jìn)行不同構(gòu)件之間的連接。相對(duì)于灌漿套筒連接方式來說，灌漿波紋管連接時(shí)波紋管和鋼筋的咬合力相對(duì)較差，因此錨固長度應(yīng)適當(dāng)延長以提升整體性[2]。

3 橋墩接縫型式

3.1 灌漿金屬波紋管連接

該型式主要用于墩身與承臺(tái)或墩身與蓋梁的連接，一般在體積較大的承臺(tái)或蓋梁中設(shè)置預(yù)埋金屬波紋管成孔，墩身預(yù)留外露鋼筋。安裝時(shí)在接觸面先設(shè)置高強(qiáng)環(huán)氧砂漿墊層，將外露鋼筋插入波紋管孔中并灌注高強(qiáng)漿料，從而在構(gòu)件間形成黏結(jié)錨固。橋墩抗震承載力、總體耗能能力和位移能力與現(xiàn)澆試件相近。其缺點(diǎn)主要是由于預(yù)制墩柱鋼筋外伸較長，墩身的預(yù)制、運(yùn)輸長度會(huì)相應(yīng)減小；墩身翻身時(shí)需要特殊支架或需要另一臺(tái)汽車吊進(jìn)行配合翻轉(zhuǎn)；施工過程中進(jìn)入金屬波紋管清除垃圾較為困難等。

3.2 預(yù)應(yīng)力連接

后張預(yù)應(yīng)力筋連接構(gòu)造往往配合砂漿墊層或環(huán)氧膠接縫構(gòu)造實(shí)現(xiàn)節(jié)段預(yù)制橋墩的建造。預(yù)應(yīng)力筋可采用鋼絞線或精軋螺紋鋼筋等。

由于市政高架橋梁墩柱尺寸相對(duì)較小，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線來講很難滿足規(guī)范4m 彎曲半徑的要求。對(duì)于精軋螺紋鋼筋來講，后穿束比較困難，目前有采用自鎖式固定錨具的案例，但尚無大規(guī)模使用。墩身在配有預(yù)應(yīng)力筋的同時(shí)還需要布置一定數(shù)量的構(gòu)造配筋，墩身造價(jià)相對(duì)要高許多，施工工藝復(fù)雜，施工時(shí)間較長。

3.3UHPC 連接

UHPC 是一種新型材料，由水泥、硅灰、石英粉、硅砂、細(xì)鋼纖維等材料組成，根據(jù)最大密實(shí)度理論配制而成，不含有粗骨料；具有高強(qiáng)、高致密性、握裹能力強(qiáng)、自流平等性能?；炷梁弯摻钪g的黏結(jié)作用隨混凝土強(qiáng)度的增加而增加，利用該性能，鋼筋搭接所需搭接長度遠(yuǎn)小于普通混凝土，鋼纖維可以有效限制裂縫開展，防止鋼筋和混凝土之間的黏結(jié)失效[3]。

4 下部結(jié)構(gòu)施工

橋梁施工易對(duì)周邊環(huán)境造成不良影響，此現(xiàn)象在市政橋梁項(xiàng)目中更為明顯，因此減少污染物排放是重要的發(fā)展思路，對(duì)此可選用工業(yè)化裝配的方式。而在橋梁結(jié)構(gòu)的組成中，下部結(jié)構(gòu)對(duì)整體穩(wěn)定性的影響較為明顯，在地震荷載作用下通過該結(jié)構(gòu)可保證橋梁其它結(jié)構(gòu)不受到損傷，施工中需要注重節(jié)段劃分及連接等方面的工藝要點(diǎn)。豎向預(yù)制節(jié)段拼接是較為傳統(tǒng)的方法，其局限之處在于操作難度大，不利于施工作業(yè)的高效推進(jìn)，初期主要被應(yīng)用于大型跨海橋梁工程中，豎向預(yù)應(yīng)力筋是重要的構(gòu)件，但考慮到穿束難度較大的問題，通常變更為鋼套筒連接、高強(qiáng)混凝土連接等更為先進(jìn)的方法，此時(shí)可保證橋梁下部結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，使其具有抗震性與穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

橋梁下部結(jié)構(gòu)的預(yù)制拼裝技術(shù)雖然研究時(shí)間較短，但是近些年技術(shù)水平發(fā)展較快，出現(xiàn)了灌漿套筒連接、灌漿波紋管連接、超高性能混凝土連接等多種技術(shù)措施并得到了有效應(yīng)用。本文主要對(duì)這些預(yù)制拼裝技術(shù)進(jìn)行了分析，并介紹了其具體應(yīng)用情況。希望通過本文的介紹，能夠?qū)蛄合虏拷Y(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝提供一定參考和幫助。