裝配式立柱預(yù)制與吊裝技術(shù)研究

張文龍，左文建 （中鐵三局集團(tuán)投資有限公司，山西 太原 030001）

隨著預(yù)制裝配技術(shù)在城市高橋中的普及，許多橋梁預(yù)制件已被用于橋梁建設(shè)。橋梁預(yù)制施工技術(shù)消除了對支撐混凝土澆筑的需要，縮短了施工時(shí)間，并有效降低了施工要求。土地面積的寬度大大減少了對現(xiàn)有交通的影響，在設(shè)施質(zhì)量、安全、文明建設(shè)和社會后果等方面都取得了積極進(jìn)展。目前，在城市橋梁領(lǐng)域，中國裝配式立柱預(yù)制技術(shù)有了很大的發(fā)展。預(yù)制立柱、預(yù)制板和其他預(yù)制混凝土構(gòu)件技術(shù)套管的地面連接，與其他預(yù)制組件不同，這種連接技術(shù)在現(xiàn)場安裝預(yù)制立柱方面得到廣泛應(yīng)用。在我國城市化進(jìn)程中，城市化進(jìn)程在逐步加快，由于社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長，建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，建筑業(yè)也在迅速發(fā)展。近年來，建筑物的形狀多樣化，并且建筑物的設(shè)計(jì)日新月異。功能和安全性也得到了顯著改善，并且建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)技術(shù)變得越來越復(fù)雜。吊裝預(yù)制立柱是預(yù)制建筑的重要施工環(huán)節(jié)。施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個項(xiàng)目的穩(wěn)定性，使用質(zhì)量和使用安全性。要制定科學(xué)的施工程序，采用先進(jìn)合理的施工工藝。因此，開發(fā)一種方便快捷的裝配式立柱安裝方法，對橋梁預(yù)制裝配技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

某高架路新建工程預(yù)制立柱是柱截面為矩形，倒角，中間同級為雙柱型，側(cè)同級為單柱型，標(biāo)準(zhǔn)柱截面尺寸為2.0m×1.5m，高度為8.8m～13.8m，混凝土類C40，圓柱槽形連接卡頭，圓柱形套管頭，連接平臺到預(yù)定模塊，圓柱頂部具有用于連接頂梁底部套筒的插件，見圖1所示。鋼筋架和預(yù)制結(jié)構(gòu)套管的安裝精度嚴(yán)格控制在2mm以內(nèi)。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)立柱斷面示意

2 裝配式立柱的預(yù)制

裝配式立柱的預(yù)制施工順序如圖2所示。

圖2 裝配式立柱預(yù)制施工流程圖

2.1 模板工程

裝配式模板項(xiàng)目的關(guān)鍵是預(yù)制組件的現(xiàn)場生產(chǎn)。工程師制作底模時(shí)，必須使用磚砌形狀，而側(cè)模必須由模制鋼模制成。用三層注射法澆注裝配式模具。在加工裝配式構(gòu)件的下模時(shí)，工程師需要嚴(yán)格控制排水坡度。最重要的是必須鋪開30cm厚的沙子和碎石，并壓實(shí)振動壓路機(jī)。預(yù)軋完成后，再鋪設(shè)三層磚，并用水泥砂漿覆蓋磚的表面。在砌磚過程中，技術(shù)人員需要確定磚體的長度方向，并在1m的距離處設(shè)置用于安裝管道的孔。在澆筑構(gòu)件混凝土之前，有必要加強(qiáng)對地面模型表面的脫模劑刷涂處理，以及構(gòu)件之間的脫模劑刷涂處理，并確保刷涂2～3遍。最后，將地板革放置在組件之間以防止粘附，從而減少脫模的可能性。

2.2 鋼筋工程

在建造鋼筋項(xiàng)目時(shí)，施工人員必須仔細(xì)查看鋼筋批次清單，在現(xiàn)場管理鋼筋半成品，識別鋼筋模型并實(shí)現(xiàn)分類管理。在捆扎鋼筋過程中，施工人員需要加強(qiáng)對鋼筋原材料和半成品的質(zhì)量驗(yàn)收，同時(shí)要嚴(yán)格控制錨固纏繞長度等技術(shù)指標(biāo)。應(yīng)在施工現(xiàn)場安排專人施工混凝土墊塊，合理控制混凝土保護(hù)層的厚度。在鋼筋項(xiàng)目的整個施工過程中，需要確保有專人跟進(jìn)并檢查，以確保鋼筋連接牢固。

2.3 混凝土工程

該項(xiàng)目的混凝土原料選擇嚴(yán)格，所用市售混凝土的強(qiáng)度和抗裂性均符合該項(xiàng)目的質(zhì)量要求。工程師首先仔細(xì)檢查模具的尺寸和支撐，以確保在澆筑混凝土之前將模具正確潤濕，同時(shí)將模具之間的間隙緊緊密封。對于鋼制骨架，工程人員詳細(xì)檢查了整體質(zhì)量，以確保沒有扭曲或松動，并參考設(shè)計(jì)圖紙確定嵌入零件的數(shù)量和位置。接受隱藏工程零件的質(zhì)量。在注射預(yù)制零件時(shí)，工程人員采用一次性的注射和成型技術(shù)管理方法，并在不留任何施工縫的情況下格外小心。混凝土注入完成后，工程師對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特殊維護(hù)。這是通過濕玻璃袋蓋和水維護(hù)來完成的。在制造預(yù)制零件時(shí)，工程師必須確保將下部混凝土零件的強(qiáng)度控制在30%以上的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)上，翻轉(zhuǎn)模具，然后翻轉(zhuǎn)上部零件的混凝土。可以在混凝土澆筑過程完成后，識別和管理預(yù)制零件，必須明確型號和制造日期，且清晰可見。

3 裝配式預(yù)制立柱吊裝技術(shù)

3.1 預(yù)制立柱吊裝技術(shù)的施工流程概述

當(dāng)前使用的預(yù)制立柱式起重技術(shù)的施工過程需要詳細(xì)的調(diào)查，合理的施工現(xiàn)場設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。

從預(yù)制立柱進(jìn)入到完全纏繞的過程如下：將預(yù)制組件從工廠生產(chǎn)的柱子運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場時(shí)，必須嚴(yán)格接受它們，并使用隨機(jī)來檢查及質(zhì)量控制。在施工開始時(shí)，必須安裝裝配式立柱斜桿，正確調(diào)整平面位置，檢查預(yù)制板垂直是否符合建筑標(biāo)準(zhǔn)，抬起預(yù)制梁，固定并重新連接鋼筋，澆筑層狀混凝土，完成后進(jìn)行驗(yàn)證和測量，直到整個建筑物完成。

3.2 預(yù)制立柱吊裝技術(shù)的施工問題闡述

進(jìn)行預(yù)制立柱升降工作時(shí)，必須考慮預(yù)制立柱零件的質(zhì)量和實(shí)際條件。通常，預(yù)制立柱部件的高度和重量相對較大，因此，在設(shè)計(jì)/制造以及實(shí)際施工過程中必須考慮這兩個因素。尤其是有必要預(yù)先準(zhǔn)備解決部件破裂，過度的自重不平衡，以及吊起部件時(shí)可能發(fā)生的懸掛部件破損問題的解決方案。有必要對應(yīng)力條件進(jìn)行科學(xué)分析，并注意在預(yù)制立柱部件的運(yùn)輸和安裝過程中容易損壞的部件，以及發(fā)生安全事故的可能性。通常，大多數(shù)預(yù)制立柱部件都是用混凝土材料制成的，如果混凝土的強(qiáng)度不符合標(biāo)準(zhǔn)，則由于強(qiáng)度不足，很可能會出現(xiàn)裂縫和中等程度的加固缺陷，并且在起重工作中加固措施也不充分。如果不是這種情況，很容易導(dǎo)致零件損壞。吊點(diǎn)不平衡。另外，應(yīng)注意組件在起重結(jié)構(gòu)中的起吊和固定。使用提升結(jié)構(gòu)，提升位置可能會移位或連接可能會變得不穩(wěn)定。因此，施工單位必須事先進(jìn)行預(yù)制立柱零件的質(zhì)量控制，并在吊裝工作之前做好準(zhǔn)備工作。負(fù)載的計(jì)算是準(zhǔn)確的，以確保不會出現(xiàn)任何問題或安全事故，例如：電梯失衡或不穩(wěn)定，在電梯過程中由于重量過大而無法到達(dá)指定位置。

3.3 預(yù)制立柱吊裝施工前的荷載驗(yàn)算分析

預(yù)制立柱零件的施工負(fù)荷計(jì)算與零件的技術(shù)應(yīng)用、建筑質(zhì)量和在懸掛過程中避免事故后果有關(guān)。因此，必須進(jìn)行精確的負(fù)載測試。在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮到負(fù)荷的動能和結(jié)構(gòu)，以檢查裝配套管懸架的結(jié)構(gòu)沖擊功率。因此，可以通過采用動態(tài)系數(shù)來檢查載荷動能，并且吊裝過程的動態(tài)系數(shù)要根據(jù)實(shí)際建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)值來確定。當(dāng)前，中國建筑業(yè)中的預(yù)制立柱式葫蘆結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)因素尚未達(dá)到統(tǒng)一的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程要求確定科學(xué)價(jià)值。然后，為預(yù)制立柱組件的實(shí)際重量創(chuàng)建一個合理的值。通常，建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)制立柱由混凝土制成，其動態(tài)系數(shù)通常為1.2～1.5。預(yù)制混凝土施工技術(shù)的價(jià)值在運(yùn)輸過程中為1.5，在安裝過程中為1.2。

3.4 預(yù)制吊裝施工的要點(diǎn)和施工質(zhì)量控制策略

裝配式立柱的裝載過程包括裝配式支柱、運(yùn)輸部件和懸掛式吊架的制造，因此，按照技術(shù)分類，裝配式立柱的屋架可分為粉碎式懸掛、運(yùn)輸前懸掛、修復(fù)前懸掛等。施工項(xiàng)目安裝和臨時(shí)固定懸掛裝置。以下是構(gòu)建這些鏈接和質(zhì)量控制策略的關(guān)鍵點(diǎn)的簡要說明。

3.4.1 預(yù)制立柱構(gòu)件生產(chǎn)中的脫模吊裝

重要的是要注意在拆卸預(yù)制立柱組件之前，要確定型材立柱提升點(diǎn)的位置。預(yù)制立柱組件的脫模通常在雙提升點(diǎn)提升模式下進(jìn)行，兩個提升點(diǎn)對稱布置。確定點(diǎn)是根據(jù)提升時(shí)的水平力和建筑物使用階段的力來確定提升點(diǎn)。由于提升連桿不同且作用力不同，請確定釋放和提升的提升點(diǎn)預(yù)先計(jì)算。例如，預(yù)制立柱的重量稱贊懸架點(diǎn)處的最大正彎矩或負(fù)彎矩的相等值。可變截面柱的舉升點(diǎn)通常以雙舉升點(diǎn)脫模，舉升點(diǎn)通常設(shè)置為牛腳。如果預(yù)制立柱的強(qiáng)度略低，則必須設(shè)置一個多點(diǎn)提升點(diǎn)，以提高預(yù)制立柱的脫模和提升的穩(wěn)定性和作用力。

3.4.2 預(yù)制立柱構(gòu)件運(yùn)輸前后的吊裝

預(yù)制立柱組件的運(yùn)輸和提升通常在平板卡車上進(jìn)行。在整個運(yùn)輸過程中，組件的混凝土強(qiáng)度必須完全符合強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并且?guī)в信Ｍ攘旱念A(yù)制立柱應(yīng)側(cè)身放置。添加撬條以確保對預(yù)制立柱組件的保護(hù)。將撬塊固定在托梁和預(yù)制立柱的長度以下的固定位置，并采取固定措施以防止其在運(yùn)輸過程中移動或傾斜。必須將無托梁的預(yù)制立柱放置在預(yù)制立柱兩端的固定位置，這些項(xiàng)目是基于固定的長度比的柱在預(yù)制結(jié)構(gòu)。然而，如果預(yù)制柱的結(jié)構(gòu)太長，而柱本身不足以抗拉和斷裂，可以使用三個支柱平衡或者設(shè)置支撐點(diǎn)來支持它們。可以加強(qiáng)過大的預(yù)制柱的支撐。

3.4.3 預(yù)制立柱構(gòu)件施工前的翻身吊裝

在設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)制立柱構(gòu)件鋼筋混凝土材料不能滿足吊裝過程中的高強(qiáng)度抗張強(qiáng)度和抗裂性，這通常需要使用鋼絲繩來翻轉(zhuǎn)和纏繞預(yù)制立柱組件。

連接并固定后，將預(yù)制立柱翻轉(zhuǎn)過來并提起。從安全的角度來看，預(yù)制立柱組件大批量翻修的整個過程都是有風(fēng)險(xiǎn)的，因此翻斗提升機(jī)的關(guān)鍵是翻修點(diǎn)的強(qiáng)度設(shè)置，因此在進(jìn)行下一步之前要進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。檢查電梯并將其翻轉(zhuǎn)。如果給定的翻轉(zhuǎn)墊強(qiáng)度以及抗張強(qiáng)度和抗裂強(qiáng)度數(shù)據(jù)不滿足實(shí)際翻轉(zhuǎn)纏繞要求，則可以選擇增加圓柱部分中的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)數(shù)或鋼筋數(shù)量。有些情況可以適當(dāng)調(diào)整，但大多數(shù)情況下都可以使用。增加支柱截面鋼筋的數(shù)量。下降吊裝過程會消耗大量的人工和人工成本，并且在整個下降吊裝過程中力不平衡，這大大增加了上升吊架的風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)要求。因此，在吊裝和吊裝預(yù)制立柱時(shí)，可以考慮在預(yù)制立柱的最大彎矩處加鋼筋，以提高起吊的質(zhì)量保證，滿足起吊的技術(shù)要求。

4 結(jié)論

裝配式施工已經(jīng)成為建筑業(yè)中建筑技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。對于預(yù)制立柱結(jié)構(gòu)，工程師需要注意組件的預(yù)制精度和模塊化施工技術(shù)的要求。對于某些施工過程，裝配式立柱預(yù)制的施工涉及更多的施工環(huán)節(jié)。在每個施工環(huán)節(jié)，工程師都需要加強(qiáng)對質(zhì)量點(diǎn)的控制，以確保最終的預(yù)制立柱牢固且參數(shù)符合工程要求。