城市中心區(qū)特大多跨徑高架橋梁的箱梁預(yù)制技術(shù)

李震錕

廣東省基礎(chǔ)工程集團有限公司 廣東 廣州 510000

背景工程為城市道路改造建設(shè)項目，橋梁長度較長，橋跨數(shù)量和跨徑尺寸種類多，現(xiàn)場場地狹小，預(yù)制梁場地面積選擇有限[1]。梁場設(shè)計和制梁采用常規(guī)方法時有以下問題：臺座設(shè)計為一個臺座只適合一種跨徑尺寸的梁體；梁體鋼筋在臺座上一層層制作安裝而成；預(yù)應(yīng)力體系張拉前，梁體養(yǎng)護采用人工或在臺座外設(shè)置自動噴淋管的方式，前者存在養(yǎng)護不及時、漏養(yǎng)、養(yǎng)護時間不足和浪費水資源等缺陷，后者則會妨礙側(cè)模安裝與拆卸，影響進(jìn)度。

1 工程概況

汕頭市黃河路（泰山路—東廈路）快速化升級改造工程跨越汕頭市中心城區(qū)，項目全長4.2 km。為保持行車速度、行車舒適性、節(jié)約時間成本，設(shè)置了一座高架橋以跨越沿線交叉路口。高架橋橋梁跨越嵩山路、衡山路、天山路、華山路等4個路口，橋梁全長2 051.5 m。橋梁上部構(gòu)造采用長度25、30、35、40 m共4種規(guī)格的預(yù)制箱梁共646片（圖1），其中，25 m預(yù)制箱梁105片、30 m預(yù)制箱梁480片、35 m預(yù)制箱梁45片、40 m預(yù)制箱梁16片。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)墩預(yù)制箱梁縱斷面

2 預(yù)制梁場建設(shè)

預(yù)制場場地壓實后基礎(chǔ)地基承載力不小于100 kPa，基礎(chǔ)穩(wěn)定、均勻，確保制梁過程中不會出現(xiàn)不均勻沉降，整個預(yù)制區(qū)澆筑厚30 cm的C30混凝土進(jìn)行硬化。

項目上部結(jié)構(gòu)設(shè)計采用不同規(guī)格的預(yù)制箱梁共646片。同時根據(jù)場區(qū)面積情況，臺座排布劃分為1#區(qū)、2#區(qū)。1#區(qū)設(shè)有鋼筋原材堆放場、鋼筋半成品加工場、標(biāo)養(yǎng)室、臺外鋼筋制安胎架、混合疊用臺座區(qū)、存梁臺、裝梁區(qū)、龍門吊；2#區(qū)設(shè)有鋼筋原材堆放場、鋼筋半成品加工場、臺外鋼筋制安胎架、混合疊用臺座區(qū)、鋼混板梁臺座、存梁臺、裝梁區(qū)、龍門吊、養(yǎng)護循環(huán)池、梁場生活和辦公區(qū)（圖2）。

圖2 梁場布置和制梁臺座排布

3 特大多跨徑箱梁預(yù)制技術(shù)

3.1 混合疊用臺座施工技術(shù)

3.1.1 混合疊用臺座的設(shè)計

1#區(qū)混合疊用臺座分兩陣列式排布，每陣列排11座，共22座。本區(qū)臺座用于制作25、30 m長度的梁體，混合疊用臺座的尺寸為長31 m、寬100 cm、高35 cm。2#區(qū)混合疊用臺座分一陣列式排布，共9座。本區(qū)臺座用于制作35、40 m長度的梁體，混合疊用臺座的尺寸為長41 m、寬100 cm、高35 cm。

1#區(qū)臺座從端部開始往回設(shè)計200 cm為支座楔塊位A（30 m梁），35 cm吊裝槽位（1），180 cm為支座楔塊位B（25 m梁），35 cm吊裝槽位（2），中部2 240 cm為通用臺（圖3）。

圖3 30 m和25 m梁混合疊用臺座縱斷面（單位：cm）

2#區(qū)臺座從端部開始往回設(shè)計200 cm為支座楔塊位D（40 m梁），35 cm吊裝槽位（3），180 cm為支座楔塊位F（35 m梁），35 cm吊裝槽位（4），中部3 310 cm為通用臺（圖4）。

圖4 40 m和35 m梁混合疊用臺座縱斷面（單位：cm）

預(yù)制梁臺座采用C30混凝土，臺座頂兩側(cè)面設(shè)有通長的50 mm×50 mm×6 mm角鋼，角鋼之間每隔0.5 m用φ12 mm的鋼筋連接形成整體骨架，然后澆筑混凝土，注意制作底座時預(yù)埋側(cè)模下部的拉桿孔道，同時預(yù)埋φ90 mm的PVC管的伸縮旋轉(zhuǎn)噴淋養(yǎng)護裝置固定導(dǎo)孔道和φ35 mm的PVC管養(yǎng)護輸送水槽管道。在澆筑臺座混凝土?xí)r，底座橫向做成水平，縱向按設(shè)計預(yù)設(shè)反拱2.0 cm。由于箱梁采用兜托梁底起吊法，故臺座施工時應(yīng)預(yù)留穿索兜底所需的活動段底模，設(shè)置在距各規(guī)格梁板端頭1.5 m處，在每種梁底支座楔塊處澆筑混凝土?xí)r低于頂面3 cm，便于安放3 cm厚可壓縮的橡膠板，消減張拉預(yù)應(yīng)力體系時梁體預(yù)拱出現(xiàn)反壓破壞混凝土結(jié)構(gòu)的隱患。

3.1.2 混合疊用臺座的使用

由于梁場場地面積小，且預(yù)制梁的工程數(shù)量大，梁體長度種類多，無法采取一個臺座適合一種長度梁體的方式進(jìn)行設(shè)置，因此設(shè)置了30 m和25 m梁混合疊用，40 m和35 m梁混合疊用的臺座。

1）30 m和25 m梁混合疊用臺座使用技術(shù)。制作30 m梁時，梁體鋼筋安裝至支座楔塊位A，澆筑混凝土并張拉預(yù)應(yīng)力體系后，移梁吊裝以槽位（1）為吊點。制作25 m梁時，梁體鋼筋安裝至支座楔塊位B，澆筑混凝土并張拉預(yù)應(yīng)力體系后，移梁吊裝以槽位（2）為吊點。一個臺座可以混合交疊制作2種長度梁體，無需重新加工臺座，不影響30 m和25 m梁的制梁施工工作。

2）40 m和35 m梁混合疊用臺座使用技術(shù)。制作40 m梁時，梁體鋼筋安裝至支座楔塊位D，澆筑混凝土并張拉預(yù)應(yīng)力體系后，移梁吊裝以槽位（3）為吊點。制作35 m梁時，梁體鋼筋安裝至支座楔塊位F，澆筑混凝土并張拉預(yù)應(yīng)力體系后，移梁吊裝以槽位（4）為吊點。一個臺座可以混合交疊制作2種長度梁體，無需重新加工臺座，不影響40 m和35 m梁的制梁施工工作。

3.2 臺外錯分多功能梁體鋼筋制作安裝施工技術(shù)

3.2.1 臺外錯分多功能鋼筋制安架結(jié)構(gòu)設(shè)計

1）腹底板鋼筋制安架設(shè)計（圖5）。腹板鋼筋制安架依據(jù)腹板橫向分布箍筋間距設(shè)計為倒“V”形方鋼支撐腳，在每榀倒“V”形支撐腳上依據(jù)腹板縱向主筋間距設(shè)計φ20 mm圓鋼伸縮主筋定位插銷。底板鋼筋制安架依據(jù)腹板底寬設(shè)置2條5 cm×5 cm角鋼承托架，并依據(jù)腹板橫向分布箍筋間距在角鋼上設(shè)置月牙形定位鋼筋槽。

圖5 腹底板鋼筋制安架橫斷面

2）頂板鋼筋制安架設(shè)計（圖6）。頂板鋼筋制安架縱向排列設(shè)計為豎向方鋼支撐腳，在支撐腳頂面采用6.3#槽鋼橫向蓋套底托橫桿。在支撐腳正上方縱向設(shè)置設(shè)有鋼筋安裝限距槽的槽板，在底托橫桿中部設(shè)置加強連接桿。

圖6 頂板鋼筋制安架橫斷面

3.2.2 臺外錯分多功能鋼筋制安架應(yīng)用

由于梁場設(shè)有的制梁臺座數(shù)量少，若在臺座上綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道，就占用了臺座的空間，從而降低了臺座的使用率，阻滯了制梁進(jìn)度。

項目采用了在臺座外設(shè)置以梁體頂板和腹底板錯分開的制梁鋼筋制安架，制安架上設(shè)有固定鋼筋、固定預(yù)應(yīng)力筋波紋管、定（限）位等多功能裝置，梁體鋼筋無需直接在臺座上制作安裝，把在臺座上制作安裝鋼筋的時間分離至臺外，提高了臺座使用周轉(zhuǎn)率。鋼筋制作安裝完成后，用門式起重機先把腹底板鋼筋籠吊裝至臺座上，然后再吊裝頂板鋼筋網(wǎng)并與腹底板鋼筋籠組裝成形（圖7、圖8）。

圖7 腹底板鋼筋制安架實物

圖8 頂板鋼筋制安架實物

3.3 陣列式間隙型養(yǎng)護施工技術(shù)

3.3.1 陣列式間隙型養(yǎng)護系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)設(shè)計為陣列式間隙型養(yǎng)護伸縮旋轉(zhuǎn)噴淋養(yǎng)護裝置（圖9）。在每個臺座埋設(shè)固定導(dǎo)孔若干個和1根養(yǎng)護輸送水槽，每個固定導(dǎo)孔安裝1個伸縮旋轉(zhuǎn)噴淋養(yǎng)護裝置，每個伸縮旋轉(zhuǎn)噴淋養(yǎng)護裝置采用2個彈性支墊固定。養(yǎng)護輸送水槽對應(yīng)伸縮旋轉(zhuǎn)噴淋養(yǎng)護裝置設(shè)置分水支口，設(shè)置間隙型時間開關(guān)總控制器。

圖9 陣列式間隙型養(yǎng)護系統(tǒng)橫斷面

3.3.2 陣列式間隙型養(yǎng)護系統(tǒng)的使用

1）規(guī)劃建設(shè)制梁場區(qū)時，先以梁體不同長度和伸縮旋轉(zhuǎn)噴淋養(yǎng)護裝置2倍的噴淋旋轉(zhuǎn)半徑陣列式設(shè)計制梁臺座位置和尺寸，按臺座設(shè)計圖制作安裝受力鋼筋后，埋設(shè)養(yǎng)護輸送水槽管道和固定導(dǎo)孔道，然后澆筑混凝土成形。

2）臺座達(dá)到強度后，在固定導(dǎo)孔道中安裝伸縮旋轉(zhuǎn)噴淋養(yǎng)護裝置，并在控制室配裝間隙型時間開關(guān)總控制器。

3）在陣列式臺座上進(jìn)行梁體預(yù)制，澆筑混凝土和拆模后可進(jìn)行養(yǎng)護。養(yǎng)護程序：從陣列式臺座一端開始，按每個臺座設(shè)定的間隙時間從底座的固定導(dǎo)孔伸出養(yǎng)護裝置旋轉(zhuǎn)噴淋梁體腹板，滿足梁體養(yǎng)護濕度后，旋轉(zhuǎn)噴淋停止并縮回固定導(dǎo)孔道里；然后下一臺座重復(fù)上一臺座養(yǎng)護工作，一個臺座間隙式地循環(huán)一個臺座，直至滿足預(yù)應(yīng)力體系張拉強度和時間要求。

4）前排排列的臺座在養(yǎng)護梁體的同時，不影響后排排列的臺座梁體鋼筋的制作安裝、裝模、澆筑混凝土、拆模等施工工作。

5）臺座上梁體養(yǎng)護至滿足預(yù)應(yīng)力體系張拉強度和時間要求后，可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力體系張拉工作，該工作也不影響其他排列的臺座梁體鋼筋的制作安裝、裝模、澆筑混凝土、拆模等施工工作（圖10）。

圖10 陣列式間隙型養(yǎng)護系統(tǒng)實物

3.3.3 養(yǎng)護用水可循環(huán)回收利用技術(shù)

養(yǎng)護用水采用可循環(huán)回收利用技術(shù)，圍繞臺座間隙設(shè)置框架式循環(huán)回收養(yǎng)護用水的水溝，尺寸為30 cm×20 cm，并在2#區(qū)沿龍門吊軌道基礎(chǔ)旁邊設(shè)置1道磚砌集水溝，結(jié)構(gòu)尺寸為35 cm×50 cm，保證集水能力和地基的穩(wěn)定性，縱向排水溝規(guī)劃兩端高、中間低，最終將匯集的回收水排到養(yǎng)護循環(huán)池（在梁場生活區(qū)后側(cè)）。

4 結(jié)語

特大多種跨徑高架橋梁的箱梁預(yù)制技術(shù)在汕頭市黃河路（泰山路—東廈路）快速化升級改造工程中取得了成功應(yīng)用，加快了預(yù)制箱梁的制梁施工進(jìn)度，節(jié)省了工期，降低了施工成本。該技術(shù)適用范圍廣，創(chuàng)造性地解決了城市交通主干道車流量大、交通繁忙、預(yù)制梁場容積小、工期緊張等難題，具有巨大的推廣價值和廣闊的應(yīng)用前景。