關(guān)于市政橋梁裝配式工程的分析

蔡清華

（成都建工路橋建設(shè)有限公司，四川 成都 610073）

橋梁工程是市政工程中的重要組成部分，對改善交通情況、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的意義，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，城市化進(jìn)程加速，城市中投入建設(shè)的橋梁工程數(shù)量不斷提升，極大程度地改善了居民的生活質(zhì)量。但與此同時(shí)，市政橋梁工程在施工的過程中也會(huì)給居民正常生活帶來一定影響，如何改善其施工過程中噪聲污染情況、保護(hù)交通已經(jīng)成為備受政府和行業(yè)關(guān)注的重要問題。在此背景下，預(yù)制裝配式技術(shù)應(yīng)需而出，該建設(shè)方式能有效改善傳統(tǒng)橋梁施工中建設(shè)周期長、施工噪聲大、影響原有交通等弊端，能充分滿足不斷提升的市政橋梁建設(shè)需求。

1 預(yù)制裝配式橋梁施工技術(shù)分析

市政橋梁裝配式工程雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但高效高質(zhì)施工是以科學(xué)合理的施工計(jì)劃為基礎(chǔ)而開展的[1]。施工人員應(yīng)加強(qiáng)對各個(gè)環(huán)境的質(zhì)量把控，對構(gòu)件預(yù)制、運(yùn)輸、拼接安裝等提出嚴(yán)格的要求，確?，F(xiàn)場施工和構(gòu)件連接的施工工藝，才能最大化發(fā)揮預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)有價(jià)值，下文對預(yù)制裝配式橋梁的施工進(jìn)行詳細(xì)分析。

當(dāng)前預(yù)制裝配式橋梁進(jìn)行預(yù)制的部分主要是承臺(tái)以上部分，承臺(tái)和樁基在施工現(xiàn)場進(jìn)行澆筑施工[2]。梁體中鋼箱梁、小箱梁等構(gòu)件的預(yù)制工藝已經(jīng)較為成熟，墩柱和蓋梁的預(yù)制構(gòu)件施工目前還處于研究和推廣階段，則下文對墩柱和蓋梁部分的工藝和造價(jià)等進(jìn)行深入地分析。連接預(yù)制立柱時(shí)最常采用波紋管和套筒，這兩種連接方式能從施工工藝、抗震能力、立柱受力等多個(gè)方面都滿足設(shè)計(jì)和施工的要求。除以上兩種連接方式，還可通過粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行連接，使其在地震發(fā)生后能與混凝土橋墩保持相似的變形效果，以此提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。

1.1 橋墩、蓋梁施工

橋墩、蓋梁采用自密實(shí)混凝土，施工工藝流程為：設(shè)計(jì)模板→模板加工→模板預(yù)拼→鋼筋綁扎安裝→模板安裝驗(yàn)收→混凝土拌制→混凝土澆筑→模板拆除→混凝土養(yǎng)護(hù)→螺栓孔封堵→缺陷修補(bǔ)→保護(hù)涂料施工→混凝土保護(hù)。自密實(shí)混凝土中各類材料的規(guī)格為：粗骨料粒徑小于20mm，針片狀含量不超過8%，含泥量小于1%，泥塊含量不超過0.5%，含泥量小于3%，泥塊含量應(yīng)不大于1%；水泥優(yōu)選硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥輕度等級(jí)至少在42.5 以上；混凝土減水劑選用減水率在25%以上的高性能減水劑[3]。利用高強(qiáng)無收縮砂漿和高強(qiáng)球墨鑄套筒連接橋墩與蓋梁、承臺(tái)與橋墩，高強(qiáng)無收縮砂漿28d抗壓強(qiáng)度應(yīng)至少高于60MPa，28d豎向膨脹率應(yīng)控制在0.02%～0.10 %，細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.6 ，含泥量小于1%，且不能有泥塊，砂漿墊層出境時(shí)間宜大于2h。將鋼筋限位擋板安裝在灌漿連接套筒中間，預(yù)制安裝端和現(xiàn)場拼裝端鋼筋深入長度均應(yīng)大于10ds（ds是被連接縱向鋼筋直徑），在套筒上端和下端分別設(shè)置出漿口和壓漿口，壓漿口下應(yīng)至少與端部保持20mm凈距，套筒應(yīng)在±2mm偏差值內(nèi)進(jìn)行制作，安裝時(shí)應(yīng)正確防治套筒方向。

1.2 承臺(tái)施工

承臺(tái)施工時(shí)，在承臺(tái)頂墩柱對應(yīng)位置預(yù)留墩柱連接鋼筋，鋼筋的長度應(yīng)能滿足灌漿套筒連接鋼筋錨固構(gòu)造長度，如圖1所示[4]。同時(shí)，在承臺(tái)頂端預(yù)留的鋼筋應(yīng)確保平面位置和垂直度準(zhǔn)確。墩柱預(yù)制過程中，將灌漿套筒預(yù)埋在墩柱底部；用橡膠密封圈將套筒安裝在底膜上，安裝完成后的套筒和底膜應(yīng)保持垂直。從套筒的預(yù)埋方向插入連接鋼筋，同時(shí)加設(shè)密封環(huán)，避免出現(xiàn)漏漿的情況。灌漿管在連接套筒之前，應(yīng)檢查其位置是否準(zhǔn)確，保證連接牢固，才能保證混凝土的澆筑質(zhì)量，在混凝土澆筑完成后，結(jié)合混凝土的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，直至強(qiáng)度達(dá)到拼裝要求。將墩柱運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，利用吊裝設(shè)備將墩柱吊至承臺(tái)上方，確認(rèn)墩頂鋼筋與墩柱底部套筒對準(zhǔn)后再進(jìn)行拼接[5]。需要注意的是，在墩柱拼裝志強(qiáng)應(yīng)對柱頂、蓋梁底的連接面進(jìn)行徹底清晰，確保無雜物。在安裝預(yù)制蓋梁時(shí)，可通過將薄墊片安裝在墩柱頂面的方式對其垂直度進(jìn)行調(diào)整。完成墩柱垂直度、對準(zhǔn)度的調(diào)整后，采用可靠的臨時(shí)固定措施對墩柱進(jìn)行固定。根據(jù)施工方案中明確標(biāo)注的水灰比稱重灌漿料，利用高速電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌至少5min以上。在準(zhǔn)備灌漿料的過程中，應(yīng)對承臺(tái)和立柱之間的縫隙進(jìn)行封閉處理，可選用能承受1Mpa以上的壓力的封閉材料填補(bǔ)縫隙，或?qū)佋O(shè)高強(qiáng)砂漿鋪設(shè)在承臺(tái)頂面。灌漿時(shí)，從套筒下方注漿孔注入，直至其他出漿孔出漿后將其封閉，灌漿完成后需等待其負(fù)荷設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，繼續(xù)后續(xù)施工[6]。

圖1 承臺(tái)施工預(yù)留連接鋼筋

1.3 預(yù)制構(gòu)件

在預(yù)制構(gòu)件的過程中，應(yīng)全面詳細(xì)的考慮各項(xiàng)可能會(huì)影響構(gòu)件使用的因素，如工廠的預(yù)制模板、預(yù)制場地、預(yù)制和運(yùn)輸?shù)跹b工藝等，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的預(yù)制要求配備相應(yīng)的預(yù)制場地和機(jī)械設(shè)備，如防排水設(shè)施、緩凝土拌和系統(tǒng)、鋼筋加工車間、大噸位起重機(jī)械等。根據(jù)構(gòu)件的規(guī)格、大小和重量，施工單位選擇與之匹配的運(yùn)輸和吊裝機(jī)械設(shè)備，在構(gòu)件運(yùn)輸前，結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)和路線的勘察，選擇最合適的路線[7]。在正式施工之前，施工單位應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)要求向有關(guān)部門上報(bào)吊裝運(yùn)輸方案，在得到批準(zhǔn)后才能進(jìn)行實(shí)際施工。要確認(rèn)大型吊裝設(shè)備具有安全檢驗(yàn)合格證，如吊車、龍門吊等。構(gòu)件需要使用相應(yīng)的運(yùn)輸車輛轉(zhuǎn)運(yùn)到施工現(xiàn)場，應(yīng)預(yù)先設(shè)計(jì)完善的支承保護(hù)方案，方案中涵蓋外露鋼筋的保護(hù)、支承點(diǎn)的設(shè)置、構(gòu)件運(yùn)輸方向等，在得到相關(guān)單位的批準(zhǔn)后才能運(yùn)輸；正式拼裝構(gòu)件之間，監(jiān)理人員、施工單位應(yīng)對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行復(fù)查，確保準(zhǔn)備工作都已到位，才能進(jìn)行拼裝，復(fù)查內(nèi)容包括吊裝位置地基的處理情況、材料到場和保管情況、設(shè)備到場和養(yǎng)護(hù)情況等，還應(yīng)在構(gòu)件拼裝前對相鄰構(gòu)件進(jìn)行預(yù)先匹配拼裝，最后檢查灌漿料的配比是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)施工環(huán)境滿足作業(yè)要求。

2 工程案例分析

2.1 工程概況

本文以成都市“雙核聯(lián)動(dòng)、多中心支撐”高快路網(wǎng)規(guī)劃為例，工程草金路為起于三環(huán)的快速路，往外延伸為成溫邛快速路。本次草金路改造范圍為二環(huán)～成溫邛快速路，全長約14.4 km(其中武侯區(qū)7.9 km、雙流區(qū)7.5 km)，結(jié)合在建的地鐵17號(hào)線統(tǒng)籌實(shí)施。橋梁墩柱采用工業(yè)化預(yù)制拼裝工藝，墩柱在預(yù)制場內(nèi)統(tǒng)一制作，采用立式預(yù)制、臥式運(yùn)輸、整體吊裝的工藝。武青跨線橋墩柱設(shè)計(jì)參數(shù)表如表1所示。

表1 案例工程武青跨線橋墩柱設(shè)計(jì)參數(shù)表

2.2 工程分析

本工程位于現(xiàn)狀草金路主路范圍，結(jié)合周邊商區(qū)保通、拆除原有橋梁、地鐵并線等多種因素，在施工時(shí)選擇裝配式施工工藝。目前成都市還未正式啟用裝配式橋梁施工工藝，因此，目前能達(dá)到工程建設(shè)要求的構(gòu)件生產(chǎn)工廠數(shù)量較少，且部分工廠由于前期投入過多生產(chǎn)積極性不高。在對本地工廠和國內(nèi)整體技術(shù)進(jìn)行考察與分析后，工程決定借鑒國內(nèi)相似項(xiàng)目人材機(jī)耗量與本地區(qū)價(jià)差相結(jié)合的方式進(jìn)行初步編制。為保證構(gòu)建能順利運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，在全面的考慮構(gòu)建的重量、規(guī)格、拼裝情況、廠家的生產(chǎn)能力后，選用加權(quán)平均的方式計(jì)算出綜合預(yù)制裝配式構(gòu)建的運(yùn)輸距離。目前國內(nèi)已經(jīng)擁有較為成熟的橋梁上部結(jié)構(gòu)預(yù)制技術(shù)，工程完成后，通過對比現(xiàn)澆橋墩和預(yù)制拼裝橋墩的造價(jià)發(fā)現(xiàn)，在采用雙立柱的情況下，預(yù)制拼裝橋墩的造價(jià)比傳統(tǒng)現(xiàn)澆橋墩施工造價(jià)提高約23.62%，橋梁工程總造價(jià)中蓋梁和立柱部分約占總造價(jià)的15～20%。因此，采用預(yù)制拼裝橋墩的工程總造價(jià)比傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝總造價(jià)增加3.54 ～4.72 %。

結(jié)束語

綜上所述，在市政橋梁工程中采用預(yù)制裝配式施工技術(shù)能有效解決傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工工藝中對城市交通、周邊居民帶來的影響，雖工程總造價(jià)有所提升，但能大幅節(jié)省施工時(shí)間，減少對周邊環(huán)境地污染，具有更高的社會(huì)價(jià)值。但是目前該技術(shù)還處于推廣階段，在技術(shù)和工藝上還有較大提升空間，且前期構(gòu)件預(yù)制的成本和難度都較高，也在一定程度上制約了該技術(shù)的發(fā)展。建議行政主管部門給予一定的造價(jià)政策支持，擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用范圍，使我國建筑水平更上一層樓。