橋梁下部結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝關(guān)鍵技術(shù)

王 彬

（天津?yàn)I海旅游區(qū)投資控股有限公司，天津 300480）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路和城市橋梁的建設(shè)速度也逐漸加快[1]。支架現(xiàn)澆是橋梁結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)施工方法，然而這種方法存在著明顯的缺陷，包括：施工周期長(zhǎng)；對(duì)周圍交通和環(huán)境影響較大；高空作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，施工危險(xiǎn)性高[2～6]。為彌補(bǔ)這些缺陷，橋梁預(yù)制拼裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生[7]。同傳統(tǒng)施工方法相比，預(yù)制拼裝施工技術(shù)存在如下優(yōu)點(diǎn)：施工周期短；減少對(duì)車道的占用，減輕對(duì)周圍交通和環(huán)境的影響；縮短高空作業(yè)時(shí)間，一定程度上規(guī)避了風(fēng)險(xiǎn)；減少現(xiàn)場(chǎng)施工人員數(shù)量，減輕勞動(dòng)力成本上升的壓力[1～4]。

自2012年國(guó)內(nèi)首座預(yù)制裝配墩柱的橋梁——上海S6工程以來(lái)，上海地區(qū)陸續(xù)開(kāi)展了嘉閔高架、S26、S3、北虹立交等裝配式建設(shè)工程。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)其他地區(qū)也建設(shè)了如吉林恒山東路、長(zhǎng)沙湘府大道、深圳鹽港東立交、成都三環(huán)路等裝配式橋梁工程。通過(guò)采用新型預(yù)制裝配墩柱蓋梁，基本實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)全預(yù)制，取得了良好的社會(huì)效益[3,5,8]。

本文以中新天津生態(tài)城航海道跨海濱大道連接力高匝道橋工程匝道為例，介紹橋梁下部結(jié)構(gòu)預(yù)制拼裝關(guān)鍵技術(shù)。該匝道全長(zhǎng)706.441 m，寬9 m；上部結(jié)構(gòu)為普通箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用樁接柱形式，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

1 墩柱預(yù)制拼裝技術(shù)

1.1 施工方案

墩柱工廠預(yù)制后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝，斷面為矩形加圓弧倒角，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50。墩柱主筋采用?40 mm的HRB400鋼筋，箍筋及拉筋采用?12 mm和?16 mm的HRB400鋼筋。墩柱拼裝采用灌漿套筒連接承臺(tái)及蓋梁的形式，墩柱底部布置套筒，柱頂伸出蓋梁連接插筋。

整體灌漿連接套筒一端為預(yù)制安裝端，另一端為現(xiàn)場(chǎng)拼裝端，套筒中間設(shè)置鋼筋限位擋板；兩端長(zhǎng)度均≮10ds（ds為被連接縱鋼筋直徑），現(xiàn)場(chǎng)拼裝端內(nèi)徑為（ds+50）mm；套筒下端設(shè)置壓漿口，上端設(shè)置出漿口，壓漿口與端部?jī)艟啵? cm。

1.2 安裝方案

1.2.1 拼裝準(zhǔn)備

1）墩柱放樣。測(cè)量人員在承臺(tái)頂面對(duì)墩柱平面位置進(jìn)行放樣，放樣平面誤差≯2 mm。

2）承臺(tái)鑿毛。承臺(tái)混凝土面和墩柱上下表面應(yīng)鑿毛露出骨料，安裝墩柱前需用高壓水槍清洗、濕潤(rùn)鑿毛面，中心墊塊位置留20 cm×20 cm不鑿毛。墩柱預(yù)留插筋應(yīng)除去表面銹跡，高出承臺(tái)41.5 cm以上的鋼筋需磨平。

3）座漿擋板、墩柱調(diào)節(jié)墊塊安裝。檢查承臺(tái)外露插筋，確保伸入灌漿套筒的長(zhǎng)度符合要求。注意鋼筋與套筒不能抵死，否則墩柱調(diào)整困難。墩柱調(diào)節(jié)墊塊為鋼板加橡膠板，墊層厚一般為2 cm，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)試驗(yàn)確定橡膠板的壓縮量，選定鋼板厚度。最終應(yīng)保證承臺(tái)頂標(biāo)高+墩柱高度+墊塊厚度=設(shè)計(jì)柱頂標(biāo)高，誤差≯2 mm。

4）灌漿套筒止?jié){墊安裝，膠墊上加鋼墊。

5）墩柱試拼裝。止?jié){鋼墊片放置之前、墩柱底部調(diào)節(jié)墊塊安裝完成后，對(duì)墩柱進(jìn)行匹配拼裝；拼裝前需對(duì)承臺(tái)頂部墩柱預(yù)埋插筋進(jìn)行水平、軸線復(fù)測(cè)，確保鋼筋線形良好，無(wú)高低差。對(duì)墩柱標(biāo)高進(jìn)行初測(cè)，最終確定墊塊厚度。

1.2.2 坐漿料和灌漿料攪拌及試塊制作

1）拌漿要求?？刂粕皾{墊層和灌漿料拌制時(shí)間，以拌和均勻且利于施工為準(zhǔn)，均為3 min，使用成品料拌制。控制墊層料水灰比為0.14，灌漿料水灰比為0.11。灌漿料30 s內(nèi)的流動(dòng)度≮300 mm方可使用，每根墩柱灌漿前做一次流動(dòng)度檢測(cè)。

2）試塊制作要求。采用40 mm×40 mm×160 mm試模，非振動(dòng)成型。灌漿料取樣每工作班不少于6組，分別測(cè)試1、3、28 d齡期的抗壓強(qiáng)度。

1.2.3 墩柱就位及坐漿

1）墩柱起吊前，先對(duì)套筒灌漿孔進(jìn)行清理，使用高壓水槍沖孔，高壓氣槍清除多余水分。

2）擋漿板用鋼板制成，高度≯5 cm，尺寸略大于墩柱3～5 cm，要固定在承臺(tái)上。

3）檢查墊層料填筑高度，至少要與調(diào)節(jié)墊塊頂面平。墩柱就位時(shí)，漿料要溢出擋漿板，確保墊層砂漿飽滿無(wú)空洞。

4）對(duì)于雙墩柱墩臺(tái)，在一個(gè)墩柱拼裝好后，另一個(gè)墩柱應(yīng)以兩墩柱之間的距離要求進(jìn)行糾偏。

5）墩柱調(diào)整到位后，鎖死千斤頂，吊車卸鉤，墊層砂漿終凝前不得拆掉千斤頂和擋漿模板。

6）墩柱頂標(biāo)高復(fù)測(cè)。利用墩柱中心向下引出一定距離的參照點(diǎn)控制墩柱頂標(biāo)高，通過(guò)理論計(jì)算得出參照點(diǎn)標(biāo)高，與實(shí)測(cè)對(duì)比調(diào)整，要求誤差在2 mm以內(nèi)。

1.2.4 墩柱灌漿連接

1）灌漿孔清洗。坐漿完成并終凝，灌漿前確認(rèn)坐漿層狀態(tài)，達(dá)到20 MPa后拆除墩柱四周千斤頂。墩柱出廠前、起吊就位后，均需對(duì)套筒灌漿孔進(jìn)行清理，使用高壓水槍沖孔，高壓氣槍清除多余水分。

2）拌漿。灌漿料現(xiàn)場(chǎng)拌制，對(duì)用水量、流動(dòng)度進(jìn)行復(fù)測(cè)并現(xiàn)場(chǎng)取樣制作試塊。

3）觀察管安裝。灌漿套筒清洗后，在套筒出漿口裝上觀察管，觀察管的頂面要高于套筒的頂面，確保灌漿料充滿套筒且無(wú)空洞氣泡。見(jiàn)圖1。

圖1 安裝觀察管

4）灌漿。開(kāi)啟灌漿泵進(jìn)行灌漿，觀察灌漿料的流動(dòng)性，發(fā)現(xiàn)有凝結(jié)的跡象即停止灌漿。如果套筒未灌滿漿料，要立即用高壓水槍沖出漿料并且清洗灌漿設(shè)備，重新拌制灌漿料進(jìn)行灌漿。

5）灌漿結(jié)束判定。出漿無(wú)水、無(wú)氣泡后連續(xù)5 s，方可停止灌漿，灌漿口堵上橡膠塞。檢查出漿口的觀察管中灌漿料高度，不滿足要求的立即自底部灌漿口補(bǔ)足。

6）灌漿設(shè)備清洗。在灌漿過(guò)程中，觀察灌漿料與設(shè)備的凝結(jié)情況，及時(shí)清洗，避免灌漿料黏結(jié)在設(shè)備上。每根墩柱灌漿結(jié)束清洗一次灌漿設(shè)備。

2 蓋梁預(yù)制拼裝技術(shù)

2.1 施工方案

蓋梁構(gòu)件工廠預(yù)制生產(chǎn)后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)安裝。蓋梁混凝土等級(jí)為C50。蓋梁頂面及底面主筋采用HRB400的?28~32 mm鋼筋，側(cè)面主筋采用HRB400的?12~18 mm鋼筋，箍筋及拉鉤采用HRB400的?18 mm鋼筋，套筒內(nèi)鋼筋采用HRB400的?40 mm鋼筋。蓋梁拼裝采用全灌漿套筒連接形式，套筒與蓋梁頂伸出連接插筋相接。

2.2 安裝方案

2.2.1 拼裝準(zhǔn)備

1）蓋梁放樣。安裝前，應(yīng)對(duì)已安裝完成的立柱軸線、頂標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，對(duì)立柱頂部預(yù)留插筋進(jìn)行水平、軸線復(fù)測(cè)，確保鋼筋線形良好，無(wú)高低差。

2）立柱頂面鑿毛清理。出廠前，應(yīng)由構(gòu)件廠對(duì)立柱頂面進(jìn)行鑿毛處理，露出骨料，鑿毛深度不宜超過(guò)25 mm。安裝前，用高壓水槍清洗、濕潤(rùn)立柱頂面，再用高壓氣槍及棉布清除殘水，坐漿前不得留有明顯水跡。

3）預(yù)留插筋校正、吊環(huán)割除。針對(duì)墩柱吊裝過(guò)程中柱頂鋼筋可能存在的碰撞折彎現(xiàn)象，拼裝前須對(duì)鋼筋采用固定規(guī)格的定位架進(jìn)行定位調(diào)直，將立柱吊環(huán)切除，墩頂雜物清理干凈。

4）坐漿擋板、調(diào)節(jié)墊塊安裝。坐漿施工采用定制的擋板，用螺栓固定于立柱頂部預(yù)留的螺栓孔上。調(diào)節(jié)至設(shè)定標(biāo)高后，放置調(diào)節(jié)墊塊。擋板于立柱側(cè)面和頂面粘貼泡沫止?jié){條，鎖緊后檢查密封性。

5）灌漿套筒止?jié){墊安裝。膠墊上加鋼墊。

6）試拼裝。止?jié){鋼墊片放置之前、蓋梁底部調(diào)節(jié)墊塊安裝完成后，對(duì)蓋梁進(jìn)行匹配拼裝。拼裝時(shí)不得碰撞預(yù)留主筋，以免變形。

2.2.2 坐漿料、灌漿料攪拌及試塊制作

1）拌漿要求?？刂粕皾{墊層和灌漿料的拌制時(shí)間，以拌和均勻且利于施工為準(zhǔn)?？刂粕皾{墊層和灌漿料的水灰比，墊層料為0.14，灌漿料為0.11。灌漿料30 s內(nèi)的流動(dòng)度≮300 mm方可使用；每榀蓋梁灌漿前做一次流動(dòng)度檢測(cè)。

2）試塊制作要求。采用40 mm×40 mm×160 mm試模，非振動(dòng)成型。灌漿料取樣每工作班立柱、蓋梁拼裝各制取不少于3組，分別測(cè)試1、3、28 d齡期的抗壓強(qiáng)度。

2.2.3 蓋梁就位及坐漿

1）蓋梁起吊前，先對(duì)套筒灌漿孔進(jìn)行清理，使用高壓水槍沖孔，高壓氣槍清除多余水分。

2）擋漿板宜使用鋼板，高度≯5 cm，尺寸略大于立柱1~2 cm，固定在立柱上。為防止坐漿料滲出，擋漿板與立柱之間使用雙面膠或泡沫條填充。

3）檢查墊層料填筑高度，至少要與調(diào)節(jié)墊塊頂面平。蓋梁就位時(shí)，漿料要溢出擋漿板，確保墊層砂漿飽滿無(wú)空洞。

4）蓋梁頂標(biāo)高復(fù)測(cè)，通過(guò)理論計(jì)算得出參照點(diǎn)標(biāo)高，與實(shí)測(cè)對(duì)比調(diào)整，誤差在2 mm以內(nèi)。

2.2.4 灌漿連接

1）拌漿。坐漿料同條件試塊強(qiáng)度達(dá)到20 MPa后進(jìn)行套筒灌漿作業(yè)，灌漿料現(xiàn)場(chǎng)拌制，對(duì)用水量、流動(dòng)度進(jìn)行復(fù)測(cè)并現(xiàn)場(chǎng)取樣制作試塊。

2）觀察管安裝。灌漿套筒清洗后，在套筒出漿口裝上觀察管，觀察管頂面高于套筒頂面，確保灌漿料充滿套筒且無(wú)空洞氣泡。

3）灌漿。開(kāi)啟壓漿泵進(jìn)行灌漿，觀察灌漿料的流動(dòng)性，發(fā)現(xiàn)有凝結(jié)的跡象，立即停止。

4）灌漿結(jié)束判定。出漿無(wú)水、無(wú)氣泡后持續(xù)5 s方可停止灌漿，灌漿口使用橡膠塞封堵。

5）灌漿設(shè)備清洗。灌漿過(guò)程中，觀察灌漿料與灌漿設(shè)備的凝結(jié)情況，及時(shí)清洗，避免灌漿料黏結(jié)在設(shè)備上。每榀蓋梁灌漿結(jié)束清洗一次灌漿設(shè)備。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，裝配式橋梁快速發(fā)展，隨著橋梁上部結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配技術(shù)的日趨成熟，下部結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配技術(shù)成為了裝配式橋梁研究的重點(diǎn)。下部結(jié)構(gòu)作為支撐橋面的重要部分，其工程質(zhì)量必須得到保證?！酢?/p>