裝配式預應力橋可視化還建施工技術

王猛

（中鐵三局集團有限公司運輸工程分公司，山西 晉中030600）

1 工程概況

G312 六安段（六安西互通至大顧店）改建工程第一合同段公路項目，包含裝配式預應力大橋一座，橋長697.5 m，橋面寬42.5 m，縱斷面設計-0.301%縱坡，行車道雙向設置2%橫坡，上部結構采用（6×35）m+（15×32）m 裝配式預應力混凝土先簡支后連續(xù)小箱梁，淠河大橋橋梁結構形式復雜，采用構件預制吊裝與現(xiàn)澆組合體系，焊接難度大，結構受力較復雜。

2 技術特點

技術特點主要如下：①運用BIM 技術創(chuàng)建淠河大橋模型，復雜節(jié)點三維技術交底，指導現(xiàn)場施工，控制混凝土用量，并助力圖紙會審，發(fā)現(xiàn)設計問題及時變更，減少返工；②BIM 模型導入Navisworks 進行碰撞檢測，有效控制各個結構的尺寸及定位，保障樁基礎、系梁、墩柱、蓋梁及支座定位準確，上部結構預制箱梁順利安裝，同時得出合理的施工方案；③有效監(jiān)控老橋拆除及新建橋梁主體結構和重要分部分項工程等的施工，控制橋梁結構的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)間的偏差，確保成橋后各構件的線形和內(nèi)力狀態(tài)符合設計要求，同時在施工中全程實時監(jiān)控，確保施工安全，為建設安全文明工地出力；④運用架橋機及繩鋸配合對老橋主體結構進行切割、移除，利用氧氣、乙炔燃氣切割法對舊有鋼筋等貴重材料進行回收，在提高施工效率的同時，節(jié)約了成本，保護了生態(tài)環(huán)境；⑤采用水準儀、GPS 測量儀、全站儀全方位控制橋梁各個結構定位，保證高程、線型、位置準確，同時保證預制構件安裝的穩(wěn)定性；⑥應用BIM 技術對淠河大橋半幅通行半幅施工路段進行臨時交通組織模擬，保證在半幅施工過程中另一半幅的行車安全；⑦應用BIM 技術對淠河大橋場站建設進行臨建模擬，確保土地資源合理利用，保證后期規(guī)劃合理，建設安全文明工地。

3 工藝流程中的操作要點

3.1 施工準備

BIM 族庫及模型建立。將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型，并將圖紙中相關信息添加到相應的三維模型中。創(chuàng)建了預制小箱梁、混凝土構件、架橋機等信息模型。創(chuàng)建BIM 模型后，對信息模型進行利用，包括施工圖紙復核、虛擬施工、碰撞檢查、材料提取等，在施工現(xiàn)場中優(yōu)化工序，減少碰撞，精確管控材料。

3.2 交通組織

項目在施工期間，采用“半幅封閉施工、半幅雙向通行”。為了保證過境車輛合理有序、正常通行，提前做好分流、繞行方案，充分利用現(xiàn)有高速、國省干線、縣鄉(xiāng)公路采用遠程多級分流及繞行線路。

施工前應通過媒體、電視、廣播、張貼和發(fā)放等形式，加強交通組織的宣傳和發(fā)布，提示提醒標志應提前告知且設置齊全、規(guī)范。同時與轄區(qū)內(nèi)相關單位做好對接和協(xié)調(diào)工作，確保施工路段內(nèi)車輛通行安全、有序。

3.3 老橋拆除

總體以安全第一、施工有序、平衡對稱、化整為零原則對老橋進行拆除。運用BIM 技術對舊橋拆除的施工順序進行模擬，確定了先總體后分跨、先上部后下部、采用分部式拆除、先陸上后水中的施工方案。利用lumion 對老橋拆除施工工序進行模擬，確保橋梁整體受力平衡，防止傾覆對行車半幅造成損傷。

3.4 橋梁還建

運用Revit 對淠河大橋所有樁基、系梁、墩柱、蓋梁、梁板、橋面系等進行建模，精確計算各個結構物尺寸、體積、材質(zhì)、三維坐標等信息，實施三維可視化技術交底，使施工現(xiàn)場限額領料，控制材料用量；精確把控各個結構物尺寸，滿足設計要求；現(xiàn)場配合全站儀對各個結構物進行精準定位，減少施工誤差。

3.4.1 樁基施工

鉆孔樁基礎施工根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況采用沖擊鉆機造孔、鋼護筒鎖孔、泥漿護壁。吊車配合人工安裝鋼筋籠，混凝土采用攪拌輸送車運輸，豎向?qū)Ч芊沧⑺禄炷痢?/p>

3.4.2 墩柱施工

橋梁墩身為圓形柱式墩。墩高度在4～13 m 之間不等，模板采用裝配式組合鋼模，采用栓接并配定位銷裝配組合。模板結構按一次澆注至頂?shù)膹姸仍O計。施工方法采用搭設作業(yè)平臺，吊車配合人工的常規(guī)方法進行施工。

3.4.3 蓋梁施工

柱接蓋梁的施工順序：測量、放樣→安裝抱箍→安裝工字鋼→搭設作業(yè)平臺→支底模→蓋梁鋼筋制作、安裝→側模安裝→擋塊、墊石鋼筋綁扎→擋塊、墊石模板安裝→混凝土澆筑→拆模、養(yǎng)護。

樁接蓋梁的施工順序：測量、放樣→蓋梁鋼筋制作、安裝→側模安裝→擋塊、墊石鋼筋綁扎→擋塊、墊石模板安裝→混凝土澆筑→拆模、養(yǎng)護。

3.4.4 箱梁預制施工

箱梁混凝土澆筑采用斜層法澆筑，澆筑時先由一端的底板開始，向另一端推進澆筑箱梁的底板，底板澆筑到5～8 m后由先澆筑的一端開始進行腹板的斜分層澆筑，之后進行箱梁頂板的澆筑。底板、腹板和頂板的澆筑呈階梯狀推進，在接近另一端時，為避免梁端砼產(chǎn)生蜂窩等不密實現(xiàn)象，應改從另一端向相反方向投料，在距該端2～3 m 處合攏，采用該方法澆注時，可以一氣呵成，連續(xù)澆注，砼外觀較為美觀，既可避免施工縫，又可以避免砼在振搗過程中流動過大而造成離析。也可采用水平分層澆注。

3.5 梁板運輸及架設

3.5.1 梁板運輸方案

梁板運輸方案根據(jù)預制梁安裝順序，預制梁板計劃采用運梁炮車運輸?shù)姆绞健＿\輸32 m 或35 m 箱梁及16 mT 梁時，在邊梁翼板側采用斜撐進行支撐，并在兩側采用5 t 導鏈進行鎖定，防止偏重產(chǎn)生傾覆而發(fā)生重大安全事故。左幅最左車道采用硬性圍擋隔離，距隔離圍擋前100 m 范圍內(nèi)設置安全警示標志，并設置漸變段，消除交通安全隱患。

預制梁通過2 臺運梁炮車由老路道路直達橋頭，全程安全車隨行，專職安全員全程手持彩旗警示過往車輛減速慢行，消除安全隱患。架設首跨梁時，運梁炮車由原道路至新建橋橋臺，直接喂入架梁機，期間專職安全員現(xiàn)場指揮，警示工作人員注意佩戴安全帽、安全帶等個人安全防護用品，同時加強現(xiàn)場工作人員安全意識，防止高空墜落、物體打擊以及交通事故的發(fā)生。當運梁炮車行駛出場站時2 名專職安全員全程手持彩旗進行疏導，為了減少交通堵塞及混亂現(xiàn)象，運輸車輛盡量在封閉側通行，通行過后設專人對兩端封閉端進行圍擋，防止社會車輛進入封閉區(qū)。

3.5.2 梁板吊裝方案

采用預制場2 臺80 t 龍門吊同時對箱梁進行起吊，采用鋼絲繩兜在底部，2 臺龍門吊分別吊一端，平行起吊，吊放于運梁炮車上，由運梁炮車經(jīng)運梁通道將梁體運至架設部位。

3.5.3 梁板架設方案

根據(jù)橋型及實際的線路平面情況，分別按要求鋪設架橋機橫移軌道，要求用水準儀校平；選擇合理位置放置中橫梁走行臺車（帶上中臺車橫移軌道），然后安裝主中橫梁；安裝與中橫梁相關的節(jié)段的三角桁架；依次拼裝節(jié)段的三角桁架，注意往單一方向拼裝時一定要在桁架下面支墊好；往兩個方向拼裝時一定要注意平衡；決不允許漏銷（必須逐個檢查）；拼裝前橫梁，并將主梁桁架與前橫梁可靠聯(lián)接，之后安裝前支腿（放臨時支墩）；拼裝尾龍門，安裝吊梁桁車、起重小車；安裝電纜及控制柜，控制電路接線。進行空載試運轉(zhuǎn)。

4 總結

通過裝配式預應力橋可視化還建施工技術的實踐應用，證明該技術成熟可行。通過BIM 技術對施工安全、質(zhì)量及施工工藝、工序的優(yōu)化，改進了淠河大橋拆除及還建施工工序，提高了施工效率，不但保證了淠河大橋拆除及還建的節(jié)點工期，還減少了人工和機械使用。該技術通過實踐應用取得了顯著的效益，具有很好的推廣及應用前景。