大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用探討

摘要：大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)是將預(yù)制成型的墩柱完成現(xiàn)場(chǎng)拼裝，其優(yōu)勢(shì)是可有效減少施工占地，降低施工造成的環(huán)境及噪聲污染，減少施工工期，順應(yīng)了國(guó)內(nèi)提倡的綠色建筑施工需求。針對(duì)大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用展開探討，分析大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)的原理，介紹技術(shù)的具體施工工序，對(duì)預(yù)制樁柱拼裝技術(shù)施工的控制要點(diǎn)加以闡述，并圍繞其在橋梁施工中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：預(yù)制墩柱;橋梁施工; 拼裝技術(shù);控制要點(diǎn)

0" "引言

預(yù)制拼裝技術(shù)可應(yīng)用于很多領(lǐng)域的建筑工程中，尤其是針對(duì)建設(shè)規(guī)模越發(fā)擴(kuò)大、施工場(chǎng)地越發(fā)減小的橋梁建設(shè)，通過預(yù)制拼裝工藝實(shí)施墩柱施工，能夠有效縮短施工周期，降低施工強(qiáng)度，提高建設(shè)效率，減少因施工造成的環(huán)境、噪聲等資源污染，有效提高橋梁工程實(shí)施質(zhì)量[1]。將預(yù)制拼裝技術(shù)應(yīng)用到橋梁施工中，可較好的發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，助推橋梁建設(shè)向著拼裝化、集約化和效率化方向發(fā)展，具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。

1" "大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)概述

1.1" "大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)預(yù)制工序是通過對(duì)鋼筋立柱進(jìn)行模塊化精加工，通過配置專屬立柱鋼筋籠胎架，以提升鋼筋籠的支撐穩(wěn)定，并一次性制造定型，成型最大允許制造偏差在2mm以內(nèi)[2]。大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)拼裝工序主要完成墩柱的安裝拼接，拼接通過墩柱的立柱鋼筋定位板和套筒固定件連接實(shí)現(xiàn)，然后一次性完成灌漿套筒、箍筋、掛鉤等固件的安裝，通過設(shè)置定位裝置防止鋼筋發(fā)生形變。

帶鋼筋拼接處完成連接后，利用二氧化碳保護(hù)焊實(shí)現(xiàn)主鋼筋、拉鉤及箍筋等緊固件的焊接定位，并完成后續(xù)的保護(hù)層墊塊、套筒止?jié){塞、防雷接地件及千斤頂預(yù)埋件等裝置設(shè)施的安裝。大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)連接點(diǎn)位置的連接，通常選擇灌漿套筒法或灌漿金屬波紋管法實(shí)現(xiàn)。橋梁構(gòu)件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2" "大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)施工工序

1.2.1" "預(yù)制件檢測(cè)與拼裝

檢測(cè)橋梁墩柱拼裝工程對(duì)應(yīng)的蓋梁及立柱預(yù)制件型號(hào)、規(guī)格等參數(shù)及質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求后，才可進(jìn)行后續(xù)的拼接安裝。待檢測(cè)墩柱的蓋梁及立柱預(yù)制件規(guī)格尺寸與施工設(shè)計(jì)方案相匹配后，在制造車間完成預(yù)制拼裝，采用匹配式施工方式進(jìn)行蓋梁、立柱、承臺(tái)拼接施工。

1.2.2" "橋梁墩柱施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝連接

實(shí)施承臺(tái)同鉆孔灌注樁的澆筑，同時(shí)將墩柱下方的預(yù)埋套筒套至承臺(tái)上端事先預(yù)埋的鋼筋接頭處。然后將灌漿材料灌注到套筒中，以完成墩柱承臺(tái)與立柱的拼接[3]。將預(yù)埋波紋管蓋梁嵌套到立柱上側(cè)的伸出鋼筋位置，并將灌漿材料澆注至波紋管內(nèi)，以完成墩柱蓋梁與立柱的拼接。利用高強(qiáng)度無收縮砂漿，實(shí)現(xiàn)墩柱立柱同蓋梁接觸面、立柱同承臺(tái)的接觸面拼裝互連，先設(shè)置好擋漿模板，再實(shí)施澆注砂漿操作。

1.2.3" "設(shè)置臨時(shí)保護(hù)措施

在架設(shè)、拼接完成至灌漿材料達(dá)到規(guī)范強(qiáng)度的時(shí)間段，對(duì)固定預(yù)制件實(shí)施臨時(shí)固定保護(hù)，以避免墩柱預(yù)制件發(fā)生錯(cuò)位或傾覆。

2" "大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)施工實(shí)施控制要點(diǎn)

為確保大型預(yù)制墩柱拼裝質(zhì)量，應(yīng)重點(diǎn)控制灌漿、套筒等工序的施工質(zhì)量，并應(yīng)建立從定位到灌漿的一系列質(zhì)量控制措施[4]。

2.1" "鋼筋預(yù)留高度和尺寸控制

施工順序不可逆，且針對(duì)鋼筋的定位高度及尺寸精度要求較高，因此應(yīng)對(duì)混凝土澆筑前后的預(yù)留橋梁墩柱和承臺(tái)鋼筋高度、尺寸的確定，進(jìn)行反復(fù)測(cè)算，確保預(yù)留的鋼筋長(zhǎng)度超出施工設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度[5]。正式安裝前進(jìn)行預(yù)拼接，以校驗(yàn)套筒同預(yù)留鋼筋的匹配度是否合規(guī)。

2.2" "定位套筒和管道灌漿施工控制

進(jìn)行蓋梁與墩柱拼接施工時(shí)，保證套筒固定穩(wěn)固。建立配套的灌漿孔道埋設(shè)的保護(hù)措施，嚴(yán)禁將連接位置設(shè)在彎道彎頭處，以避免管道損壞。在安裝前進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的管道注水防漏檢測(cè)及通風(fēng)暢通檢測(cè)，以保證后續(xù)管道灌漿施工質(zhì)量。

2.3" "拼接接觸面座漿控制

在進(jìn)行座漿施工之前，應(yīng)確保拼接界面平整、清潔。利用電動(dòng)鑿毛設(shè)備鑿平接觸面混凝土，并利用高壓噴水設(shè)備沖刷清理、鑿平殘留的混凝土石塊、浮漿、殘?jiān)取Ｍㄟ^少量噴水保證座漿前接觸面保持濕潤(rùn)狀態(tài)，但要避免存在積水[6]。拼接墩柱前檢測(cè)確保座漿平面低于止?jié){墊片至少5cm，以避免因墩柱落地過程中灌漿材料流入套筒，造成套筒管道堵塞而不能正常灌漿。

2.4" "灌漿操作控制

正式灌漿前檢測(cè)灌漿材料，保證灌漿材料符合設(shè)計(jì)要求，并出具檢測(cè)合格報(bào)告。根據(jù)設(shè)計(jì)配比及方式完成漿料拌和。灌漿灌注操作時(shí)應(yīng)按順序壓漿，利用慢速低壓工藝實(shí)施灌注。灌注操作即用即拌，禁止預(yù)先超前拌和。管道灌漿前進(jìn)行穩(wěn)壓操作，保證穩(wěn)壓時(shí)長(zhǎng)超過10s。管道灌漿實(shí)施時(shí)應(yīng)進(jìn)行影像記錄及文字記錄，并留存。

3" "橋梁施工中大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)的應(yīng)用

3.1" "預(yù)先制備蓋梁和墩柱

應(yīng)用專用澆筑臺(tái)進(jìn)行墩柱預(yù)制，利用臺(tái)車架設(shè)和組裝墩柱模板，采用整體方式安裝墩柱的鋼筋籠，并完成封膜操作。同時(shí)吊裝鋼筋籠和模板，并保持豎直，完成后續(xù)的模具澆筑和拆模養(yǎng)護(hù)操作。

利用掛片、支架、底座和定位平臺(tái)進(jìn)行蓋梁鋼筋籠的預(yù)制，應(yīng)用專用定位鋼板配合灌漿連接套筒準(zhǔn)確定位拼裝。在制作完成主筋、套筒模塊和箍筋等構(gòu)件后，按順序?qū)⑵涞跹b至鋼筋籠胎架內(nèi)加工，并完成綁扎。加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，確保蓋梁預(yù)制的精確度。

3.2" "實(shí)施墩柱吊裝翻轉(zhuǎn)

將預(yù)制墩柱運(yùn)輸至橋梁施工場(chǎng)地。由于墩柱的自身質(zhì)量較大、柱身較高，因此應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際制定吊裝方案。選擇吊額定起重量大的起重設(shè)備、尼龍材質(zhì)吊具，將墩柱兩側(cè)同時(shí)施吊進(jìn)行移動(dòng)，平行移動(dòng)至橋梁施工規(guī)定地點(diǎn)后，將墩柱緩慢放至墊枕木處。同時(shí)在墩柱底側(cè)安放厚度為30cm的橡膠墊進(jìn)行保護(hù)。

根據(jù)橋梁拼接工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境分析，有3種墩柱翻轉(zhuǎn)技術(shù)方案供選擇。第一種是利用翻轉(zhuǎn)臺(tái)作為吊裝支點(diǎn)完成墩柱翻轉(zhuǎn)。此類應(yīng)配合新建適合墩柱參數(shù)規(guī)格的翻轉(zhuǎn)臺(tái)，利用起吊設(shè)備將墩柱平移至新建的翻轉(zhuǎn)臺(tái)，實(shí)施端部互連，待檢測(cè)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)操作。此種方式翻轉(zhuǎn)效果好，但由于翻轉(zhuǎn)臺(tái)自身質(zhì)量大，操作配合需占用一定空間，因此經(jīng)濟(jì)性較差，不適合同一施工段多根墩柱拼裝的情況。第二種是利用雙機(jī)抬吊實(shí)施墩柱翻轉(zhuǎn)。此種方式雖實(shí)施簡(jiǎn)便，但由于翻轉(zhuǎn)操作易引起滑動(dòng)，不易操控，因此操作風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較高。第三種是利用橡膠墊為吊裝支點(diǎn)進(jìn)行墩柱翻轉(zhuǎn)，通過將墩柱平移至橡膠墊表面實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。此種方式施工效率高，通過配合能實(shí)現(xiàn)對(duì)墩柱底側(cè)混凝土保護(hù)，具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

吊裝翻轉(zhuǎn)時(shí)需注意：將卸車后的墩柱安裝鋼扁擔(dān)、卸扣、鋼絲繩等吊索及吊具，與鋼扁擔(dān)互連的鋼絲繩及墩柱吊點(diǎn)處應(yīng)為雙股雙扣，以增加吊裝的穩(wěn)定性。為保護(hù)預(yù)埋鋼筋，防止鋼絲繩的牽拉破壞，安裝完畢應(yīng)馬上進(jìn)行墩柱的吊裝翻轉(zhuǎn)，保持豎起狀態(tài)。

3.3" "墩柱預(yù)拼裝及調(diào)整垂直度

在承臺(tái)與座漿中間的拼接接觸表面設(shè)置座漿墊層，實(shí)施墩柱拼裝、座漿及調(diào)整垂直度過程中，應(yīng)保證座漿的密實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，且應(yīng)在座漿實(shí)施后0.5h內(nèi)調(diào)整好墩柱垂直度。先進(jìn)行墩柱預(yù)拼裝，調(diào)控墩柱垂直度，將墩柱吊起，完成承臺(tái)座漿操作后，再次將墩柱落裝到位。承臺(tái)與墩柱拼接結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在承臺(tái)基礎(chǔ)面精確標(biāo)定預(yù)制墩柱中心線位置，測(cè)算承臺(tái)標(biāo)高，利用紅外線水平儀測(cè)量出承臺(tái)四角的水平高度。通過墊片初調(diào)和精調(diào)實(shí)現(xiàn)墩柱標(biāo)高和垂直度的精確調(diào)節(jié)，并利用點(diǎn)位邊緣的導(dǎo)向墊板及調(diào)節(jié)螺栓精調(diào)固定平面。墩柱下側(cè)安裝鋼制牛腿，以方便垂直度的調(diào)控。將4個(gè)牛腿處對(duì)應(yīng)位置放置千斤頂，吊裝墩柱保持與承臺(tái)垂直，完成與承臺(tái)的連接，實(shí)現(xiàn)墩柱的預(yù)拼裝。橋梁承臺(tái)與預(yù)制墩柱拼接工藝如圖3所示。

利用起吊設(shè)備將墩柱底面吊裝至調(diào)節(jié)墊塊位置，并對(duì)準(zhǔn)連接，調(diào)節(jié)千斤頂，保證其與墩柱牛腿精確對(duì)接。測(cè)量、調(diào)節(jié)、校核墩柱的垂直度符合設(shè)計(jì)規(guī)范，待其合格后固定千斤頂，再次吊起墩柱。

3.4" "拼接接觸面座漿

3.4.1" "座漿前準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備座漿施工所需的施工機(jī)械及測(cè)算設(shè)備，如高精度計(jì)量?jī)x器、漿料攪拌設(shè)備、座漿護(hù)板及其他座漿施工所需的輔助機(jī)械工具等。精確測(cè)算橋梁承臺(tái)表面平整度、預(yù)制立柱標(biāo)高、承臺(tái)頂標(biāo)高等參數(shù)，以保證座漿施工效率和質(zhì)量。橋梁預(yù)制墩柱拼裝前的24h內(nèi)進(jìn)行座漿材料的試塊取樣檢測(cè)，通過試壓等相關(guān)檢測(cè)合格后，方可進(jìn)行后續(xù)施工工序。如檢測(cè)結(jié)果不合格應(yīng)及時(shí)更換，禁止在后續(xù)工程中使用。

3.4.2" "安裝座漿護(hù)板

座漿護(hù)板安裝前，確保承臺(tái)接觸面表面平整和清潔。清除接觸表面殘留的混凝土石塊、浮漿、殘?jiān)?，保持接觸面處于濕潤(rùn)狀態(tài)，并避免積水。座漿護(hù)板材質(zhì)應(yīng)選擇鋼制結(jié)構(gòu)，護(hù)板尺寸應(yīng)根據(jù)立柱規(guī)格制作，其高度應(yīng)保證超出立柱20mm以內(nèi)，以使后續(xù)的座漿厚度符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

3.4.3" "漿料制備及灌注

利用攪拌設(shè)備進(jìn)行漿料的集中攪拌制作，根據(jù)設(shè)計(jì)配比確定攪拌摻入水量。現(xiàn)實(shí)施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少水量，以避免漿料出現(xiàn)離析現(xiàn)象。按配比投料結(jié)束后，應(yīng)保證攪拌時(shí)間，根據(jù)實(shí)際情況作出調(diào)整，通常不少于4min，攪拌頻率應(yīng)按照先低速后高速的原則。待漿料均勻攪拌后，穩(wěn)定靜置待排除氣泡結(jié)束后，即可及進(jìn)行后續(xù)漿料灌注。靜置排氣時(shí)間約為3min，應(yīng)在攪拌后30min內(nèi)完成澆筑。

將制備攪拌完成的漿料倒入灌注器皿，在安裝好的護(hù)板中進(jìn)行漿料灌注，隨時(shí)進(jìn)行刮平操作，保證灌漿厚度符合設(shè)計(jì)厚度。如果出現(xiàn)非下降流動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)暫停灌漿操作，查明原因并處理，然后繼續(xù)進(jìn)行座漿操作。

3.5" "吊裝就位及套筒灌漿

座漿施工實(shí)施完畢，待墊層成型，將墩柱吊裝就位，利用千斤頂實(shí)施對(duì)應(yīng)墩柱底側(cè)鋼制牛腿的支護(hù)固定，固定24h后，撤除千斤頂。利用高壓沖洗設(shè)備進(jìn)行清洗，清洗后及時(shí)清除殘留的殘?jiān)退ＷC墩柱套筒、承臺(tái)頂側(cè)表面及灌漿管口外表面清潔，適當(dāng)進(jìn)行干燥處理。同時(shí)確保漿料輸送管道流通，避免存在水泥等雜物堵塞輸送管道。將出漿管道與泵機(jī)相連，正式實(shí)施套筒灌漿。

灌漿過程中，應(yīng)密切關(guān)注漿料溫度、材質(zhì)變化，控制灌漿時(shí)長(zhǎng)，保證灌漿過程的連續(xù)性。漿料通過壓漿設(shè)備的壓漿孔抽入，待漿料達(dá)到出漿口位置，通過出漿管道實(shí)施壓漿操作，并隨時(shí)排氣。套筒灌漿完畢，在壓漿管穩(wěn)壓狀態(tài)下拔出灌漿頭，利用止?jié){塞將灌漿孔塞堵密封，靜置1h后拆除灌漿管道。

4" "結(jié)語(yǔ)

利用大型預(yù)制墩柱拼裝技術(shù)，將預(yù)制完成的墩柱進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工，能夠有效減少施工占地，降低施工環(huán)境和噪聲污染，縮短施工工期，降低施工強(qiáng)度，提高建設(shè)效率，充分發(fā)揮預(yù)制墩柱拼裝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，助力橋梁建設(shè)的拼裝化、集約化和效率化發(fā)展，具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。

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