裝配式橋梁預(yù)制鋼筋籠現(xiàn)澆墩柱技術(shù)研究

劉先鐘、張建剛

（中交長江咨詢集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

國內(nèi)的橋梁施工選擇的是現(xiàn)澆混凝土施工方法和裝配式橋墩，與傳統(tǒng)的施工方式相比，這種施工技術(shù)的獨特優(yōu)越性比較明顯，可以將整體性以及自由連接優(yōu)勢發(fā)揮出來。但是，在長期的施工過程中會帶來嚴(yán)重的施工污染問題，因此造成的成本較高。所以，在建筑工業(yè)化的過程中，需要做好裝配式橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展和研究工作，充分發(fā)揮預(yù)制裝配式橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，降低能耗，與綠色發(fā)展理念以及可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)形成一致性。對于裝配式橋梁底部結(jié)構(gòu)安裝工程而言，在項目開展的階段中，利用裝配式的方式能夠有效縮短工期，在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。文章從工程實際出發(fā)，對現(xiàn)澆式橋梁施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)升級，降低其操作難度，保證整體的施工質(zhì)量。

1 裝配式橋墩的研究基本概況

在20 世紀(jì)90年代，美國國家公路交通安全管理局就制定了相關(guān)的政策，對推動橋梁快速施工的開展提出了更高的要求，預(yù)制裝配式技術(shù)也是在這種背景下得到了有效應(yīng)用。作為其中的關(guān)鍵部分，裝配式橋墩發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。從國內(nèi)的情況看，裝配式橋墩技術(shù)起步較晚，需要充分吸收西方先進(jìn)的技術(shù)和理念，保障項目的有序開展。預(yù)制裝配式橋墩采用的預(yù)制構(gòu)件比較多，并且運輸距離比較遠(yuǎn)，再加上環(huán)境因素的影響，會給工程造成阻礙，所以在整個拼裝的過程中，需要嚴(yán)格按照要求，滿足常規(guī)化的運輸和設(shè)備吊裝的各項任務(wù)。同時，還要充分考慮國內(nèi)施工單位技術(shù)的整體水平，選擇具有大容差和易施工的連接方案，更加系統(tǒng)地推動建筑工程的建設(shè)。當(dāng)前，國內(nèi)外結(jié)合橋梁底部結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件，逐步發(fā)展出多種連接方式，常見的有灌漿套筒連接、灌漿波紋管連接等。在相關(guān)連接方式中，灌漿套筒以及灌漿波紋管的連接方式具備較高的施工要求，目前國內(nèi)的一些省會城市和超大城市中已經(jīng)得到了推廣。在外部強(qiáng)震作用下，預(yù)應(yīng)力連接橋墩整體的耗能能力較差。一般情況下，需要通過增加鋼筋的數(shù)量以及設(shè)置外部加固的方式來保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對于承插式連接方式而言，它能夠把預(yù)制橋墩以及蓋梁的預(yù)留位置進(jìn)行充分協(xié)調(diào)。只有做好高強(qiáng)度的固定連接工作，才能夠發(fā)揮收縮材料的優(yōu)勢；基礎(chǔ)或蓋梁都是可以實現(xiàn)現(xiàn)場澆筑和預(yù)制的，在構(gòu)造連接的環(huán)節(jié)中，因為整體的布局簡單，因此要增加現(xiàn)場施工作業(yè)，保證其力學(xué)性能能夠滿足灌漿料黏結(jié)性的要求[1]。

2 工程基本概況

某裝配式橋梁工程長度為1.1km，在該項目的開展過程中會涉及不同合同段的立交橋項目和橋梁項目，所有的項目都采用預(yù)制拼裝技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。在該工程中，因為存在大量的裝配式橋梁，所以在其施工的環(huán)節(jié)中經(jīng)常會使用預(yù)制鋼筋籠現(xiàn)澆墩柱，不同的施工工藝數(shù)量詳見圖1。

圖1 不同工藝澆筑墩柱數(shù)量對比

3 施工工藝流程

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

第一，工程現(xiàn)場的相關(guān)技術(shù)人員要對橋梁的設(shè)計圖紙進(jìn)行多次的核驗校對，在校核的環(huán)節(jié)中，需要對樁的中心樁位進(jìn)行復(fù)核，并對裝配式樁基的高層以及具體坐標(biāo)進(jìn)行多次驗算。等到核對無誤之后，還需要對施工場地進(jìn)行平整以及壓實處理，為材料進(jìn)場以及機(jī)械設(shè)備進(jìn)場提供便利條件。第二，前期材料準(zhǔn)備，需要對使用的材料、砂石、水泥以及鋼筋等進(jìn)行核對，確保各方面材料性能達(dá)到工程項目的施工要求，另外，還需要預(yù)留出一定的空間來停放施工機(jī)械設(shè)備。第三，要做好攪拌站的性能檢測，通過攪拌站試運來查看攪拌站的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。第四，檢查和試運行各項機(jī)具設(shè)備，保證機(jī)械的正常運行，使其具有良好的條件。第五，試驗人員及時抽檢原材料，仔細(xì)檢查砂石和碎石的含水量，根據(jù)理論具體值，做好施工配合比的調(diào)整工作。第六，及時驗收定型鋼模，參考相關(guān)細(xì)則全面執(zhí)行，嚴(yán)格按照尺寸進(jìn)行檢驗拼裝，并做好拋光打磨處理[2]。

3.2 工藝流程

在該工程項目開展階段中，裝配式橋梁預(yù)制鋼筋籠現(xiàn)澆技術(shù)工藝流程，如圖2 所示。

圖2 裝配式橋梁預(yù)制鋼筋籠現(xiàn)澆技術(shù)工藝流程

第一，對下部承臺混凝土的表層進(jìn)行反復(fù)鑿毛處理，同時預(yù)留鋼筋的垂直度，并且在操作過程要采用水準(zhǔn)儀做好相關(guān)數(shù)據(jù)的確認(rèn)。另外，在施工階段，采用定位放樣的方式來確定橋墩中心的基準(zhǔn)位，并且利用水準(zhǔn)儀測量出墩柱的線。對于獲取的數(shù)據(jù)要進(jìn)行二次復(fù)核，從而保證后續(xù)工程的開展。

第二，腳手架的架設(shè)。通常情況下，在施工過程當(dāng)中，主要選擇扣式鋼管搭設(shè)腳手架，在該項目開展的階段，需要在立桿底部位置設(shè)置支座，使其高度處于一個合理范圍，并且在安裝的時候要通過細(xì)節(jié)調(diào)節(jié)，使其能夠處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)。在螺桿安裝的過程中，其外徑和立桿的內(nèi)徑的間隙一般要控制在30mm 之內(nèi)，確保上下螺桿和立桿處于同心的狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)不變形的情況時，可以進(jìn)行不同程度的搖晃處理。選擇一字型扣件進(jìn)行立桿的對接，兩個對接頭一般不會同步設(shè)置同跨度范圍，尤其是在兩個相鄰的立桿之間，要維持有效的接頭距離。立桿的垂直偏差不超過1/400，并在離地腳的20cm 處，將掃地桿設(shè)置在合適的位置上。在搭設(shè)腳手架時，要嚴(yán)格按照以下的順序推進(jìn)：做好劃線放樣的各項操作，并在底部放置相關(guān)的木墊，嚴(yán)格按照縱向掃地桿的架設(shè)，實現(xiàn)不同程度的提升，保證橫向掃地桿的穩(wěn)定之后，縱向水平桿連接另一部橫向水平桿，通過多次操作步驟，完成各項搭設(shè)工作，再將腳手片鋪設(shè)在合適的位置上[3]。

第三，拼裝模板。隨時關(guān)注吊裝模板過程中的各個吊裝點，為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重的劇烈變形，在吊裝過程中要及時控制下落速度，維持緩慢的下放狀態(tài)。特別是在吊裝的環(huán)節(jié)中，要有專業(yè)的人員進(jìn)行指揮，對各個模板進(jìn)行編號處理，才能夠方便后期的各項組裝工作。兩個半圓形所構(gòu)成的圓柱形墩柱模板，能夠維持有效的半圓狀態(tài)，通過螺栓進(jìn)行連接，實現(xiàn)下節(jié)螺栓的連接調(diào)整。在澆筑混凝土之后，還要設(shè)置減速漏斗，整體之間的距離要小于2m。在整體的澆筑環(huán)節(jié)中，需要選擇全站儀對墩柱模板的垂直度進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，如果出現(xiàn)傾斜要立馬停止?jié)仓?，并做好矯正處理，檢查墩柱之后還要保證整體的高度。只有做好提邊振搗處理，才能夠有效避免混凝土中出現(xiàn)孔洞。振搗的時間要維持在半分鐘以上，振搗的力度要處于適中的狀態(tài)，避免漏振或貼著墩柱模板振蕩而帶來的各種問題。

第四，拆模養(yǎng)護(hù)。需要確保合適的養(yǎng)護(hù)條件和基本的養(yǎng)護(hù)時間。

4 施工注意事項

4.1 制作墩柱鋼筋籠

制作墩柱鋼筋籠，通常采用自動滾焊機(jī)加工的方式，但從現(xiàn)實的情況來看，全自動滾焊施工工序比較繁雜，并且占地面積大，無法在山區(qū)以及丘陵地區(qū)操作，而在野外操作的時候，通常會采用綁扎鋼筋籠的方式來做鋼筋橋墩。鋼筋籠長軸綁扎工作固定完成之后，需要對鋼筋籠的短軸處理，操作階段要嚴(yán)格控制鋼筋綁扎的順序，并且結(jié)合設(shè)計圖紙加強(qiáng)各方面的控制。鋼筋籠鋼筋綁扎的過程中，還要對墩柱周圍的鋼筋籠進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保鋼筋的準(zhǔn)確度和持久性。在承臺表面需放置相關(guān)的鋼筋籠，并且通過模板的方式進(jìn)行定位，保證鋼筋籠的準(zhǔn)確性。另外，由于鋼筋自身材質(zhì)的原因，在鋼筋籠支架過程中，要做好鋼筋籠垂直度的控制，避免出現(xiàn)二次調(diào)直的問題；在鋼筋籠吊裝階段，要做好垂直度的控制，避免觸碰到周圍的結(jié)構(gòu)[4]。

4.2 墩柱澆筑

墩柱澆筑前期，需要做好承臺混凝土澆筑的各項操作：

第一，實現(xiàn)有效的荷載傳遞，方便上部墩柱和荷載之間能夠達(dá)到良好的狀態(tài)。

第二，分配荷載。向樁基礎(chǔ)周圍全面分布荷載。等到有多個樁基進(jìn)行操作時，要嚴(yán)格按照荷載的均勻度進(jìn)行樁體試驗。在安裝底節(jié)模板環(huán)節(jié)，需要及時拆除鋼筋籠，并且對相關(guān)的位置進(jìn)行加固處理，另外，在承臺表面上要設(shè)置砂漿平衡層來保證各個方面的平衡效果，嚴(yán)格按照全部控制的要求作出處理，保證墩柱模板底面的水平高度。安裝模板結(jié)束之后，及時檢查平面位置和頂部標(biāo)準(zhǔn)高度觀察垂直度和節(jié)點連接的狀態(tài)，實現(xiàn)橫縱方向的穩(wěn)定。在保證各項參數(shù)合格之后，在模板四周進(jìn)行加固處理并做好各項標(biāo)準(zhǔn)的提升，維持穩(wěn)定的狀態(tài)。待各項參數(shù)符合要求規(guī)范之后，利用止?jié){袋對模板接縫處進(jìn)行密封處理，避免出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象。在拼裝模板的過程中，要嚴(yán)格按照承臺頂面2/3 的高度進(jìn)行雙螺帽的安裝處理。該工程使用混凝土泵車澆筑混凝土，為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重的離析現(xiàn)象，整體的底部不能超過2m。墩柱混凝土的強(qiáng)度一旦超過一定的系數(shù)，要及時拆除模板，通常采用人工配合的方式，由上及下進(jìn)行拆除。

5 應(yīng)用效果分析

在橋梁工程項目實施環(huán)節(jié)應(yīng)用裝配式技術(shù)，不僅能夠加快進(jìn)度，還能保證工程質(zhì)量，而通過智能鋼筋加工的技術(shù)措施，顯著提高了工程內(nèi)部構(gòu)件的預(yù)制水平，對工程的規(guī)范開展有著積極作用。在項目工程開展過程中，基礎(chǔ)加工環(huán)節(jié)利用預(yù)制墩柱以及橋臺的方式進(jìn)行操作，能夠提高工程的整體建設(shè)進(jìn)度，達(dá)到一邊施工一邊安裝的雙向配合要求。該種操作方式可以進(jìn)行夜間施工，消除外部交通帶來的各種影響，只需要封鎖1～2 個車道就可以進(jìn)行橋梁構(gòu)件的各項拼裝作業(yè)。待整體的安全系數(shù)提升之后，還要及時將大型支架進(jìn)行取消處理，降低高空作業(yè)的工人數(shù)量，排除潛在風(fēng)險隱患，避免出現(xiàn)高空墜落的風(fēng)險，保障生產(chǎn)安全。在連接材料和結(jié)構(gòu)模型的驗證和試驗過程中，為了保證橋梁自身結(jié)構(gòu)的安全，還要嚴(yán)格按照要求全面執(zhí)行各項操作，維持較高的性價比。因為裝配式橋梁在局部范圍內(nèi)實現(xiàn)小規(guī)模生產(chǎn)，整體的造價會比一般的生產(chǎn)高出8%左右。實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)之后，相關(guān)的成本也會隨之降低，甚至處于持平的狀態(tài)。從另一個層面來說，裝配式橋梁不但能夠減少當(dāng)前的交通疏解費開支，還可以提升整體的工作效益，避免出現(xiàn)大量的人工成本和管理成本，降低交通堵塞和環(huán)境污染的可能性，具有良好的經(jīng)濟(jì)價值和社會效應(yīng)[5]。

6 結(jié)語

在進(jìn)行橋梁施工時，采用現(xiàn)場綁扎鋼筋籠的施工工期較長，成本開支較大，而在該項目中選擇預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)澆墩柱施工處理，充分發(fā)揮裝配式鋼筋加工設(shè)備龍門吊等加工方式的優(yōu)勢，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位，保證更高的施工質(zhì)量。