城市高架橋工程建設中裝配式橋梁應用
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摘要：對于橋梁項目來說，裝配式橋梁機械化程度更高，有利于控制施工質(zhì)量，且對周圍環(huán)境影響較小。該技術(shù)以傳統(tǒng)施工技術(shù)為基礎，實現(xiàn)橋梁構(gòu)建的裝配化，即分別提前預制好墩柱、蓋梁、下側(cè)梁體等設施，將其運輸至施工現(xiàn)場進行拼裝、建造。文章結(jié)合工程實例，對該技術(shù)的應用展開了詳細的研究，望日后能為相關工程提供借鑒。
1引言
在城市化進程不斷推進的同時，城市基礎設施建設也在不斷完善，高架橋、立交橋變得更加普遍。然而由于目前很多市政基礎設施建設項目對人工依賴性強、機械化程度不高，且施工現(xiàn)場工作人員數(shù)目較多，文明施工已經(jīng)成為社會熱點問題。以往的施工模式不僅工作效率低，而且會給周圍環(huán)境帶來極大的污染。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們開始追求高效環(huán)保的施工模式，這也要求施工單位盡快轉(zhuǎn)變建造模式。采用預制裝配技術(shù)進行城市高架橋建設，受周邊環(huán)境的限制較少且施工周期短，對周邊居民和交通的影響時間短。同時，該技術(shù)的應用實現(xiàn)了建筑產(chǎn)業(yè)化的目標，大幅降低了資源和能源的損耗，有效提升了工程施工質(zhì)量[1]。
2工程概況
該項目公路全線共計7.345km，包含6個互通匝道橋與主線高架橋，橋梁長度共計約6km。施工時選用全預制裝配式技術(shù)，上側(cè)使用小箱梁，下側(cè)則由橋墩、蓋梁組裝而成，整個項目工期為12個月。
3裝配式施工技術(shù)
3.1PHC預制管樁施工
考慮到地質(zhì)條件，該項目中橋梁樁基全部選用Φ800mmPHC預應力管樁，同時選用C80級的混凝土，通過高溫蒸養(yǎng)的方式保持混凝土質(zhì)量，利用DH508打樁機完成沉樁；待承臺開挖完畢進行樁基填芯，提前預制鋼筋籠后將其運送到施工現(xiàn)場組裝。
3.2承臺施工
項目承臺選用的是無側(cè)向支撐大模板的施工技術(shù)，承臺預埋墩柱部位選擇模塊化技術(shù)施工，借助鋼架加工廠的特殊胎架提前預制好施工所需鋼筋后將其運送至現(xiàn)場拼裝。同時，為了保證后續(xù)施工有序開展，在拼裝的過程中可使用特制的定位面板實時定位，待承臺澆筑結(jié)束后拆卸定位面板。需要注意的是，鋼筋籠預制、拼裝時應全程把控精度，誤差不可超過2mm。
3.3墩柱和蓋梁預制施工
墩柱和蓋梁預制施工主要包括三方面的內(nèi)容，分別是預制墩柱和蓋梁的鋼筋籠胎架施工、預制墩柱、蓋梁吊點安裝施工以及預制墩柱、蓋梁混凝土澆筑施工，具體做如下闡述。3.3.1預制墩柱和蓋梁的鋼筋籠胎架施工要點在預制鋼筋籠與墩柱時可借助鋼筋模塊化精加工的概念，使用特制的胎架制作鋼筋籠，鋼筋籠的精度誤差必須控制在2mm以內(nèi)，以免影響鋼筋籠質(zhì)量。同時，為了確保拼裝時鋼筋籠位置準確無誤，可在胎架下側(cè)安設套筒定位鋼板，最終鋼板的施工精度必須控制在1mm范圍內(nèi)。鋼筋籠胎架主要包含底座、掛片、定位板、支架等構(gòu)件，支架又分為鋼筋端、套筒端以及主筋掛片架支架。在拼裝鋼筋籠之前，施工單位仔細檢查所有部件的質(zhì)量是否合格，特別注意鋼筋端與套筒端的定位片、掛片開孔位置是否準確[2]。組裝時，胎架底座與支架安裝位置誤差不得超出2mm。待胎架安裝結(jié)束后，仔細測量支架的安裝質(zhì)量，確保所有支架均位于同一水平線上，以避免在安裝主筋時出現(xiàn)彎扭。同時，蓋梁鋼筋籠胎架主要包含以下四大構(gòu)件：掛片、定位平臺、底座以及支架。項目共計使用了15個定位框架，其中13個直接連接在底架上，剩余2個移動框在組裝時需借助螺栓固定；此外，底架長度設計為26m，可將其分段預制后運送到施工現(xiàn)場組裝，使之連為一個整體。掛片主要由頂部、下部橫梁和脊骨梁、預制側(cè)面掛片組成。拼裝鋼筋籠胎架之前，仔細檢查所有零部件質(zhì)量是否合格，特別是詳細檢查套筒定位板、掛片開槽等安裝位置是否正確。在拼裝時，確保胎架底座位置準確，誤差最大不可超過2mm。胎架組裝結(jié)束后再次檢查各個框架位置，避免在安裝過程中出現(xiàn)變形。3.3.2預制墩柱、蓋梁吊點安裝施工要點預制墩柱吊裝吊耳選用的是雙點預制吊環(huán)，即把吊耳安放在柱頂位置，吊耳間距離控制在1.2m，立柱借助預埋鋼棒吊點完成整個安裝工作，其中橫棒長度為7cm，將其埋深1.9m，外部露出15cm。想要確保吊點安裝穩(wěn)固需要嚴格控制各個吊點之間的距離、控制器伸出長度等內(nèi)容，同時可為吊點位置架設鋼絲網(wǎng)片。預制蓋梁吊點安設在蓋梁兩邊，其吊耳選用的是四點預制吊環(huán)，將其安放在距梁端1m左右的位置，各個吊耳之間預留1.8m的距離。想要確保吊點安裝正確，首先保證各個吊點之間距離固定且伸出長度符合設計標準，同樣需要為其架設鋼絲網(wǎng)片，提升其穩(wěn)定性。3.3.3預制墩柱、蓋梁混凝土澆筑施工要點本項目選用C40級的混凝土制作施工墩柱，使用立式澆筑技術(shù)一次完成混凝土的整個澆筑工作。而蓋梁部位的混凝土選用的是C60級，同樣也需一次完成整體澆筑。在澆筑的時候可以借助橡膠導管配合澆筑，具體跌落高度保持在1m~1.5m之間，最大不得超過2m。蓋梁部位可直接使用常規(guī)澆筑法完成混凝土的澆筑工作。即從其中一端有序往另一端澆筑，待其即將到達限位之時，折回最初的位置有序澆筑兩邊擋塊。
3.4預制墩柱和蓋梁連接工藝原理
在墩柱柱底部位銜接承臺預留插筋，把插筋與套筒連接起來，待現(xiàn)場墩柱組裝結(jié)束后測量其垂直度是否符合設計標準，及時完成糾偏，位置準確無誤后，在拼接表面填鋪厚2cm的OVM高強C60砂漿墊層，并對其進行壓漿，直至各項性能指標滿足設計需求后代表拼裝工作完成。
3.5預制墩柱和蓋梁現(xiàn)場吊裝工藝流程
3.5.1墩柱安裝施工。（1）處理拼接面，在安裝墩柱之前徹底清理承臺面與立柱斷面，使表面保持濕潤，在其中心部位安設調(diào)節(jié)墊塊，本項目選用尺寸為200mm×200mm×21mm橡膠支座作為調(diào)節(jié)墊塊的組成材料，在其底部擺放多個厚鋼板以提升立柱高度。在墩柱邊線部位擺放擋漿模板，擋漿模板由50mm的角鋼組成。（2）固定墩柱。施工單位可在承臺、墩柱之間涂抹OVM生產(chǎn)的C60砂漿，使其銜接緊密，為所有預留鋼筋配備止?jié){墊，止?jié){墊高度需超過漿液面。使用履帶吊完成墩柱的組裝工作，待起吊墩柱已經(jīng)位于承臺頂面位置后，由施工人員親自操作，確保其位置正確，即確保套筒和承臺頂部鋼筋位置完全吻合，準確確定定位軸線與限位裝置的位置，緩緩下放[3]。同時使用4臺千斤頂糾正位置，即調(diào)整標高與平面位置，確保位置無誤才代表整個立柱安裝完成。待該工序完成后進行后續(xù)施工。（3）給灌漿套筒進行壓漿。當灌注的砂漿最終凝結(jié)后即可開始壓漿工作，使用特定的攪拌機攪拌漿液。在壓漿時由下側(cè)注入漿液，上側(cè)用來排氣，當漿液從上側(cè)出漿口排出時即可結(jié)束壓漿，當壓漿管壓力恒定之后停止壓漿，拔除壓漿槍頭、使用橡膠進行封堵。如圖1所示，為墩柱安裝具體示意圖。圖1墩柱安裝3.5.2蓋梁安裝施工。（1）拼接面的處理。在安裝蓋梁部位之前，需要徹底清理承臺面與立柱斷面，保持其表面濕潤，在中心部位安設調(diào)節(jié)墊塊，本項目選用尺寸為200mm×200mm×21mm橡膠支座作為調(diào)節(jié)墊塊的組成材料，在其底部擺放多個厚鋼板，以提升立柱高度。預制蓋梁底側(cè)的時候要把套筒綁扎到胎架表層，無須進行鑿毛。在蓋梁中線部位組裝擋漿模板，使用雙面膠銜接擋漿模板與墩柱接觸面。（2）固定頂部蓋梁。當墩柱的灌漿強度滿足設計標準后即可開始組裝蓋梁。在拼裝之前應先清除頂面雜質(zhì)，保持表層濕潤，組裝擋板模板。使用OVM生產(chǎn)的C60砂漿連接蓋梁與墩柱。鋪設結(jié)束后為所有鋼筋配備止?jié){墊，止?jié){墊高度應超過漿液面。蓋梁吊重上限可達200t，使用兩臺250t機器完成安裝，由施工人員確定相應位置后緩慢落下蓋梁。如圖2所示，為蓋梁的組裝示意圖。（3）蓋梁灌漿套筒壓漿。當灌注的砂漿最終凝結(jié)后開始壓漿工作，使用特定的攪拌機攪拌漿液，攪拌時間控制在3min。在壓漿時由下側(cè)注入漿液，上側(cè)用來排氣，當漿液從上側(cè)出漿口排出時結(jié)束壓漿，當壓漿管壓力恒定之后停止壓漿，拔除壓漿槍頭、使用橡膠進行封堵。
4預制墩柱和蓋梁現(xiàn)場吊裝關鍵控制點
在預制墩柱和蓋梁現(xiàn)場吊裝過程中，必須注意以下幾個控制點。（1）使用高強球墨鑄鐵預制灌漿連接套筒，同時利用鋼筋將各個套筒構(gòu)件銜接起來，其中一側(cè)為預制安裝側(cè)，另一側(cè)為現(xiàn)場組裝端，套筒中間可添加鋼筋限位擋板；所有的預制段與拼裝段長度均應超過10ds，拼裝時，其內(nèi)徑尺寸應控制為+5Omm；在套筒頂端安裝出漿口，整個套筒的誤差必須控制在+2mm以內(nèi)。（2）墩柱插筋完成后，將其運送到施工現(xiàn)場完成最后的安裝工作，定位面板材質(zhì)為2cm厚的鋼板，在中間部位預留振搗口，同時在面板部位設置定位孔，給四角孔位均焊接位角鋼，角鋼長度為0.14m，厚約5mm，在頂部封口[4]。（3）定位面板組裝結(jié)束后在角點處安設4個封口限位管，使用限位銷把定位面板和插筋全部固定，確定主筋位置，反復核查鋼筋間距是否準確，使用調(diào)節(jié)螺桿將基坑周邊銜接，使之成為整體，避免墩柱插筋在施工過程中位置出現(xiàn)變化。
5結(jié)束語
由此可見，若使用裝配式技術(shù)進行城市高架橋梁的施工，能夠大大縮減施工進度、減小對周邊環(huán)境、交通等的影響。本文詳細分析了該技術(shù)在橋梁施工中的具體應用，望為類似工程提供參考。
參考文獻：
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[2]王佳偉.預制裝配式橋梁在公路建設中的應用[J].科學技術(shù)創(chuàng)新,2019(35):102~103.
[3]張阿晉,鄧彩耘.城市核心區(qū)高架橋梁預制裝配施工關鍵技術(shù)[J].建筑機械化,2019(10):57~60.
[4]何遠義,彭浪.裝配式蓋梁施工技術(shù)在橋梁工程中的應用[J].工程建設與設計,2020(5):198~200.
作者:何邵勇 單位:中鐵十六局集團第三工程有限公司
