城市高架橋工程建設(shè)中裝配式橋梁應(yīng)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(chǔ)，實現(xiàn)橋梁構(gòu)建的裝配化，即分別提前預(yù)制好墩柱、蓋梁、下側(cè)梁體等設(shè)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(yīng)用展開了詳細的研究，望日后能為相關(guān)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(xué)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(yù)制裝配技術(shù)進行城市高架橋建設(shè)，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(yīng)用實現(xiàn)了建筑產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)，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(yù)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(yù)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(yù)應(yīng)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)制、拼裝時應(yīng)全程把控精度，誤差不可超過2mm。
3.3墩柱和蓋梁預(yù)制施工
墩柱和蓋梁預(yù)制施工主要包括三方面的內(nèi)容，分別是預(yù)制墩柱和蓋梁的鋼筋籠胎架施工、預(yù)制墩柱、蓋梁吊點安裝施工以及預(yù)制墩柱、蓋梁混凝土澆筑施工，具體做如下闡述。3.3.1預(yù)制墩柱和蓋梁的鋼筋籠胎架施工要點在預(yù)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(shè)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(shè)計為26m，可將其分段預(yù)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(yù)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(yù)制墩柱、蓋梁吊點安裝施工要點預(yù)制墩柱吊裝吊耳選用的是雙點預(yù)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(yù)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(shè)鋼絲網(wǎng)片。預(yù)制蓋梁吊點安設(shè)在蓋梁兩邊，其吊耳選用的是四點預(yù)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(yù)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(shè)計標(biāo)準，同樣需要為其架設(shè)鋼絲網(wǎng)片，提升其穩(wěn)定性。3.3.3預(yù)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(dǎo)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(yù)制墩柱和蓋梁連接工藝原理
在墩柱柱底部位銜接承臺預(yù)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(shè)計標(biāo)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(biāo)滿足設(shè)計需求后代表拼裝工作完成。
3.5預(yù)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(shè)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(yù)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(biāo)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(dāng)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(dāng)漿液從上側(cè)出漿口排出時即可結(jié)束壓漿，當(dāng)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(shè)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(yù)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(dāng)墩柱的灌漿強度滿足設(shè)計標(biāo)準后即可開始組裝蓋梁。在拼裝之前應(yīng)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(shè)結(jié)束后為所有鋼筋配備止?jié){墊，止?jié){墊高度應(yīng)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(yīng)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(dāng)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(dāng)漿液從上側(cè)出漿口排出時結(jié)束壓漿，當(dāng)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(yù)制墩柱和蓋梁現(xiàn)場吊裝關(guān)鍵控制點
在預(yù)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(yù)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(yù)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(yù)制段與拼裝段長度均應(yīng)超過10ds，拼裝時，其內(nèi)徑尺寸應(yīng)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(yù)留振搗口，同時在面板部位設(shè)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(shè)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(fù)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(yīng)用，望為類似工程提供參考。
參考文獻：
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[2]王佳偉.預(yù)制裝配式橋梁在公路建設(shè)中的應(yīng)用[J].科學(xué)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(yù)制裝配施工關(guān)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(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)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
