預制梁移動式臺座施工技術

朱勇

(中交第四公路工程局有限公司,北京 100123)

一、概述

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，公路橋梁的結(jié)構(gòu)形式也逐步走向多樣化。因此，各類橋梁的施工工法就必須及時得到改進和創(chuàng)新，否則，我們的橋梁施工技術將無法得到同步推進。為了提高施工進度和創(chuàng)造更好的企業(yè)效益，針對聞合高速公路LA8合同段望囑右幅大橋預制箱梁數(shù)量少、工期短、施工地形復雜受限的特征，項目部特別制定了一套簡潔方便的預制梁施工工法。本文重點介紹預制25米箱梁移動式臺座的施工工法和質(zhì)量控制要點。

二、工程概況

望囑右幅大橋位于山西聞合高速公路LA8合同段K35+520右半幅，設計為4×25米半幅大橋，左半幅設計為挖方路基。望囑右幅大橋上部構(gòu)造為先間支后連續(xù)的預制25米小箱梁，全橋共計預制箱梁16片。

三、施工背景和方案構(gòu)思

聞合高速公路合同工期十分短（10個月），對于沖溝縱深、地形復雜的LA8合同段來說，施工任務是十分的艱巨。望囑大橋橫跨V字形黃土沖溝，溝深坡陡,地勢復雜險要，施工作業(yè)面十分受限。

針對望囑右幅大橋施工場地小、預制箱梁數(shù)量少和工期緊短的特征，我們根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，著手從利用橋頭成型路基、簡化施工工序和節(jié)省施工成本等角度考慮。經(jīng)過反復對比研究，我部制定了移動式臺座預制箱梁的施工方案，這個方案很好地解決了工期緊、場地小的問題，同時還節(jié)省了常規(guī)預制場占用路基時的砼預制臺座的拆除和重建等施工環(huán)節(jié)，大大降低了施工成本和節(jié)省了總體施工工期。

四、移動式臺座的施工工藝及方法

1移動式預制臺座基本結(jié)構(gòu)

移動式預制臺座由橫、縱木方支架加竹膠模組成，基本結(jié)構(gòu)如下圖：

2移動式預制臺座工作原理

預制梁預應力張拉完工后，在預制梁兩端張拉應力的作用下，帶拋物線線形的各束預應力鋼筋便對梁體跨中各個部位產(chǎn)生往上不同程度的頂拉力，使梁體跨中部位形成一定的上拱度。這樣，梁體跨中部位便上拱懸空，梁體受力情況直接由均布荷載轉(zhuǎn)換成了兩張拉端的集中荷載。因此，利用梁體上拱懸空有效空間便可將移動式底座整體或分拆移出。

3移動式預制梁臺座的布設與安裝

由于該項目工程工期特別緊，下部構(gòu)造與預制箱梁基本同時施工。為了節(jié)省存梁區(qū)和場內(nèi)中轉(zhuǎn)機械費用，我部在橋頭成型的路基上設置16套簡易的張拉端砼底座，配移動式底模6套進行配套周轉(zhuǎn)（一片梁的施工周期一般為6天），在確保預制梁正常連續(xù)施工的前提下最大程度的節(jié)省施工成本。

移動式臺座的布設及安裝施工具體如下：

（1）測量放樣預制臺座安裝施工前，先根據(jù)場地布置圖和臺座設計圖精確放樣出張拉端砼底座位置，并確定每個預制臺座的頂面標高。每個預制臺座兩張拉端的頂面標高應基本保持水平，以確保梁體在預應力張拉之后存放安全穩(wěn)定。

（2）地基承載力測試

由于預制箱梁張拉壓漿完工后需要在臺座上存放一定時間才能進行整體安裝，因此，預制臺座的穩(wěn)定性至關重要。為了確保梁體存放期間臺座的絕對穩(wěn)定，施工時必須掌控好每個臺座的地基承載力。

首先根據(jù)預制梁自重、施工荷載情況及底座受力面積，并考慮一定的安全系數(shù)，計算出需要地基達到的最小承載力；然后對每個預制臺座位置的地基進行承載力測試，滿足要求即可進入到下個工序施工，否則，必須對地基進行壓實或換填處理，直到達到要求為止。

臺座地基最小承載力要求計算如下：

σ：為地基所需最小承載力；

∑P：為地基所承受的重力之和；

A：為底座與地基接觸的受力面積。

根據(jù)預制梁不同階段的實際受力情況分析，預應力張拉后承重力最大部位為張拉端位置。選擇最不利的地基受力位置（張拉端位置）進行地基所需承載力計算，只要兩端部所需承載力滿足要求，其它部位也就滿足受力要求。

預應力張拉后單端重力之和=（1/2梁體自重+砼底座自重）×安全系數(shù)（1.2）

預應力張拉后梁體全部重量集中加載于單端砼底座上，故A=1.5m×1.05m=1.575m2

由公式σ=∑P/A計算所得：

因此，張拉端的地基所需最小承載力為28.11KPa，即地基承載力不小于28.11KPa即可滿足預制梁臺座設置要求。

（3）張拉端底座砼設置

張拉端的砼底座是專門根據(jù)預制箱梁在預應力張拉施工后支點受力情況設計的，由于預應力鋼束張拉后，梁體重力將有均布荷載轉(zhuǎn)換為張拉端集中荷載。因此，張拉端底座砼是預制梁存放受力的關鍵部位，施工時必須控制好其砼強度（設計為C30砼）和頂部平整度（四角高差為±3mm）。為了提高張拉端砼底座的承載力，確保箱梁長時間的存放穩(wěn)定，砼底座設計為擴大基礎。根據(jù)底座結(jié)構(gòu)設計需要，基礎尺寸為1.5m×1.05m×0.3m，地面以上部分尺寸為1.0m×0.95m×0.3m。具體詳見移動式預制臺座結(jié)構(gòu)圖（本文第四章節(jié)）。

張拉端底座砼采用整體一次性澆筑成型的方案進行澆筑施工（即擴大基礎和地面以上砼底座同時澆筑），以確保其整體結(jié)構(gòu)的完整性。

（4）移動式底座安裝

待張拉端底座砼達到一定強度后，即可進行跨中部位的移動式底座安裝施工。為了便于移出和節(jié)省施工成本，移動式底座采用木方加竹膠模組合而成。移動式底座分橫向小枕木和縱向木方，橫向小枕木采用15cm×15cm松木(可用鐵軌舊枕木加工)，安裝間距為1.0m；縱向木方為10cm×10cm松樹鋸木條，安裝間距為25cm。

在橫向小枕木和縱向木方安裝就位后，進行底座的反拱設置，根據(jù)設計要求，每個臺座的跨中反拱度為13mm，臺座反拱值采用在橫向小枕木和縱向木方之間墊木楔的方式來設置。同時，在調(diào)設反拱度時，應整體預留2-3mm的標高作為承重壓縮變形沉降量，確保預制梁砼澆筑成型后底面平順美觀。反拱度設置完畢后，鋪設竹膠模做預制梁底模，底模的接縫和平整度必須滿足技術規(guī)范要求。

移動式底座安裝的最后一道工序就是對整個底座進行固定，防止施工中外力對模架產(chǎn)生位移而影響預制梁外觀質(zhì)量。具體詳見本文第四章節(jié)的"移動式底座和箱梁側(cè)模固定示意圖"。

預制梁移動式底座施工圖片

4移動式預制梁底座的移出

預制梁移動式底座的最大特征就是利用它的可移動性進行反復周轉(zhuǎn)施工，從而降低施工成本。當預制梁預應力張拉壓漿完畢后，即可進行移出施工。預應力張拉完后，粱底便產(chǎn)生上拱，預制梁的受力點便集中轉(zhuǎn)換到了張拉端的砼底座之上。這是，預制梁跨中部位下方的移動式底座就完全不受力了，采用人工便可輕易的將底座移出。移動式底座移除后即可進行下一片預制梁的底座安裝施工。具體詳見下圖所示：

五、移動式預制梁臺座施工的質(zhì)量控制要點與應對措施

移動式預制臺座雖然具有施工簡捷、施工成本低等優(yōu)點，但也有不足之處。為了確保預制梁的施工質(zhì)量，針對移動式臺座存在的施工缺陷，我部特制定了相應的質(zhì)量控制要點和對應措施：

1地基平整度控制及防沉降措施

由于移動式臺座不做場地硬化，臺座骨架直接置于路基上，地基平整度將直接影響到臺座橫向小枕木的安裝質(zhì)量，因此，在安裝橫向小枕木時，必須先對地基頂面進行精平休整處理，確保每根小枕木必須擺放平整，且底面必須全面受力。

為了確保預制臺座無沉降，必須做好場內(nèi)排水和養(yǎng)生排水等各項工作。首先利用路基橫縱坡做好場地內(nèi)橫、縱向臨時排水，同時，加強收聽天氣預報，隨時了解未來天氣情況，及時做好各項防排水工作。雨天時，應派專員值班巡查，及時疏通橫、縱向排水障礙，確保場內(nèi)無積水。其次，還應做好平時對預制梁的養(yǎng)生工作，盡量采用養(yǎng)護劑進行養(yǎng)生，減免養(yǎng)生水對地基的長時間浸泡而影響其承載能力。

2移動式臺座及側(cè)模穩(wěn)固性控制措施

由于移動式預制底座相對穩(wěn)定性較差，為了確保移動式底座自身的穩(wěn)固性，采用防護樁對底座橫、縱向木方進行卡位防滑。防護樁采用箱梁主筋余料加工而成，一般打入土層深度為40-50cm，間距為1m（即每根橫向小枕木位置）。

移動式底座及箱梁側(cè)模固定示意圖

對于預制梁側(cè)模的固定，則采用底對欄桿和頂對拉桿進行加強固定，同時，采用調(diào)節(jié)底托來調(diào)整模板的豎直度。由于箱梁砼澆筑施工時，底、腹板砼采用的是附著式高頻振動器進行澆搗，振搗時，側(cè)模底部的振動力和砼側(cè)壓力較大。為了確保箱梁底、腹板模內(nèi)結(jié)構(gòu)尺寸滿足設計及規(guī)范要求，對底拉桿必須進行了適當加密設置（間距為50cm）；側(cè)模頂部砼側(cè)壓力相對較小，因此，頂對拉桿采用1m的間距。具體如上圖所示。

3反拱度設置及預留沉降量的控制

反拱度設置是預制梁預制臺座施工中至關重要的一個環(huán)節(jié)，反拱設置的好壞將直接影響到橋面結(jié)構(gòu)層的厚度。為了確保底座反拱度設置滿足設計要求，按照設計反拱值計算出各控制點相對標高值（控制點以臺座跨中為中心向兩端部對稱布設，間距為1米），施工過程中應采用水準儀全過程監(jiān)測，不符合要求的地方及時采用雙木楔調(diào)整到位，并對調(diào)整好的底模加以及時固定，以防施工過程中出現(xiàn)變動。

由于移動式底座采用的是兩層木方加竹膠模拼裝而成，層與層之間存在微小接縫，考慮到承重加載后出現(xiàn)壓縮沉降變形，在安裝底模時，應先預留一定的沉降量。經(jīng)局部預壓試驗，沉降量約2-3mm。

4防側(cè)模與底模接縫漏漿措施

由于移動式底座為木方加竹膠模制成，其整體順直度相對較差一點，因此，側(cè)模與底座交接處的接縫處理便是至關重要。為了確保接縫嚴密，可預先采用雙面橡膠條貼在底座頂側(cè)邊，利用對拉桿的拉力將接縫擠壓密實。為了保險起勁，在砼澆筑過程中應設專業(yè)模板工進行全過程巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決處理。

六、移動式預制臺座的施工工藝流程

結(jié)語

本預制梁移動式臺座施工工法主要適用于數(shù)量較少、工期緊短的橋梁梁體預制施工，采用移動式臺座進行預制梁施工，既可降低預制場場地建設費和場地復耕或路基修復費，還可大大節(jié)省施工工期（預制梁可以橋梁下部同時施工，待下部構(gòu)造施工完畢后進行一次性安裝），給工程施工減免很多不必要的麻煩。

[1]王洪全.預應力先張法生產(chǎn)預制梁臺座設計施工技術[J].2006（22）.