大型預制墩柱拼裝技術在橋梁施工中的應用

武 春 娥

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司，山西 太原 030006)

如今，橋梁建設規模越來越大，但施工場地卻不斷減小，這對橋梁墩身施工而言，無疑是有很大影響的。在這種情況下，就出現了全新的預制拼裝施工技術，它能在保證墩柱施工質量和進度的基礎上，節省資源，具有良好的應用前景。

1 工程概況

某高速公路主線長7.08 km左右，向東與一條立交相接，立交墩身為帶有挑臂蓋梁結構的墩柱，立交上部結構采用預應力小箱梁。墩高在8.0 m～12.0 m的范圍之內，截面有不同種類型，如(2.2×2.2)m、(2.5×2.0)m等，墩柱的最大重量可以達到150 t。為簡化施工，本工程設計采用預制拼裝的方法進行墩柱施工。墩柱的預制拼接原理為：在墩柱底端埋設套筒，利用套筒實現和承臺中預留鋼筋之間的對接，然后通過水泥灌漿料的灌注實現對套筒的連接與固定。在墩柱中，主筋為φ40 mm螺紋鋼筋，套筒由高強球墨鑄鐵制成，每段長80 cm，在墩柱的底端預埋，和主筋相連，套筒中的主筋長度應達到40 cm。墩柱底端和承臺間的拼接表面是一個厚度為2 cm的坐漿墊層，漿材為高強無收縮砂漿。將預制墩柱就位后，向套筒中灌漿，漿材與坐漿墊層相同，但強度要高一個等級。將墩柱拼裝好以后進行垂直度控制，要求不超過墩柱高度的0.15%，同時不超過10 mm。拼裝結構如圖1所示。

2 具體施工方法

2.1 墩柱的起吊和翻轉

預制好的墩柱從工廠運到施工現場后，用起重機卸車，吊具為尼龍吊帶，由墩柱的兩端向上兜起，最上端與吊鉤相連。預制墩柱的自重很大，且高度高，所以要以現場的工況與吊裝要求為依據，采用起吊能力較強的起重機。將預制墩柱吊起后，平移到指定位置緩緩放在枕木墊上，然后在墩柱的底端設置厚度為20 cm的橡膠墊[1]。

根據施工現場的實際情況，對墩柱進行翻轉時，可采用以下三種不同的體系：第一種為通過雙機抬吊實現翻轉；第二種為將翻轉臺作為支點來翻轉；第三種為將橡膠墊作為支點來翻轉。當采用第一種體系時，會產生很大的安全風險，在翻轉時尼龍繩會產生滑移，且控制難度很大；當采用第二種體系時，需要新造鋼結構的翻轉臺，將墩柱從運輸車上卸下后吊裝到翻轉臺上，然后將端部相連，檢查合格后方可翻轉。因翻轉臺的自重很大，需要占據一定空間，所以在同一個施工段上進行多根墩柱的安裝往往很不便捷，而且經濟性也很差；當采用第三種體系時，直接將預制墩柱放到橡膠墊表面，能實現直接翻轉，不僅施工速度很快，而且不會對柱底端的混凝土造成破壞，是一種技術可行、經濟合理的方法[2]。

將預制墩柱從運輸車輛卸下后安裝吊具與吊索，包括卸扣、鋼扁擔與鋼絲繩等，其中，用于連接鋼扁擔的鋼絲繩應為雙股鋼絲繩，吊梁扁擔和對墩柱上的吊點通過兩個卸扣相連。此外，為避免鋼絲繩把預埋的鋼筋拉彎，在完成安裝以后應立即把墩柱豎起，實現對墩柱的翻轉。

2.2 墩柱的預拼裝和垂直度控制

如前所述，墩柱和承臺之間的拼接表面是一個坐漿墊層，在分析和研究墩柱的拼裝、坐漿及垂直度控制過程中，重點是要確保墩柱安裝完成后它的底部坐漿可以達到密實，而且在坐漿完成后，需要在0.5 h以內將垂直度調整好。基于此，工序安排及輔助裝置是兩個對施工質量有決定性影響的部分。對此，可先對墩柱實施預拼裝，通過頂的形式來調節和控制垂直度，然后將墩柱吊離，對承臺進行坐漿施工，再將墩柱吊裝到位[3]。

上述施工中應注意：

1)承臺表面應準確放出墩柱的安裝控制線，放置邊長為20 cm的調節墊塊。

2)在墩柱的下端設置鋼牛腿，即垂直度調節和控制裝置，然后在承臺中的預留鋼筋周圍布置4個千斤頂，將墩柱吊起，使其和承臺準確對接，完成墩柱的預拼裝施工。

3)將墩柱的底部下放到調節墊塊上以后，對千斤頂進行調節，確保千斤頂和墩柱的周圍完全對接，并頂緊。然后根據測量結果對墩柱實際垂直度實施調整與校核。在垂直度滿足要求后，使千斤頂固定，將墩柱吊離。

2.3 坐漿施工

2.3.1 施工準備

1)對承臺的頂部標高與預制立柱的實際高度進行測量。

2)對承臺表面的平整度進行檢查和測量。

3)準備一臺輸出轉速不小于250 r/min的攪拌機。

4)準備一套高精度計量設備。

5)準備一套坐漿擋板。

6)準備好所有坐漿施工需要用到的輔助工具。

7)對預制立柱進行安裝以前的1 d內取坐漿材料的試件，通過試壓和檢測確認坐漿材料能否滿足施工要求，若不滿足要求，應立即更換，不可在施工中使用。

2.3.2 承臺表面清理

開工前對需要與砂漿相接觸的表面進行清理，清除所有松動的顆粒、浮塵及油污，同時用清水將其潤濕，但要注意不可有積水存在。

2.3.3 設置坐漿擋板

擋板為鋼結構，其外形尺寸應按照立柱規格確定，高度不能超過20 mm，以此使坐漿墊層厚度符合設計與規范的要求[4]。

2.3.4 漿料制備

漿料用攪拌機集中攪拌和制備，水量根據要求確定，同時結合實際情況減少一定水量，防止漿料發生離析。一般情況下水量按干粉重量12%控制。對于攪拌的時間，一般為從完成投料后持續4 min，可根據攪拌機情況適當調整。將漿料攪拌均勻后，靜置3 min，當漿料中的氣泡都消散以后方可澆筑，要注意漿料必須在0.5 h以內用完。

2.3.5 澆筑施工

把拌好的漿料倒進澆筑桶，由人工澆筑至完成鋪設的擋板當中，同時采用刮平工藝將其收平，使坐漿的厚度可以滿足設計要求。在流動度不再下降時，應暫時停止坐漿施工，通過檢查確定原因后繼續施工。

2.4 墩柱吊裝

將墊層澆筑成型后，對墩柱進行吊裝。吊裝時，位于墩柱底端的牛腿采用4個千斤頂來可靠支撐。

2.5 套筒的灌漿和連接

將墩柱吊裝好后，等待24 h左右，將千斤頂拆掉，對套筒進行清理和灌漿。對于灌漿施工，它會受到時間、漿料質量及溫度等的影響，而且套管的施工應連續完成。基于此，應先清理好承臺的頂面，再對灌漿口的外側實施清理，借助高壓沖洗裝置持續清洗套筒，檢查確認達到潔凈后，清理殘留在套筒中的水滴和雜物[5]。

在攪拌壓漿料之前，應對灌漿機具進行檢查，確認是否干凈，特別是輸送管道，必須保持暢通，不能有水泥堵塞。在灌漿之前，提前安裝好出漿管，向壓漿機中輸送漿料，開始正式壓漿施工。在壓漿的過程中，漿料通過下部的壓漿孔進入，通過上部的出漿孔排氣。施工中觀察出漿孔，當漿料上升到出漿口時，完成壓漿。在壓漿管的壓力保持穩定后，將槍頭拔出，封住注漿孔，約1 d以后，即可把出漿管割除掉。

3 結語

墩柱預制拼裝是一種新穎的橋梁下部結構施工方法，雖然能加快墩柱的施工速度，但施工難度較高，現在還沒有到十分成熟的程度。因此需要在后續的工作中不斷積累相關經驗，做好方案的設計，從而保證預制墩柱拼裝順利完成。