預(yù)制裝配式橋梁的設(shè)計與施工要點

王 鋒

（中石化中原建設(shè)工程有限公司，河南 濮陽 457000）

隨著橋梁施工技術(shù)的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)得到了逐步地發(fā)展與更新，預(yù)制裝配式橋梁主要采用預(yù)制構(gòu)件，按照一定的規(guī)則、流程來組裝、連接，最終形成一個橋梁結(jié)構(gòu)，此施工技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢，其預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量處于可控制范圍，從而確保預(yù)制裝配式橋梁施工技術(shù)。

1 工程概況

中石化中原建設(shè)工程有限公司沙特項目部中標(biāo)后，首次采用裝配式預(yù)應(yīng)力U 型梁施工工法對兩個橋梁進行施工，裝配式U 型梁施工工法主要是針對立交橋的結(jié)構(gòu)特點，采用下部基礎(chǔ)現(xiàn)場澆筑，上部結(jié)構(gòu)預(yù)制安裝，橋面鋪裝現(xiàn)場澆筑，頂部附屬結(jié)構(gòu)預(yù)制安裝的施工方法。該項工法與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，施工效率更高，此項工法經(jīng)過技術(shù)的不斷優(yōu)化后在同類工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 預(yù)制裝配式橋梁特點

2.1 工期短

容易控制工期，有利于高速公路的施工，尤其是中小型跨徑橋梁，預(yù)制裝配技術(shù)則能提高施工效率，縮短工期。

2.2 經(jīng)久耐用

預(yù)制裝配橋梁所采用的構(gòu)件都采用統(tǒng)一規(guī)格來規(guī)范生產(chǎn)，相比于現(xiàn)場澆筑工藝，構(gòu)件質(zhì)量更有保證。

2.3 環(huán)保安全

預(yù)制拼裝這一環(huán)節(jié)都轉(zhuǎn)至工廠，在現(xiàn)場只僅需安裝，這樣就保護了施工場地的環(huán)境安全，具有環(huán)保安全、可持續(xù)利用的潛力。

預(yù)制裝配橋梁結(jié)構(gòu)有獨特的優(yōu)勢和優(yōu)點，要想充分地發(fā)揮這些優(yōu)勢，則需要輔助科學(xué)的項目管理方法與策略，對于預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)，則可以制定科學(xué)的工期進度表，形成一個科學(xué)的施工計劃，例如：裝配式橋梁預(yù)制時期應(yīng)該重視質(zhì)量監(jiān)管，要重點監(jiān)督安裝質(zhì)量，而且還要確保安全、穩(wěn)定地安裝與連接，需要對工程項目整體實施嚴(yán)格地施工，加大質(zhì)量控制力度

3 預(yù)制裝配式橋梁的設(shè)計與施工

3.1 預(yù)制裝配式橋梁的工藝原理

工法橋梁下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁承臺基礎(chǔ)，預(yù)制安裝式矩形斷面單柱式墩柱；橋梁上部結(jié)構(gòu)全部采用預(yù)制安裝組合結(jié)構(gòu)，雙支點懸挑梁、單支點扁擔(dān)梁、無支點中間梁共同組成U-型梁縱向單元，兩側(cè)預(yù)制腹板和頂部預(yù)制蓋板與U型梁一起共同構(gòu)成裝配式U 型梁結(jié)構(gòu)。并通過在預(yù)制蓋板頂面進行橋面鋪裝形成整體受力結(jié)構(gòu)。該裝配式市政橋梁施工為一種新型設(shè)計與施工方法。

3.1.1 上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工

1） 裝配式板梁

不同于普通的混凝土空心板，預(yù)制裝配式板梁的質(zhì)量更高端，預(yù)制組合梁板構(gòu)造更加結(jié)實、嚴(yán)密，通常是憑借I 型鋼管添加于混凝土內(nèi)部，二者搭建起鋼骨構(gòu)造，從而將三、四個單元對應(yīng)一個預(yù)制單元，而且I 型鋼管充當(dāng)相鄰單元間的模板，橫向則通過橡膠來澆筑。 所有的裝配式梁板豆?jié){單元預(yù)制板梁充當(dāng)板梁間的連接構(gòu)造，從而讓預(yù)制板梁更加標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。各個板梁間也能更加牢固、穩(wěn)妥地連接。

2） U 型梁預(yù)制施工

U 型梁采用現(xiàn)場或工廠預(yù)制。U 型梁，首先制作底模，底模根據(jù)施工圖紙，進行精確放樣，確保滿足要求，尤其是斜向支撐板榫口位置、拉桿孔位置與支撐板預(yù)留孔位置要求精度高(誤差控制在5mm 內(nèi))，要復(fù)核、加固、再復(fù)核等措施保證精度要求。

支撐板榫口位置，首先根據(jù)圖紙放樣，劃線，確定榫口位置、角度，在底膜側(cè)壁模板上進行標(biāo)記，核實完成后，采用工業(yè)用膠將預(yù)先按照榫口形狀加工好的泡沫榫口造型粘接牢固，粘接完成后，再次進行位置、角度復(fù)核，確保榫口位置滿足要求。

拉桿孔及預(yù)留孔位置，根據(jù)施工圖紙，以同樣的方式在側(cè)壁模板上放樣定位，標(biāo)記并檢查核實，確保滿足精度要求。

3） U 型梁的吊裝施工

U 型梁的吊裝精度要求較高，組配安裝施工難度大。吊裝前在每個支座上放出縱向中心線，橫向中心線并引到立柱四側(cè)，定出箱梁橫隔梁橫向中心線和梁底部的支座中心線，并引到外側(cè)面上。在梁就位后，立柱上的中心線與梁上引出的中心線應(yīng)在一條直線上。本工法采取雙機吊裝，把預(yù)制梁向規(guī)定的位置就位。預(yù)制梁兩端各采用3 根直徑44mm 的鋼絲繩從臺座預(yù)留孔洞兜梁起吊。U 型梁運至工作位置，用鋼絲繩在吊點位置(距梁頭約1.5m 處) 兜住梁體，鋼絲繩與梁體交角為74°左右，起吊至離運梁車2～3cm，檢查構(gòu)件綁扎是否牢固穩(wěn)定，吊索是否拉緊，吊機運轉(zhuǎn)是否正常，吊車支撐是否下陷，試吊無問題后繼續(xù)起吊。吊車吊梁至立柱支座頂面，徐徐下降、就位，在梁體距離支座5cm 左右時，技術(shù)人員進行校核、以保證位置準(zhǔn)確。在連續(xù)多次微調(diào)校核后，確保立柱上的中心線與梁上引出的中心線在一條直線上，滿足設(shè)計要求后，逐步就位。

4） 裝配式組合箱梁

組合箱梁無論是地面、還是側(cè)面通常選擇鋼結(jié)構(gòu)，頂部則屬于預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板，設(shè)計了橫向預(yù)應(yīng)力，因為鋼腹板和橋面間連接并非剛性，則可以保留一部分預(yù)應(yīng)力。其中要重點關(guān)注，預(yù)制組合箱梁結(jié)構(gòu)實際施工操作中一般來自于U 形梁承重結(jié)構(gòu)自身將出現(xiàn)一定荷載效應(yīng)，等到橋面板澆筑后，橋梁構(gòu)造則以箱形梁結(jié)構(gòu)來受力，如果用在直線梁橋，選擇U 形預(yù)制梁的優(yōu)勢體現(xiàn)在方便施工運輸、吊裝等。

預(yù)制組合箱梁施工中要注意預(yù)制U 形梁和橋面板澆筑之間的組合、搭配，此類橋梁一般選擇類似于簡支變連續(xù)施工法、節(jié)段梁整跨施工等方法，各個方法都有自身的流程、順序、特征，實際施工中必須著把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著預(yù)制橋梁技術(shù)的發(fā)展，其U 型梁橋面板通常選擇高強度的博文鍍鋅模板，而且將U 型梁當(dāng)作腹板發(fā)揮支撐作用，可以將預(yù)埋鋼板、波形鍍鋅鋼板等之間連接起來，最終打造出一個由混凝土澆筑形成的模板。預(yù)制U 形梁和橋板之間牢固、順利連接，搭建為一個整體，從而達(dá)到合格的受力標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工

預(yù)制裝配式橋梁下部結(jié)構(gòu)也十分重要，主體為墩柱、承臺，支座等，主體受力為承壓，對此一般將它們的形狀設(shè)計成矩形，這樣才能為工程設(shè)計與施工創(chuàng)造便利條件。裝配式橋梁，其下方結(jié)構(gòu)最重要的是預(yù)制構(gòu)件和構(gòu)件的聯(lián)系，以及橋墩之間、承臺和樁基間的連接。

1） 承臺施工

挖掘機對承臺基坑進行開挖，清除鉆孔灌注樁樁頭混凝土。開始基坑墊層施工及承臺底部防水防腐施工，并對樁頭區(qū)域進行防水防腐處理。承臺底部防水防腐處理完成后，進行承臺基礎(chǔ)鋼筋綁扎，模板支設(shè)以及混凝土施工，并做好立柱預(yù)留孔定位與設(shè)置。承臺基礎(chǔ)混凝土完成后，拆除模板，進行承臺基礎(chǔ)周邊防水防腐處理，與承臺底部防水形成封閉整體。隨后進行基坑回填壓實。

2） 橋墩與連接施工

橋墩通常為鋼混結(jié)構(gòu)，橋墩上部、下部通常通過鋼筋來定位，同時，借助炮筒進行連接，在此基礎(chǔ)上將砂漿灌注在側(cè)壁，與此類似的橋墩和蓋梁之間也選擇這一連接模式，個別橋墩選擇樁柱模型，同蓋梁相連時，樁柱一般植入蓋梁中，這樣就能讓外延與蓋梁的鋼筋同步澆筑，最后形成一個形狀，同時，局部蓋梁可以通過組裝的方式來搭建，各個組塊也可以利用牛腿構(gòu)造來連接。

4 結(jié)語

預(yù)制裝配式橋梁鑒于其獨特的優(yōu)勢，以及先進的施工技術(shù)，已經(jīng)在中小型跨徑橋梁施工中得到了應(yīng)用，不同于普通的澆筑施工工藝，能夠有效提高橋梁工程施工效率，打造出高質(zhì)量的橋梁工程。