預制立柱、蓋梁拼裝施工與質量控制

周春雄

【摘要】隨著城市化的快速發展，為了解決交通擁堵問題，橋梁建設越來越多。因此，尋求一種裝配式、快速、集約化的橋梁施工技術顯得尤為重要。本文結合軍工路快速路新建工程實例，對預制立柱、蓋梁拼裝進行了分析，最后提出有效的質量控制措施，該工藝減少了施工期占地面積，提高了施工效率，保證了工程質量，確保了高架橋施工的順利完成。

【關鍵詞】橋梁建設;預制立柱;蓋梁拼裝;施工技術;質量控制

1、工程概況

軍工路快速路新建工程，工程范圍為逸仙路軍工路立交至中環線軍工路立交，工程以逸仙路軍工路立交為起點由北向南與中環線軍工路立交改建南北匝道相接，全長約7.3km。全線分為兩個標段，以寶山和楊浦區界為分界點，全線高架橋梁上部組合鋼板梁的預制和運輸計入I標，工程范圍內全線主線高架橋梁立柱及蓋梁的預制和運輸計入II標。

II標段主線起始于寶山與楊浦區界東側，止于中環線立交。工程包含高架快速路的新建和地面輔路的改擴建以及八個平行匝道，主線均為高架橋梁，范圍為樁號：K2+262.035～K7+306.515，路線全長約5.044km;主路為雙向4車道，地面輔路為雙向4～6車道，范圍樁號：K2+235.682～K7+315.381，路線全長為5.080km，工程造價約7.08億元。本標段標準立柱及蓋梁采取預制裝配式施工工藝、異型蓋梁采用分段預制施工，立柱及蓋梁經構件廠預制加工好后，運輸至施工現場進行裝配式施工。

2、預制拼裝工藝的特點

2.1 工廠化生產模式促進施工質量提升

橋梁中應用到的構件，采用工廠預制的方式來完成，通過產業化生產的模式，降低構件生產制作中的誤差，從而促進施工質量提升。

2.2 機械化工藝促進安全性提升

在預制拼裝工藝應用中，本項目高架橋梁結構大面積采用裝配式施工工藝，預制拼裝率達到95%以上，在路橋工業化建造技術上再創新高，將以往現場大量施工內容，轉移至工廠內機械化生產和集中管控，大幅減少了現場施工人員數量和現場施工管理強度，從而降低了現場安全管理風險。

2.3 加快施工速度促進工期保障

預制構件根據施工計劃在工廠內進行預制，根據工程需要運輸至現場進行吊裝，依照計劃方案展開，具有較高的施工效率，能夠有效縮短現場的施工工期。

2.4 減少施工占地，降低對交通的影響

在一些較為繁忙的交通道路上，應用預制拼裝工藝進行施工，能夠有效避免臨時性支架的搭設，只需要在夜間交通流量最低時，臨時占用部分車道，做好臨時交通組織，迅速進行構件吊裝作業，至凌晨車流量增多前恢復交通，把對社會交通的影響降到最低。

2.5 提升低碳環保綠色，促進文明施工

在進行構件預制拼裝施工的過程中，構件工廠化預制更加高效，有效降低現場作業產生的噪聲和揚塵等，大幅提升施工文明程度。

3、預制立柱、蓋梁拼裝施工工藝

3.1立柱拼接施工工藝

3.1.1立柱與立柱拼接施工工藝流程

拼接面測量→鑿毛→鋼筋除銹→鋪設擋漿板→調節墊塊找平→充分濕潤拼接縫表面→鋪設砂漿墊層→立柱吊裝就位→調節設備安放→垂直度、標高測量→調節立柱垂直度→灌漿套筒連接或金屬波紋管連接。

3.1.2 部分立柱分段預制，上、下兩節立柱在現場拼接施工，立柱與立柱拼接施工工藝流程：操作平臺安裝→立柱吊裝臨時匹配（吊機不松鉤）→垂直度測量、構件起吊（兩臺經緯儀）→調節垂直度→涂刷環氧粘結劑→立柱吊裝、粘結劑到強度后松鉤→灌漿。

立柱與立柱之間拼接采用環氧粘結劑連接，環氧粘結劑初步固化時間應不小于1h，應在規定的兩面涂抹厚度條件下，發生均勻的擠出量，并僅有滴掛而無流淌現象。拼裝前對立柱拼接縫進行表面處理，確保表面無油、無水及無可見灰份。環氧粘結劑應有防老化、防碳化、防強腐蝕性的特點。

3.1.3 立柱進場吊裝步驟

立柱運輸進場后，卸車至地面，立柱的底部下鋪設橡膠輪胎，更換吊裝吊索，實施立柱的立直吊裝作業，示意圖如下圖1：

3.1.4 立柱校正

同一承臺的立柱吊裝就位后，每根立柱采用四臺手動千斤頂，來校正立柱的垂直度，監控儀器：由二臺經緯儀在兩個方向同時監測校核立柱中心標記。垂直度校正誤差為H/1000。垂直度校正后，馬上進行注漿，注漿完成后，再進行立柱垂直度的復測。待灌漿料達到設計強度后，可撤去千斤頂。校正千斤頂的設置示意圖下圖2-圖3：

3.2蓋梁拼接施工工藝

3.2.1蓋梁拼接施工工藝流程

蓋梁拼接施工工藝流程為：蓋梁與立柱拼接面匹配施工→立柱頂調節墊塊找平，進行蓋梁預拼裝→蓋梁吊裝就位后調節蓋梁空間坐標→蓋梁與立柱接縫采用高強砂漿灌漿，同時制取砂漿試件→進行套筒灌漿，同時制取灌漿料試件→待砂漿墊層和套筒灌漿料試件強度滿足要求后全部預制構件拼裝完成。

3.2.2 蓋梁與立柱拼接措施

蓋梁與立柱拼接處座漿與立柱和承臺拼接座漿施工方法類似，座漿前應進行立柱軸線、標高的復核以及接觸面的鑿毛清理。座漿施工采用定制的擋板，高度約5cm，擋板用螺栓固定于立柱頂部預留的螺栓孔上（每邊2孔），螺栓孔為條形，擋板可通過螺栓孔調節伸出立柱頂面的高度。調節至設計標高后，放置調節墊塊，即可進行座漿料的拌制、澆筑。

3.2.3 蓋梁校正

蓋梁位置校正通過在立柱頂面放置4個2cm厚調節墊塊，測量復核4個調節墊塊的頂面標高，確保標高滿足設計要求。若出現標高控制不到位現象，應調整墊塊厚度，通過增加或減少墊塊厚度來確保標高滿足要求。蓋梁就位后，需進行安裝施工的軸線復核。立柱、蓋梁軸線標高必須校正到位，待座漿料達到強度后，可以對原先的立柱四周的臨時支撐裝置進行拆除，并準備開始套筒灌漿施工。

3.3現場灌漿施工工藝

3.3.1吊裝灌漿工序時間節點

構件吊放、起吊就位后，需對波紋管灌漿孔進行清理，使用高壓水槍沖孔，高壓氣槍清除多余水分。采用千斤頂進行臨時加固，并于7天內進行灌漿連接工序。拌漿設備應用自制攪拌機，攪拌持續3min。在墊層砂漿終凝之后再對其開展壓漿施工。當現場檢驗的灌漿料1d強度大于35MPa后，方可進行千斤頂拆卸作業及其他臨時設施。

3.3.2 砂漿墊層

應用C60砂漿墊層完成立柱蓋梁的拼接縫處理，在對之進行配制時采用自帶計量稱重功能的攪拌機拌制完成，可同時對用水量進行計量。

3.3.3 灌漿料準備

套筒灌漿料采用歐維姆公司出產的100MPa高強無收縮水泥基灌漿料。砂漿料于場內專業倉庫儲存，外出施工時通過隨車吊以及定制小型集裝箱運輸，確保原材料不破壞、受損。高強灌漿料在配制時，按照水、砂漿比12：100進行配制，所采用稱量設備誤差要求控制在10g以內。如果在進行拼裝施工時，外界環境溫度<5℃，應當對高強灌漿料作保溫處理，確保其溫度處于10℃到40℃之間，同時還需要對拌合水做加熱處理，且將溫度控制在30℃到65℃之間，最終成品投入使用時溫度應在10℃以上。

3.3.4 拌漿過程

采用專門定制的拌漿機進行施工，其整體過程應在3min以內，分為三個步驟來完成：

第一步：將砂漿料和水放入到拌漿機之中，然后打開電機、轉盤;

第二步： 在開始拌合1min之后，可應用攪拌棒刮落粘附在拌漿桶上壁的砂漿料;

第三步： 在拌合進行2min之后，應采用攪拌棒刮起沉淀在桶底及桶底邊緣的砂漿料。

如果在完成拌制之后，應用攪拌棒攪動漿料，發現其中存在著固態干料，則應當對之進行繼續攪拌，直到漿料無干料的時候為止。

3.3.5 壓漿工藝及停漿控制指標

將拌制完成的漿料倒入到壓漿機之中，開始壓漿施工。壓漿過程為漿料從入漿口壓漿、出漿口出氣;觀察灌漿料的流動性，發現有凝結的跡象，立即停止灌漿。如果波紋管內未灌滿漿料，要立即用高壓水槍沖出漿料并且清洗灌漿設備，重新拌制灌漿料進行灌漿;灌漿應以出漿無水、無氣泡后連續5秒，方可停止灌漿，灌漿口堵上橡膠塞。

4、立柱、蓋梁預制安裝質量控制重點

4.1 方案審查優化

在進行構件預制之前，采用BIM技術完成各構件的仔細核查工作，對整個安裝方案進行提前優化，以保證整個預制過程能夠順利完成，有效提升構件預制加工的質量。

4.2 控制軸線放樣質量和標高測量質量

在進行施工現場定位時，對標高控制點、軸線定位點等進行妥善的保護，避免在施工過程中對之造成破壞，同時在施工期間注意復核檢查，保證其準確性。同時各控制點測設必須由專業的測量人員來完成，且測設須得到書面認可。

4.3 材料質量控制措施

材料質量是整個工程項目施工質量的關鍵影響因素，在對材料進行采購的過程中，嚴格按照質量標準來進行采購。當施工材料運送到現場之后，監理對材料進行抽檢，如果發現存在質量問題，應通知施工單位，對該批次材料做退貨處理。同時應根據施工工序、現場施工需要等，做好材料的保管、存儲工作，材料存放安排專門的人員進行管理，對存放較長時間的材料，在應用前進行二次復試取樣。凡是檢查不合格產品或是無產品合格證明的材料，都不能應用到工程項目之中，必須對之做封存、退場處理。

4.4 構件安裝控制重點及措施

立柱蓋梁預制件，必須經檢驗合格且套筒內腔，確保通暢無雜物，方可進行安裝。構件安裝作業前，對作業人員進行安全技術交底，做到全覆蓋，檢查施工現場吊裝機械、吊點及設置位置是否與經批準方案一致。對施工測量儀器的校定，檢查其標定有效期。構件在后場提前劃好標準控制線，現場安裝前對承臺頂面高程、墩頂面高程進行復測，誤差在允許偏差內方可安裝。構件安裝前、后，準確測量構件高程、位置和姿態，不符合要求及時校正。

在立柱的安裝過程中，嚴格檢查立柱之間的間距和垂直度，特別是要精確控制立柱的相對位置，以確保蓋梁能夠順利安裝，常見的錯誤是，每根立柱安裝誤差符合要求，但兩根立柱之間扭轉，造成蓋梁無法安裝。在進行立柱蓋梁分段拼裝時，拼接面處理、測量后，采用環氧粘結劑對拼接面進行雙面涂刷處理，且控制涂裝的均勻性和厚度，節段吊裝就位和安裝調節設備調節完成后，施加臨時預應力，保證拼接面均勻受壓，壓應力≥0.35MPa，待粘結劑固化達到設計強度后，方可拆除臨時預應力。

4.5 套筒壓漿控制重點

壓漿材料拌制完成后應及時使用，通常存放時間不能超過30min，且對其性能復試時應達到設計的要求。壓漿時確保出漿口有濃漿冒出且無氣泡方可持壓封堵，以此保證套筒內漿液的密實度。

結語：

構件預制拼裝技術在橋梁施工中的應用，不僅大大減少了施工占地面積，而且能夠在交通量最小的時間段，見縫插針地進行“搭積木”式的拼裝施工，極大地縮短了施工時間，將對社會道路交通的影響降至最低;橋梁預制拼裝構件采用工廠化、工業化集中模塊化生產，專業化程度高、質量好、速度快，有利于保證工期，有利于質量、安全、進度和文明施工管理，適合“低碳、環保、綠色”建筑工業化發展大環境的需要，具有較大的發展前景。

參考文獻：

[1]《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2017）[S].

[2]《預制拼裝橋墩技術規程》（DG/TJ08-2160-2015）[S].

[3]《公路工程裝配式施工質量驗收評定標準》（DG/TJ08-2250-2017）[S].

[4]丁林.城市橋梁預制拼裝施工與質量控制[J].住宅與房地產.2018-07-05