高架橋梁超大質量蓋梁的分段預制拼裝施工技術

王新輝

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002

從2014年開始至今，上海市市政和公路橋梁建設已有多項工程運用預制裝配工藝技術[1-2]，工藝設計和施工技術逐步走向成熟，且在不斷的發展。S7（S20—月羅路）-Ⅱ-2標的某標段工程位于上海市寶山區羅店鎮G1503和聯楊路交叉口處，是一座新建的跨越G1503的互通立交橋，南北長1.75 km，東西長2.13 km。主線高架橋和互通匝道橋除下部承臺結構為現澆外，其余基礎、下部結構立柱和蓋梁，上部箱梁結構和橋面系防撞墻均采用預制裝配工藝。

本標段預制門墩分節蓋梁共2榀，位于G1503東北角，分別為EN匝道的Pen2與Esa匝道的Pesa3。預制分節蓋梁最大質量為426 t，廠內預制完成后，現場對接。

1 設計概況和施工技術難點

1.1 設計概況

S7-Ⅱ-2（跨G1503立交橋）工程主線高架橋下部結構采用單立柱加倒T蓋梁，蓋梁自重為202.8 t，長度為15.95 m；匝道橋基本采用單立柱加蓋梁，蓋梁自重為122.2 t，長度為9.70 m 。位于EN匝道橋（編號Pen2）和Esa匝道橋（編號Pesa3）2個橋墩的蓋梁為多根匝道共用蓋梁，Pen2墩蓋梁自重為426 t，長度為26.200 m ；Pesa3墩蓋梁自重為297 t，長度為21.368 m。蓋梁自重超出250 t，受場內外運輸線路橋梁承運負荷和施工場地條件限制，設計方案為分段蓋梁，并采用膠接式和濕接式2種拼接工藝。濕接段采用高性能混凝土，膠接法采用環氧樹脂黏結劑。分段蓋梁安裝軸線位置與標高控制精度為±2 mm。

1.2 施工技術難點

匝道橋立柱和蓋梁預制構件單件自重在130 t以下，采用330 t吊機單機抬吊，Pen2和Pesa3墩的蓋梁分段后，單件自重250 t，采用雙機抬吊。該2個橋墩北靠羅南長浜河，南鄰G1503，地勢落差3 m以上，且成坡地，采用常規臨時支撐的措施成本高，且占用工期，因此優化采用無支撐架的懸臂拼裝方法。該技術的難點是懸臂拼裝的穩定性、拼接的精度控制、膠接拼裝的時間控制及濕接縫的質量控制。

2 施工工藝

1）蓋梁預制。分段蓋梁在預制工廠制作。制作時，需考慮接合斷面幾何尺寸零誤差、雙向軸面零誤差、清水混凝土飾面無色差等技術質量要求。

2）蓋梁運輸。蓋梁裝運選用Actros3354型牽引車及配套尼古拉斯平板車組。尼古拉斯平板車組的后掛車具有自身遙控轉向能力，有較小的轉彎半徑，適合超長、超寬構件的裝運。本工程對運輸線路的橋梁和轉彎道口預作了充分的了解，以確保運輸安全。

3）蓋梁吊裝。分段蓋梁為雙立柱，需先吊裝立柱上節段，此吊裝過程和普通蓋梁吊裝工藝相同。蓋梁就位時，應檢查軸線和各部尺寸，確認合格后方可固定，蓋梁灌漿達到設計強度后開始吊裝中間節段。Pen2蓋梁中間節段采用臨時懸吊體系，同時采用鋼扁擔支撐的方式，鋼扁擔與蓋梁吊裝時采用4根φ50 mm、長5 m的精軋螺紋鋼連接，在已吊裝完成節段的蓋梁兩側放好混凝土臨時支座（共4個）。與此同時，在臨時支座附近放4個250 t千斤頂，中間節段蓋梁鋼扁擔坐落在混凝土臨時支座上，千斤頂頂到鋼扁擔，調節中間節段蓋梁與兩側節段蓋梁軸線高差，高差控制在±2 mm，吊裝完成后將千斤頂鎖死（圖1）。

圖1 現場中間節段蓋梁吊裝施工

3 濕接縫澆筑

分節蓋梁兩端約1.2 m位置處分別預留2個φ50 mm的預留孔。現場采用φ25 mm的精軋螺紋鋼對拉雙拼30#槽鋼或貝雷架，然后依次鋪設20#槽鋼、木方模板。

側模采用在蓋梁兩側預埋φ20 mm的鍍鋅內螺絲固定，間距60 cm，然后固定木模、鋼管及雙拼槽鋼。底模采用20#槽鋼，間距15 cm，長4 m左右，超過蓋梁寬度的20#槽鋼需焊接鋼筋或鋼管，且側面及底下加設鋼絲網形成封閉支架體系，以滿足安全作業要求。木方為10 cm 5 cm，間距10 cm，木模板采用高質量的一級建筑模板。

濕接段預應力波紋管采用法蘭盤加鋼管的形式，法蘭盤吊裝前在廠內安裝好膨脹螺絲固定，待安裝好蓋梁后實測濕接段長度，隨后根據實測長度加工鐵管，之后現場焊接，保證密封不漏漿，鐵管內徑不小于波紋管內徑。

4 膠接施工

本工程Pesa3懸臂部分采用干接，其余部分整體吊裝完成。將左、右節段吊裝就位，調節空間坐標，因蓋梁寬度不同，對接牛腿無法匹配安裝，故蓋梁上部采用鋼牛腿，下部采用混凝土擋塊充當牛腿。上部牛腿中預留4根φ60 mm的鋼管，采用4根φ40 mm的精軋螺紋鋼分級張拉錨固，下部采用2根φ40 mm的精軋螺紋鋼調整好并將拼接面清理后，涂刷環氧黏結劑，預應力管道端部需設置海綿墊圈，防止管道堵塞。再張拉蓋梁中部體外細牙螺桿，吊機脫鉤并待黏結劑固化約1 d后，張拉第1批永久體內預應力。先拆除上部臨時預應力，再拆除中部臨時預應力與臨時施工設備，待黏結劑強度滿足要求后，完成蓋梁的分段拼裝。調節蓋梁體外預應力，保證拼縫寬度上下一致，同時復測蓋梁挑臂端部標高，保證與設計標高一致（圖2）。

圖2 蓋梁膠接施工現場

5 分段蓋梁施工技術分析

在滿足計算的情況下，經過分析，膠接分段蓋梁吊裝時需要控制好臨時預應力，以保證拼接面全截面承受壓應力，然后才可以脫鉤，并保證拼縫寬度上下一致，平整度控制在±1 mm。濕接分段蓋梁吊裝時，需要控制好扁擔梁在臨時支座上的搭設位置和中間節段的前后錯臺情況，平整度控制在±1 mm。此分段蓋梁主要靠千斤頂調節空間坐標，調節好以后現澆濕接縫，待混凝土強度滿足要求后，張拉第1批預應力，張拉完畢后卸掉扁擔梁，然后現澆脊骨梁部分，待混凝土強度滿足要求后，張拉第2批預應力。

6 結語

大型蓋梁分段預制懸臂拼裝技術，減少了對周邊環境的影響，加快了現場施工速度，特別適合在中心城區施工。此外，為滿足單節混凝土預制構件的起吊質量要求，降低大型門式墩蓋梁預制、運輸和安裝的綜合成本，結合構件預制場與現場吊裝設備的實際情況，將大型蓋梁分節預制和拼裝，并設計專用中間節段臨時懸吊體系，解決了大型門式墩蓋梁的預制拼裝難題，并在背景工程中成功應用。此次分段蓋梁的成功應用標志著中國預制拼裝技術日趨成熟，也為后續工程施工積累了經驗。