市政橋梁預制拼裝施工技術

高昇偉

上海市浦東新區(qū)建設（集團）有限公司 上海 201206

近年來上海裝配式建筑設計施工迅速發(fā)展，S6嘉閔高架、S3公路（羅山路—周鄧公路）先期實施段、濟陽路快速化改造、軍工路高架等橋梁工程中均已廣泛應用裝配式施工技術進行建造[1-4]。由于橋梁施工工期要求越來越嚴格，特別是城市高架橋施工會對地面交通造成影響，極大地減弱了道路通行能力。為了提高施工效率，降低橋梁施工對道路通行的影響，龍東大道改建工程高架橋承臺以上部位，采用預制拼裝結構，預制拼裝率超過90%，全部實現工廠制作，現場吊裝。

應用預制裝配式施工技術進行城市高架橋的施工，可縮短施工時間，減少勞動力，降低對交通的影響[5-8]，降低施工事故發(fā)生風險，是非常重要的橋梁快速施工技術，具有重要的實際意義。

1 工程概況

龍東大道（羅山路—G1503）改建工程4標樁號為K12＋ 150～K14＋400，全長2 250 m。龍東大道位于浦東新區(qū)，主線等級為快速路，高架采用雙向六車道規(guī)模，設2對出入口，位于凌空路兩側。橋梁立柱、蓋梁箱梁均采用工廠預制，現場吊裝的方式施工。

標準段結構采用先簡支后連續(xù)小箱梁結構，標準跨徑4 30 m，梁高1.6 m，標準段橋寬25 m，3～4跨一聯。主線上跨凌空路和紅星河節(jié)點高架采用（48＋48＋62＋51） m全鋼結構連續(xù)箱梁，橋面等寬25 m，梁高2.5～3.5 m，橫向分為4個箱梁，斜腹式形式。

標準段結構橋墩采用雙立柱蓋梁形式，蓋梁結構中心線處結構高度2.5 m，縱橋向厚1.9 m，橫橋向全寬23.988 m，采用預應力混凝土結構。立柱采用有四周倒圓角的矩形斷面，斷面尺寸為1.6 m（順橋向）×1.6 m（橫橋向）。標準段結構橋墩采用矩形承臺，承臺尺寸為7.9 m 9.6 m，厚2.4 m，應保證承臺頂面至路面的埋深不小于1.5 m。

平行式匝道橋墩為單立柱接蓋梁形式，蓋梁結構中心線處結構高度2.2 m，縱橋向厚2.4 m，橫橋向全寬6.9 m，采用鋼筋混凝土結構。立柱采用有四周倒圓角的矩形斷面，斷面尺寸為1.6 m（順橋向）×2.0 m（橫橋向）。平行式匝道橋墩采用矩形承臺，承臺尺寸為5.8 m 3.8 m，厚2.2 m。樁基均采用φ800 mm鉆孔灌注樁。

2 工程重點、難點

2.1 構件預制安裝精度要求高

項目立柱、蓋梁采用灌漿套筒連接的預制拼裝施工工藝，構件形狀復雜，模板材料大量采用數控等離子切割下料，精度由設備保證。

模板的拼接在型鋼搭設的平臺上進行，平臺安裝必須用水準儀進行測量，保證整個平臺表面的平面度誤差在1 mm之內。

預制構件鋼筋籠及套裝的安裝精度必須控制在2 mm范圍之內，故而采用全工廠預制生產，后運至工程現場采用大型吊機安裝的方式。

2.2 地下管線眾多，保護要求高

工程地下管線眾多，除四大管線外，另有2條重要管線（合流污水箱涵、航油管）需要原位保護，對施工交通組織及構件吊裝均需提早合理籌劃，采取有針對性的安全保護措施。

2.3 預制構件質量大，起重吊裝安全要求高

立柱、蓋梁選用大型履帶吊吊裝，質量最大蓋梁達240 t，履帶吊選用需要根據現場構件質量及最不利工況考慮，同時需要滿足相應起重吊裝規(guī)范要求。

3 預制拼裝方案

立柱橋墩采用雙立柱形式，立柱最大高度11.55 m（LD28#墩），單根吊裝質量約126.8 t（LD26#墩），整根預制，現場與蓋梁及承臺采用灌漿套筒連接。蓋梁標準段寬度的雙立柱蓋梁，結構質量約240 t，采取整體預制的施工方式，現場在立柱頂采用灌漿套筒與立柱連接。變寬段結構橋墩構造尺寸及立柱布置隨立柱高度、橋面寬度的不同而進行相應變化。

橋墩結構地面車道布置，橫橋向門式結構。三立柱蓋梁采用橫向分為2段預制，現場安裝到立柱上后現澆濕接段連接成整體的方式。四立柱蓋梁橫向斷面布置成分幅，沉降縫設置在中分帶附近。

4 主要施工工藝流程

立柱承臺拼接工藝流程：拼接縫測量→鋪設擋漿模板→調節(jié)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(jié)設備安放→垂直度、標高測量→調節(jié)立柱垂直度→灌漿套筒連接或金屬波紋管連接。

立柱與承臺拼接前應進行匹配拼裝，同時應對外露鋼筋進行除銹處理。

立柱安裝施工工藝流程：墩柱運輸→墩柱翻轉→匹配安裝→插筋處理→承臺鑿毛、清理濕潤→安裝牛腿、調節(jié)墊塊→安裝擋漿模板→墊層坐漿→墩柱精調→套筒灌漿→安裝完畢。

蓋梁安裝施工工藝流程：匹配安裝→插筋處理→立柱清理濕潤→安裝調節(jié)墊塊→安裝擋漿模板→墊層坐漿→蓋梁精調→套筒灌漿。

5 施工關鍵工序

5.1 拼接面施工

承臺清理：在吊裝作業(yè)前應進行準備工作，鑿毛承臺面及立柱端面。使用由柜式空壓機、儲氣罐、氣動鑿毛機等設備組成的氣動成套設備，對承臺面及立柱端面進行鑿毛作業(yè)。

對承臺鑿毛面進行清理，清理步驟為：先采用高壓水槍將承臺鑿毛面進行清塵及濕潤，再采用高壓氣管將表面多余水清除，最后確保承臺面不留水跡。

安裝擋漿板：在承臺面上彈出立柱的邊線，根據邊線位置安裝擋漿模板（圖1）。擋漿模板采用槽鋼制作，各邊應比立柱尺寸大6 cm。擋漿模板與承臺接觸面采用雙面膠止?jié){。

承臺與立柱間的砂漿墊層采用C60砂漿，配合比為干料∶水＝100∶（17～18），一般取17.5。拌漿設備采用科尼樂立軸行星式攪拌機或自制攪拌機，攪拌時間為3 min。砂漿料攪拌完成后，將攪拌桶直接傾倒于承臺鑿毛面，用鐵板刮平墊層砂漿。

鋪漿完成后，在每根承臺預留鋼筋上套上止?jié){環(huán)（圖2），止?jié){環(huán)略高于漿液面。

圖1 承臺面擋漿板安裝

圖2 止?jié){環(huán)安裝

墊層坐漿施工技術要求：立柱與蓋梁的連接采用高強砂漿濕接縫連接的形式。在拼接縫位置，承臺拼接面鋪設擋漿木塊。承臺上布置調節(jié)墊塊，材質采用不銹鋼，調節(jié)墊塊總高度控制在3 cm。調節(jié)設備采用普通千斤頂，根據測量要求調整立柱垂直度，牛腿通過螺栓與立柱進出漿口連接。

砂漿墊層施工的技術要點：

1）砂漿墊層拌漿時制取試件，1、3、5、7 d各制作1組，28 d制作2組。

2）立柱與承臺接縫間的砂漿墊層，應采用高強低收縮砂漿，28 d抗壓強度應不小于60 MPa，且不小于被連接構件的強度等級，28 d彈性模量應不小于30 GPa，28 d豎向膨脹率應控制在0.02%～0.10%。

3）砂漿墊層宜選用質地堅硬、級配良好的中砂，其細度模數應不小于2.6，含泥量應不大于1%，而且不應有泥塊存在。

4）砂漿墊層初凝時間宜大于2 h。

5.2 立柱施工

立柱安裝前放置中心墊塊、安裝止?jié){環(huán)及4個方向的調節(jié)千斤頂，清理拼接面，下方采用200 mm 200 mm 21.4 mm橡膠墊塊；上方根據測量的承臺上方立柱中心標高確定鋼板厚度，預制立柱節(jié)段質量小于60 t的采用厚5 mm的鋼板，質量大于60 t的采用厚10 mm的鋼板；止?jié){環(huán)下方應先插上橡膠環(huán)，再安上止?jié){環(huán)，止?jié){環(huán)位置應在插筋以下約30 cm。

攤鋪砂漿完成，進行第2次下放立柱，立柱沿四周倒角限位板下放，并復測下口中線，中線墊塊未受力前可再次進行微調。

中線墊塊受力后，分級卸力，復測立柱上口中線，微調千斤頂，進行最終精調工作。下放過程中確保四周都有漿液擠出，保證坐漿密實。將擠出的砂漿清理干凈，并將砂漿面與擋漿板抹平。

立柱最重構件為LD24，質量為126.8 t。預制立柱采用截面形式為2.6 m 2.2 m的方形立柱形式，高9.24 m。采用1臺300 t履帶吊吊裝，吊機主臂長度為30 m。

吊裝時履帶吊極限工況為：300 t，主臂長度為30 m，作業(yè)半徑為10 m。在該工況下，履帶吊額定起重量為191.0 t，吊鉤質量為2.8 t，吊索具質量為0.5 t，履帶吊的實際起重量為130.1 t＜191 t，符合吊裝要求。

地基處理：吊機工作區(qū)域要保證地基穩(wěn)固，對基坑邊緣進行回填處理，回填需密實，邊坡距離吊車邊緣不得小于3 m，確保吊裝作業(yè)半徑滿足要求，吊機作業(yè)時履帶范圍鋪設路基箱板，滿足吊裝要求。若吊裝區(qū)為開挖過或地質較差的地基，則需要采用磚渣換填處理，換填厚度為50 cm，并利用壓路機分2層碾壓壓實，壓實度滿足94%，頂面高程與施工便道一致，并在履帶下方鋪設2排路基箱板，路基箱規(guī)格6.0 m 1.6 m 0.2 m，有效受力寬度按照2.0 m計算。

5.3 灌漿連接工藝流程

本工程的灌漿連接工藝流程主要如下：灌漿料倒入攪拌設備→計量水量并精確稱重→水灰初拌（不少于30 s）→專用設備高速攪拌（不少于5 min）→漿料倒入儲漿裝置→漿料倒入灌漿設備并連接壓漿口壓漿→出漿口出漿或端部出漿→持續(xù)出漿后（不少于2 s）停止壓漿并塞入止?jié){塞→下一個套筒或金屬波紋管壓漿。

5.4 蓋梁施工

1）蓋梁與立柱之間的坐漿施工需使用登高車，坐漿料拌制好以后直接使用登高車在立柱頂面進行鋪漿，鋪漿做法與立柱承臺面相同。

2）蓋梁下落到橡膠墊板時，坐漿料應在模板框的上方溢出，保證蓋梁底部坐漿飽滿。然后馬上使用高壓水槍對立柱表面進行清洗，避免污染立柱。

3）蓋梁吊裝前對立柱頂面進行清理濕潤，在立柱頂安裝擋漿模板。擋漿模板采用角鋼制作，模板與立柱接觸面采用泡沫條止?jié){（圖3）。

圖3 立柱安裝施工

蓋梁吊裝工況：蓋梁質量236.64 t，使用350 t履帶吊進行吊裝。履帶吊主臂長36 m，作業(yè)半徑6 m。在該工況下，履帶吊額定起重量為282 t，吊鉤質量為3.50 t，吊索具質量為1.00 t，實際起重量為241.14 t＜282 t，負荷率85.5%，滿足要求。

6 結語

經過現場立柱蓋梁吊裝施工檢驗，在工程進度、質量、安全、社會效益和經濟效益等方面都取得了良好的結果，驗證了預制拼裝施工技術的可靠性、可行性。

同時，通過立柱預制拼裝施工技術的工程實際應用，培養(yǎng)了一批工程技術人員，在市政交通工程建設領域起到了一定的借鑒及推廣作用。但在擋漿板安裝、立柱就位過程中，坐漿料厚度控制、操作熟練程度等還應進行進一步的完善。