裝配式橋梁預制立柱的安裝工藝淺析

李維俊 王 榃

（1.無錫交通建設工程集團有限公司，江蘇 無錫 214100 ；2.四川交通職業技術學院建筑工程系，四川 成都 61 1130）

1 行業背景

城市高架橋的施工需要擠占原有通行道路的通行空間，對居民出行及周圍環境造成很大影響。裝配式橋梁因其易于產業化、標準化、施工質量可控，現場施工和后場預制作業可同步進行，工期短；工廠化預制內對環境影響小等特點越來越受到工程界的重視，本文以江蘇省無錫市鳳翔路改造工程裝配式橋梁的預制立柱安裝控制工藝予以介紹。

2 工程背景

江蘇無錫市鳳翔路快速化改造工程為江蘇首個預制裝配式城市橋梁施工項目。設計標準為市區城市主干道，高架橋承臺以上部分設計為預制拼裝結構。橋墩采用雙立柱，中心間距4.2m，立柱尺寸為1.8～2.0m（順橋向）×1.6～1.8m（橫橋向），角點處采用R=0.15m 的圓倒角。立柱高度≤12.0m時采用預制鋼筋混凝土結構，每根立柱整體預制安裝，最大起吊重量130 噸。

3 立柱拼裝施工工藝流程

圖1-1：立柱拼裝施工工藝流程圖

4 立柱拼裝前準備工作

4.1 立柱出廠前的成品檢查

預制完成達到設計強度80%的立柱可以安排出廠吊裝。出廠前需要完成以下工作：（1）測量立柱的長度，長度應小于設計長度減2cm。（2）立柱預埋套筒檢查、清理：先對預埋套筒檢查，套筒內不能有水泥漿；用高壓水槍對套筒進行沖水，用空壓機吹干。確保拼裝時承臺預埋鋼筋能夠順利插入。（3）立柱底鑿毛：立柱底面鑿毛要求石子外露，表面清理干凈以增強結合面的黏結力。

4.2 承臺預埋鋼筋檢查、接觸面處理、擋塊施工

（1）承臺預埋鋼筋檢查：預埋鋼筋外露部分必須垂直平順，長度符合設計要求，偏差不大于5mm，安裝前用鋼絲球對預埋鋼筋表面進行除銹，用干凈的毛巾擦拭鋼筋表面。

（2）承臺表面鑿毛處理：讓立柱和承臺之間完美的拼接，必須在拼接面進行鑿毛處理。

4.3 安裝測控標志的設置

（1）立柱彈墨線：在立柱縱橫向側面進行分中彈墨線，在離立柱頂30cm“十”字墨線處，粘貼帶刻度的“寶馬”標志；在立柱底部彈分中墨線，作為拼裝觀測點；在立柱頂面彈中心墨線，作為立柱安裝完成后位置復核的觀測點。分中點的確定是控制安裝精度的第二步，非常重要。由于立柱混凝土澆筑時，四個面的鋼筋混凝土保護層難免存在偏差，相互對立的兩個面的混凝土保護層厚度難以做到絕對一致。而立柱拼裝主要控制立柱套筒與承臺預留鋼筋的對接，因此立柱底面應以預埋套筒位置為準進行分中，立柱頂面預留鋼筋要與蓋梁預埋波紋管對接，應以預埋鋼筋為準進行分中，絕對不能以立柱混凝土邊緣為準進行測量分中。

（2）承臺彈墨線：承臺施工中預埋鋼筋的預埋精度是控制安裝精度的第一步，必須做到高度吻合。為保證順利對接，承臺澆筑砼前在承臺頂面設置一個限位裝置，此限位裝置與立柱預制時預埋套筒的限位裝置高度吻合，施工前應進行預拼合，承臺澆筑完成后拆除。對預埋鋼筋位置復核無誤后，在承臺上彈出預埋鋼筋軸線，立柱安裝的邊框線。

4.4 立柱形態微調裝置的設置

（1）安放調節塊及高程復測：在承臺中心位置安放調節塊。調節塊分兩層，下面一層采用板式橡膠支座，厚2cm，平面尺寸20cm×20cm；上面一層采用鋼板。然后對承臺中心點高程進行復測，根據復測結果調節鋼板厚度，偏小則調節鋼板加厚，偏大則調節鋼板減薄，

（2）平面限位設施的設置：在立柱安裝邊框線外設置一個限位框，限位框用∠6.3 拼焊而成，大于立柱邊框各5cm.用膨脹螺絲固定在承臺上。

（3）立柱垂直度調節設施的設置：立柱安裝前，四個面各安裝一個型鋼牛腿，每個牛腿上設置兩個預留孔，預留孔的位置和立柱預留螺栓孔對應。立柱預留螺栓孔連接套筒現有的壓漿孔和進漿孔。壓漿孔和出漿孔的內壁經車絲處理，采用粗牙車絲。

牛腿安裝次序為：起吊運輸車上立柱→平放在枕木（土工布）上→安裝3 面牛腿→立柱翻轉→立柱豎向臨時擱置→豎向安裝第4 個牛腿。

5 立柱翻轉

立柱運輸到現場，用履帶吊卸車，采用單機抬吊，直接卸車，平放在枕木上。為防止立柱地腳在翻轉時因集中力的作用損壞。在地腳處用多層土工布設置墊毯。立柱平穩豎立后，起重機不得脫離吊鉤。

6 立柱的試吊調整

6.1 立柱試吊

起重機將立柱起吊離地后，慢慢旋轉到承臺中心位置，緩慢放下，當套筒靠近承臺預埋鋼筋位置時，穩住起重機，讓套筒沿著預埋鋼筋慢慢下放。當立柱底端快靠近承臺時，起重機分級卸力，當起重機吊力卸至200kN 后，停止卸力，開始進行立柱位置的初步調整。

6.2 位置調整

立柱平面位置的調整通過限位框與立柱之間的空隙內打入鋼楔，實現平面位置的微調，由于預埋鋼筋Φ40，立柱預埋套筒內徑φ50，間隙很小，預埋鋼筋每個立柱標準尺寸40 根。一旦出現偏差實際山調整余地非常小。為提高安裝精度，應嚴格控制預埋精度。

7 結合面坐漿、安放密封圈和鋼墊圈

立柱試吊完成后，將立柱吊離承臺，并且離開承臺工作區域，擱置在混凝土地面或路基廂板上，起重機鋼絲繩不得松弛。

清理承臺結合面，灑水濕潤立柱和承臺結合面。用玻璃膠封閉限位框底邊與承臺間的空隙，鋪設坐漿材料。

坐漿料每次的使用量很少，無法儲藏?，F場開發了專用設備，配備專業工人施工。漿液配制水灰比0.15～0.18，根據氣溫情況適當調整。拌合機先慢轉1min，再快轉3min，拌漿即可完成。

將拌好的漿液鋪設在立柱和承臺結合面，鋪好扒平，厚度大于2.5cm，比中央調節塊頂面略高。在漿液鋪設過程中，先安放橡膠密封圈，在橡膠密封圈上面安放鋼墊圈。

8 立柱拼裝

當漿液鋪設完成后，立即進行立柱拼裝。由于漿液凝固控制時間在30min內，所以立柱拼裝必須在30min 內完成。

立柱拼裝同立柱試吊的程序、偏位控制方法相同。起重機卸至200kN 后停止卸力，然后進行底端和頂端中心位置調整。依靠限位框架調整底部中心線位置，依靠千斤頂調整頂端中心線位置，將立柱偏位控制在5mm 以內。調整結束后，鎖住限位框架螺桿和千斤頂。松開吊鉤，移開起重機，鏟除溢出的漿液，防止多余漿液流入壓漿孔，堵塞壓漿管道。

9 立柱壓漿

立柱拼裝完成12h 后，卸掉千斤頂，拆除牛腿和定位框架。用小錘將出漿孔接頭釘入出漿孔內，在接頭處安裝出漿管，出漿管高度必須高出預埋套筒在立柱內的高度，以保證壓漿到位。如圖所示。

出漿管安裝完成后，采用高壓水槍沖洗注漿管道。水從壓漿孔壓入，從出漿孔溢出，以保證管道暢通。注漿管道沖洗完成用空壓機吹干。

壓漿料采用C100 專用壓漿料，拌合方法同上。配制好的漿液要及時使用，超過30min 不得使用。漿液沖下口壓入，上口出漿。出漿管連續排漿且與壓漿泵中濃度一致時，停止壓漿，用軟木塞臨時封閉入漿口，觀測出漿口液面變化?；亓鞯陀陬A埋出漿口要及時補壓，確?？椎罎{液飽滿。由于目前缺乏科學的檢測壓漿飽和度的方法，現場壓漿要求全程留底影像資料備查。

10 立柱安裝質量控制要點

1、套筒采購時，需要和廠家事先進行溝通，設計出漿孔和壓漿孔內壁車絲，并且車粗牙。

2、定位板和定位框架應由同一個鋼模板生產廠家，同時對應加工，以防出現偏差，影響套筒和預埋鋼筋的安裝精度。

3、立柱中心線彈墨線以預埋套筒中心線作為控制，不得以立柱混凝土中心線作為控制。

4、承臺墨線必須按照設計中心線彈畫。

5、調節塊設置時，應考慮其沉降量。

6、立柱架設時，觀測點在視野范圍內，越遠越好，并且在地面埋設觀測點。

7、立柱頂面觀測控制“寶馬”標志時，應設置刻度線，以便給測量人員偏位讀數一個參考。

8、立柱拼裝時，橡膠密封圈在下，鋼墊圈在上，不得錯誤安放。

9、立柱拼裝宜低勿高。

10、壓漿時，進漿口在下，出漿口在上。

12 灌漿套筒連接質量的有關試驗

預埋鋼筋與灌漿套筒的連接質量是生命線，現階段缺乏驗收標準和科學的檢驗手段，為確保接頭質量可控，本項目開展了全灌漿套筒鋼筋接頭型式以檢驗各種工況下接頭的可靠性。

12.1 基本參數

鋼筋公稱直徑：40mm

鋼筋牌號：HRB400E

灌漿料抗壓強度設計值：100MPa

灌漿套筒設計尺寸及公差：長度810±2mm、外徑95±1.5mm

鋼筋插入深度（短端）：395mm 鋼筋插入深度（長端）：405mm

12.2 接頭試件尺寸實測值

選取12 個接頭試件灌漿套筒長度、灌漿套筒外徑、鋼筋插入深度均滿足設計要求。

12.3 鋼筋母材檢測數據

鋼筋屈服強度、抗壓強度均值均滿足設計要求

12.4 偏置單向拉伸檢驗數據

屈服強度、抗壓強度均值均滿足設計要求，破壞形式待抗拉強度達到1.15fsk 時，試件均未發生破壞。

12.5 對中單向拉伸性能檢驗數據

屈服強度、抗壓強度、殘余變形、最大力下總伸長量均滿足設計要求，破壞形式待抗拉強度達到1.15fsk 時，試件均未發生破壞。

12.6 離應力反復拉壓性能檢驗數據、大變形反復拉壓性能檢驗數據抗拉強度、殘余變形均滿足設計要求，破壞形式待抗拉強度達到1.15fsk 時，試件均未發生破壞。

12.7 全灌漿套筒鋼筋接頭第三方檢驗：連接接頭對中單向拉伸抗拉強度滿足設計要求

綜上所述：承臺與立柱灌漿套筒間的連接試驗能滿足設計規范的要求。

13 總結

鳳翔路改造項目的立柱施工已圓滿完成，通過對的建安費用分析發現，使用預制拼裝方式工程造價要相對于傳統的方式的成本增加約10%左右。但如考慮環境、社會等綜合效益，則極富競爭力。

全預制化的橋梁施工工藝可以實現構件生產標準化，還能大大加快施工進度、盡可能的避免環境污染，同時現場的安全事故得到了有效的控制，是未來施工行業發展的方向。

裝配式橋梁真正實現標準化、規?；┕?，有賴于建筑材料的創新，施工工藝的創新，業界已經在探索采用高強砼、鋼骨砼取代傳統鋼筋砼實現橋梁結構的輕型化；采用智能化、自動化的預制工藝達減少施工作業人員、質量安全可控的目的。