裝配式型鋼臺座在箱梁預(yù)制中的應(yīng)用

李 愉

(1.廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001；2.南寧市筑路技術(shù)與筑路材料工程技術(shù)研究中心，廣西 南寧 530001)

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)橋梁的上構(gòu)施工工藝不斷革新，大致可分為現(xiàn)澆和預(yù)制兩大類。對于跨徑<50 m的梁橋，一般以預(yù)制為主。廣西路建工程集團(tuán)有限公司常年從事高速公路施工，在箱梁預(yù)制施工中開拓新工藝，研究鋼地臺的應(yīng)用，集成養(yǎng)護(hù)噴淋和電線，在融水至河池高速公路成功應(yīng)用，形成了一套成熟的預(yù)制箱梁裝配式養(yǎng)護(hù)噴淋一體化型鋼臺座施工工藝。

該工藝中的裝配式型鋼臺座有安拆便捷、可周轉(zhuǎn)使用、經(jīng)濟(jì)性良好等特點(diǎn)，而且維修改裝方便，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行改進(jìn)組拼，實(shí)現(xiàn)多種梁長臺座共用，節(jié)約占地面積，充分利用了臺座內(nèi)部空間，將噴淋系統(tǒng)管道、電線等合理布局在臺座內(nèi)部，使用及維修方便。施工需要時(shí)，調(diào)整反預(yù)拱度方便快捷。

該工藝已獲得實(shí)用新型專利1項(xiàng)[1]：一種橋梁箱梁預(yù)制用型鋼臺座(ZL201922108442.9)，并取得自治區(qū)級工法1項(xiàng)：預(yù)制箱梁裝配式養(yǎng)護(hù)噴淋一體化型鋼臺座施工工法(GXGF320-2020)。

現(xiàn)總結(jié)裝配式型鋼臺座在箱梁預(yù)制中的應(yīng)用，供同行參考。

1 裝配式型鋼臺座的特點(diǎn)

1.1 標(biāo)準(zhǔn)化程度高

充分利用了臺座內(nèi)部空間，可將噴淋系統(tǒng)管道、電線等合理布局在臺座內(nèi)部，使用及維修方便。結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，裝拆過程簡單，可節(jié)約施工人員及模板投入。型鋼材料為國家標(biāo)準(zhǔn)鋼材，材料來源便捷，加工簡單快捷，安裝成型的臺座外觀規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。

1.2 可周轉(zhuǎn)利用

各構(gòu)件間均為型鋼標(biāo)準(zhǔn)節(jié)構(gòu)件，臺座裝拆過程對各構(gòu)件損壞較小，各構(gòu)件拆除完成后，易于分類存放管理，并周轉(zhuǎn)重復(fù)使用，大大提高了材料周轉(zhuǎn)利用率，減少建筑垃圾的產(chǎn)生。

1.3 適用性強(qiáng)

適用于各種長度箱梁預(yù)制施工。本項(xiàng)目能夠方便地在20 m、30 m、40 m等各種箱梁長度預(yù)制臺座間相互轉(zhuǎn)換及改造。

2 工藝流程圖(圖1)

圖1 工藝流程圖

3 施工操作要點(diǎn)

3.1 臺座主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝配式型鋼箱梁預(yù)制臺座體系主要通過面板、槽鋼、工字鋼依次從上到下將箱梁荷載傳遞至混凝土基礎(chǔ)上。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)工字鋼、槽鋼作為臺座承受豎向荷載主要構(gòu)件，面板作為梁底支撐，所有的接觸面均采用焊接連接，如圖2～4所示。

(1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)工字鋼設(shè)計(jì)：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)工字鋼為32B工字鋼，每節(jié)設(shè)計(jì)長度為90 cm，由專門廠家進(jìn)行定制切割，保障切割精度。

(2)基礎(chǔ)預(yù)埋的5#角鋼及臺座使用的6.3#槽鋼，可按出廠規(guī)格(6 m/根)進(jìn)行采購，無須專門定制。每節(jié)設(shè)計(jì)長度為6 m、3 m、1.5 m，可在施工現(xiàn)場使用切割機(jī)根據(jù)需要自行切割。

(3)面板采用8 mm厚不銹鋼板，在鋼構(gòu)廠按200 cm×90 cm尺寸定制，現(xiàn)場局部需要裁切時(shí)，可根據(jù)需要進(jìn)行裁切。

圖2 裝配式型鋼箱梁預(yù)制臺座設(shè)計(jì)圖(cm)

圖3 型鋼臺座中部橫斷面設(shè)計(jì)圖(cm)

圖4 型鋼臺座端部橫斷面設(shè)計(jì)圖(cm)

3.2 基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)施工前應(yīng)先平整好場地，根據(jù)測量放樣出臺座基礎(chǔ)位置后進(jìn)行基坑開挖，基坑承載力要滿足臺座設(shè)計(jì)要求。在臺座端頭位置(即張拉后應(yīng)力集中區(qū)域)設(shè)置尺寸為2 m×3.5 m×0.8 m擴(kuò)大基礎(chǔ)，可根據(jù)基坑地質(zhì)條件情況，在擴(kuò)大基礎(chǔ)混凝土內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)。在兩端擴(kuò)大基礎(chǔ)之間反開挖30 cm基坑，整平壓實(shí)后使用C30混凝土澆筑基礎(chǔ)。見圖5。

圖5 臺座基礎(chǔ)示意圖(cm)

3.3 臺座反拱設(shè)置

澆筑完臺座基礎(chǔ)后，測量放樣，定出臺座邊緣位置。采用5#角鋼沿著臺座縱向邊緣安裝，從臺座跨中位置往兩端設(shè)置反拱(反拱值根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，以及存梁時(shí)間長短進(jìn)行計(jì)算確定)。角鋼采用植筋、焊接固定，然后澆筑C30混凝土至場地設(shè)計(jì)標(biāo)高。見圖6、圖7。

圖6 預(yù)埋角鋼示意圖(cm)

圖7 預(yù)埋角鋼反拱設(shè)置示意圖

3.4 工字鋼安裝

為保證工字鋼與基礎(chǔ)連接的穩(wěn)定性，工字鋼與基礎(chǔ)預(yù)埋的角鋼進(jìn)行焊接。中間段按中心間距100 cm布置，梁兩端間距按30 cm加密布設(shè)(注意避開吊裝孔預(yù)留位置)，采用與基礎(chǔ)頂兩側(cè)角鋼點(diǎn)焊固定，工字鋼與角鋼保持垂直，焊接時(shí)，采用電焊固定。焊接過程中要嚴(yán)格檢查工字鋼標(biāo)高、平面位置等。

3.5 縱向槽鋼安裝

兩側(cè)各采用一條槽鋼，槽鋼外緣間距按梁體設(shè)計(jì)底寬設(shè)置，中間一條設(shè)置等高槽鋼，分別與橫向工字鋼焊接固定，如圖8所示。

圖8 縱向槽鋼安裝示意圖

3.6 噴淋系統(tǒng)管道及面板安裝

完成6.3#槽鋼安裝，即可進(jìn)行噴淋系統(tǒng)管道及噴頭安裝。噴淋系統(tǒng)水管采用φ32 mmPPR熱熔管，噴頭采用加壓伸縮式旋轉(zhuǎn)噴頭。完成噴淋系統(tǒng)管道及噴頭安裝后，再鋪設(shè)8 mm厚不銹鋼面板，不銹鋼板邊緣與6.3#槽鋼邊緣電焊固定，焊點(diǎn)進(jìn)行打磨處理，如圖9、圖10所示。

圖9 噴淋系統(tǒng)管道安裝示意圖

圖10 不銹鋼面板安裝示意圖

3.7 梁底楔形塊預(yù)埋鋼板坡度調(diào)節(jié)

梁底楔形塊預(yù)留槽位置，設(shè)置坡度調(diào)節(jié)鋼板，調(diào)節(jié)梁底預(yù)埋鋼板的橫坡及縱坡。坡度調(diào)節(jié)鋼板采用900 mm×550 mm×20 mm鋼板在四角焊接調(diào)節(jié)螺母制作而成。安裝螺桿后，采用螺母及螺桿調(diào)節(jié)鋼板四個(gè)角的高程，從而使其橫坡、縱坡滿足設(shè)計(jì)要求。見圖11。

圖11 坡度調(diào)節(jié)鋼板安裝示意圖

3.8 臺座使用與維護(hù)

型鋼臺座使用起來與傳統(tǒng)混凝土臺座相比較更為方便，且易于維修、改造。箱梁預(yù)制施工要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工，箱梁模板安裝要求有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。使用過程中要定時(shí)檢查面板、槽鋼是否有脫焊、變形的現(xiàn)象，并及時(shí)補(bǔ)焊或進(jìn)行調(diào)整。

3.9 拆除臺座

臺座拆除順序應(yīng)遵守“先裝后拆、后裝先拆、由上而下”原則，采用手持小型切割機(jī)，對點(diǎn)焊焊縫進(jìn)行切割。拆除時(shí)嚴(yán)禁暴力擊打型鋼使其脫焊，應(yīng)切割焊縫后，以適當(dāng)力度敲打使其脫焊，確保其不發(fā)生變形。逐個(gè)拆除各構(gòu)件，并將拆除下來的材料分類整齊堆放置好。

4 質(zhì)量控制

每個(gè)施工點(diǎn)都應(yīng)有施工員旁站監(jiān)督管理，做好日志和各種施工原始記錄，做好安全技術(shù)交底并及時(shí)跟進(jìn)執(zhí)行情況，保證交底落實(shí)到位。

地基承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和施工方案，否則應(yīng)在做基礎(chǔ)時(shí)用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

臺座材料使用前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，焊接時(shí)，檢查角鋼與工字鋼、工字鋼與槽鋼、槽鋼與鋼板之間的焊接質(zhì)量。對焊縫不夠飽滿或焊渣多的應(yīng)清理后重新補(bǔ)焊加強(qiáng)。槽鋼、面板有變形彎曲的要調(diào)直后才能使用。

工字鋼、槽鋼焊接完成后，用油漆進(jìn)行上色，防止生銹。

臺座施工應(yīng)由專人管理，嚴(yán)格按照施工方案施工。

臺座安裝完成后，技術(shù)和施工管理人員要對支架進(jìn)行認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

臺座安裝過程中嚴(yán)格執(zhí)行每道工序，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，才進(jìn)行下道工序施工。施工過程應(yīng)及時(shí)檢查臺座標(biāo)高、平整度、焊縫情況，保證符合規(guī)范要求。若出現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)查清原因，制定調(diào)整方案，嚴(yán)禁明知存在問題仍進(jìn)行箱梁預(yù)制施工，造成不必要的返工。

5 工程應(yīng)用

融水至河池高速公路四分部2#箱梁預(yù)制場預(yù)制箱梁共376片，其中20 m箱梁216片，30 m箱梁112片，40 m箱梁48片。采用裝配式型鋼臺座進(jìn)行箱梁預(yù)制，其各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，在規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量、安全各方面取得了較好的效果，具有整體穩(wěn)定性好、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、質(zhì)量安全性能強(qiáng)等特點(diǎn)，而且加快了施工速度，提高了施工效率，應(yīng)用非常成功。

6 結(jié)語

裝配式型鋼臺座在保證預(yù)制梁施工質(zhì)量、安全、進(jìn)度的前提下，大大增強(qiáng)了箱梁預(yù)制臺座施工過程的質(zhì)量安全性能，降低了施工安全隱患風(fēng)險(xiǎn)，完成的箱梁預(yù)制臺座規(guī)范化強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化高、安全性能顯著提高，質(zhì)量安全效益明顯。

該裝配式型鋼箱梁預(yù)制臺座優(yōu)化了設(shè)計(jì)，有效節(jié)約材料和成本，可多次重復(fù)使用。與混凝土臺座對比，減少了混凝土施工及周轉(zhuǎn)過程中的損耗，具有很好的節(jié)能、環(huán)保效益。

該施工工法與國家住房城鄉(xiāng)建設(shè)部提倡采用的裝配式施工方法相符，是一種新方法、新工藝，具有穩(wěn)定性好、質(zhì)量安全性能高、標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，符合目前公路行業(yè)發(fā)展大趨勢，社會(huì)效益顯著，值得業(yè)內(nèi)同行借鑒。