城市橋梁大蓋梁節段拼裝施工技術

趙穎超 寧英杰 李清云 黃祎涵 李佳琪 李 程

（1.浙江交工集團股份有限公司，浙江 杭州 310000；2.紹興市城投建筑工業化制造有限公司，浙江 紹興 312000；3. 長安大學，陜西 西安 710000）

0 引言

在城市跨線橋和高架橋的建設中，蓋梁施工采用傳統現澆方式，嚴重干擾交通秩序且施工周期長，影響周邊環境。相較之下，預制裝配式蓋梁具有施工速度快，對交通干擾小，環境污染少，可實現資源合理利用等優點[1]，在城市橋梁建設中得到了越來越廣泛的應用。

橋梁預制裝配的概念首先在國外被提出且應用得很早，像美國德克薩斯Corpus Christi JFK橋（1971年）、北卡羅萊納州萊茵海灣Linn Cove高架橋（1978年）、奧斯汀183公路橋等橋梁都是采用了預制裝配式進行施工建造[2-3]。

在我國預制裝配橋梁發展的初期，是以主梁和橋面板的預制安裝為主。隨著預制裝配施工技術的發展，在橋梁下部結構中也逐漸得到了應用。2012年，在S6公路中進行了橋墩和蓋梁的預制拼裝，這是橋梁下部結構預制拼裝技術在國內的首次應用。

在城市高架和跨線橋梁的建設中，蓋梁的尺寸往往很大，為減小吊裝重量，通常需要分段預制拼裝，其節段連接的可靠性就成為蓋梁施工中關鍵控制點。該文以實際工程為背景，針對大質量蓋梁節段拼裝的干接和濕接工藝，介紹了其施工步驟和技術要點，為市政橋梁工程的預制裝配施工提供了參考。

1 預制蓋梁概況

背景工程蓋梁節段質量均大于200t，對吊裝和拼接要求很高，主要采用了濕接工藝，根據不同的支撐形式又分為臨時墩拼裝和鋼扁擔梁拼裝兩種。蓋梁外側懸臂段采用干接法施工。因此，在一些大型蓋梁中會同時采用兩種拼裝工藝，如圖1所示。典型蓋梁特征和拼裝方法列于表1中。

圖1 干濕結合拼接蓋梁

表1 典型蓋梁及節段拼接工藝

2 蓋梁節段連接工藝

2.1 干接拼裝

蓋梁的懸臂段采用干接法施工，通過預應力進行節段連接，避免了現場混凝土澆筑和臨時墩的架設，具有施工速度快，拼裝靈活等優點。但蓋梁節段拼裝過程中線形控制以及精軋螺紋鋼臨時錨固和預應力鋼束張拉順序均對干接效果產生影響[4]。因此，該文提出了干接拼裝的主要施工步驟及施工要點如下。

2.1.1 蓋梁節段吊起姿態及平衡性檢驗

在干接法中，需保證蓋梁節段在起吊后其拼接面與已有蓋梁節段間具有較好的貼合性，較大的角度沖突不利于拼接安裝。在準備階段應首先進行蓋梁節段試吊，以檢驗其整體平衡性能。當節段出現較大傾斜時，應對吊點位置予以修正，如圖2所示。

圖2 蓋梁節段吊裝姿態檢查

2.1.2 拼接面黏結劑涂抹

蓋梁拼接面處采用環氧砂漿作為黏結劑。涂抹前需對拼接面及孔道進行清理，祛除雜物和灰塵。涂抹時構件邊緣或倒角位置不得遺漏。為避免在拼裝過程中黏結劑進入孔道，在涂抹時黏結劑應與孔道外沿保持約3cm距離且黏結劑應涂抹平整，厚度約為2.5mm，如圖3。

圖3 拼接面環氧砂漿涂抹作業

黏結劑涂抹時應嚴格控制環境濕度，須在晴天或大氣干燥時進行，并對拼接面的水分進行吹干處理。在黏結劑涂抹完成后，應迅速進行拼裝作業，溫度較高時拼裝時間不得超過40分鐘，氣溫適中或較低時不宜超過90分鐘。

2.1.3 分段蓋梁吊裝及臨時預應力束安裝

在蓋梁節段吊裝后，對其姿態和線形進行微調，減小拼接面錯臺，保證孔道對穿；在脊骨梁頂部和蓋梁兩側分別設置兩道精軋螺紋鋼作為蓋梁對接的臨時預應力筋；在精軋螺紋鋼對穿完畢后將其兩端鎖死，完成蓋梁節段的初步固定。此時，履帶吊仍保持初始受力狀態，其中圖4為臨時預應力筋安裝示意圖。

圖4 臨時預應力筋安裝

2.1.4 臨時預應力張拉

在每根精軋螺紋鋼上安裝千斤頂進行臨時預應力張拉。在張拉過程中，履帶吊愛步卸力。其張拉程序如下：1）對各精軋螺紋鋼施加初張拉力200kN，依靠剪力槽口促使拼接面錯臺貼合。2）將蓋梁兩側螺紋鋼張拉至設計值，并將脊骨梁頂部兩根螺紋鋼張拉至400kN。3）將履帶吊受力卸載至蓋梁自重的一半，并對脊骨梁頂部螺紋鋼進行二次張拉至控制力的70%。4）將履帶吊二次卸力至1/4蓋梁自重，卸力到位后將脊骨梁頂部2根螺紋鋼同時張拉至85%左右控制力。5）履帶吊完全卸載，脊骨梁頂部螺紋鋼張拉到位，并對蓋梁兩側螺紋鋼進行補張拉。圖5為脊骨梁頂面臨時預應力連接完成圖，圖6 為蓋梁兩側臨時預應力連接完成圖。

圖5 脊骨梁頂面臨時預應力連接完成

圖6 蓋梁兩側臨時預應力連接完成

在臨時預應力張拉過程中，要不斷觀察黏結劑和接縫情況，若存在縫隙不均勻，擠出黏結劑量不均勻，錯臺程度不均勻等情況，應適微調對應側的螺紋鋼張拉力，保證精準對接。

2.1.5 張拉永久預應力束

在蓋梁節段拼裝24小時后進行永久束鋼絞線穿束，并張拉至設計值。

2.2 濕接拼裝

2.2.1 蓋梁節段就位

在現有實際工程中，預制蓋梁濕接工藝中的臨時支撐平臺對結構的受力分析起到至關重要的作用，同時也是濕接法進行的基礎保障[5]。采用濕接法要求蓋梁節段在拼接面處可得到有效支撐，并提供穩固的施工平臺。該工程中蓋梁節段固定形式的有臨時墩和鋼扁擔梁兩種方法。

2.2.1.1 臨時墩

臨時墩支撐承載力大，適用于大質量蓋梁節段的安裝。其樁基的直徑、壁厚及入土深度等設計參數需根據蓋梁節段重量和地質勘察報告計算。樁位的平面坐標應根據濕接頭位置、蓋梁投影線確定。

架設臨時墩需嚴格控制鋼管的垂直度，并在鋼管中部設置橫撐向連接桿和法蘭拉桿斜向連接，以增強結構整體穩定性。墩頂橫梁采用雙拼H70型鋼，并在墩頂腹板處焊接加勁肋以增強橫梁承載力和穩定性。在橫梁上設置厚度不小于8cm的砂箱。安裝完成的臨時墩，如圖7所示。

圖7 臨時墩支撐

2.2.1.2 鋼扁擔梁法

鋼扁擔支撐技術是一種超大質量蓋梁的分段拼裝的工藝[6]。節段質量較小的蓋梁可采用三段式分節拼裝，即左、右端小蓋梁按照常規工藝拼裝完成后，中間大蓋梁段采用鋼扁擔進行吊裝，以左右蓋梁為臨時支撐點固定。如圖8所示。

圖8 鋼扁擔梁法示意圖

在鋼扁擔吊裝前，先在兩側小蓋梁上放置臨時支座，支座分前后支座，前支座為鋼扁擔臨時支撐點，后支座為標高調整支座。

鋼扁擔與蓋梁節段通過4根?40mm精軋螺紋鋼進行連接，連接點距濕接端頭30cm，利用雙螺帽固定。為精確地實現蓋梁節段的標高控制，在安裝鋼扁擔梁時，按照臨時支座高度、調節千斤頂行程、蓋梁橫坡，計算出連接點處鋼扁擔與蓋梁頂距離。

鋼扁擔拼裝完成后，利用履帶吊將鋼扁擔和蓋梁整體勻速吊起，置于臨時支座上。通過千斤頂進行標高微調，完成蓋梁節段的吊裝就位，如圖9所示。

圖9 鋼扁擔梁吊裝

2.2.2 濕接縫澆筑

在蓋梁節段安裝到位后，就可進行濕接縫施工，主要包括施工平臺及模板的搭設，構件連接和混凝土澆筑三個步驟。

現場采用?25mm的精軋螺紋鋼對拉雙拼30#槽鋼作為施工平臺，螺紋鋼錨固于蓋梁節段兩端約1.2m處的預留孔內，然后依次鋪設20#槽鋼、木方和木模板。側模采用在蓋梁兩側預埋直徑20mm的鍍鋅內螺絲，間距60cm，然后固定木模，鋼管及雙拼槽鋼。

濕接段預應力波紋管的連接采用法蘭盤加鋼管的形式。法蘭盤在吊裝前通過膨脹螺絲預先安裝蓋梁上，待蓋梁節段就位后測量濕接段長度，按實測距離進行鋼管下料并現場焊接。連接鋼管要求內徑不小于波紋管內徑且焊接密實不漏漿。

濕接縫混凝土均采用采用C80高性能混凝土，自下往上依次完成蓋梁和脊骨梁的澆筑。待混凝土強度要求后，嚴格按照設計要求進行預應力張拉。

3 結語

大質量蓋梁節段預制拼裝能加快施工速度，最大限度地減少對周邊環境的影響，特別適合在城市高架和跨線橋的建設中應用。該文結合實際工程，介紹了大質量蓋梁節段預制拼裝的施工工藝和技術要點。該工程所涉及的蓋梁形式多樣，采用了干接法和濕接法兩種拼接工藝，同時還應用了臨時墩和鋼扁擔梁兩種支撐手段，多種施工方法的成功應用為同類預制拼裝蓋梁的施工積累了經驗。