短線法節(jié)段梁預制和架設施工質量控制技術研究

王曉磊

(中鐵三局集團廣東建設工程有限公司， 廣州 510630)

1 節(jié)段梁預制和架設施工工藝

某高架橋工程結構型式為節(jié)段拼裝連續(xù)剛構，預制施工采用短線法施工工藝，架設施工采用“先簡支后連續(xù)”的節(jié)段拼裝施工工藝，是一種國內前所未有的創(chuàng)新設計，技術難度高，且國內目前沒有成熟的施工經驗可供借鑒。

本高架橋結構型式多變，孔跨類型多，箱內有多種施工齒塊，底板也設計有多種臨時張拉齒塊，預制時每節(jié)段都不相同，施工工藝復雜多變，鋼筋奇形怪狀，管道數量多變，腹板設計大角度薄壁結構，預制施工難度大，質量控制難度大[1]。架設在國道G105中間施工，節(jié)段拼裝架設施工條件復雜，施工場地局限性大，安全風險高，且施工工序繁多，施工周期長，交叉作業(yè)多，架設施工難度大，安全質量控制點多。因此，需對預制和架設施工質量控制關鍵技術進行研究。

短線法節(jié)段梁預制和架設施工工藝流程如圖1、圖2所示。

圖1 節(jié)段梁預制施工工藝流程圖

圖2 節(jié)段拼裝架設施工工藝流程圖

2 質量控制關鍵技術研究

2.1 測量質量控制關鍵技術

2.1.1 測量儀器的選用

測量系統(tǒng)由測量塔、固定端模組成。測量塔基礎應無沉降，測量塔柱采用混凝土灌注，隔熱材料包裹避免熱脹冷縮，設置測量棚保證測量環(huán)境溫度一致，并定期對測量塔進行校核。

測量儀器采用萊卡TS15A全站儀，精度1 s。儀器均定期自校和送計量局校準。由第三方專業(yè)公司建立數據庫，保證數據的正確性。測量數據和放樣數據采用GeomPro軟件進行數據處理，軟件自帶糾偏功能。

2.1.2 測量精度控制

(1)編制合理的測量方案。

(2)測量作業(yè)由專業(yè)的測量組執(zhí)行，采用復測制度，記錄采用互檢制度。

(3)每次測量均對固定端模基準點進行校對，校對無誤后方可測量。

(4)測量儀器采用萊卡TS15A全站儀，在超出測量精度要求的氣息條件下，儀器會自動報警并自動停止工作[2]。

(5)避免在6級以上大風天氣進行測量作業(yè)。

(6)避免在高溫時段進行測量作業(yè)。

(7)若測量過程存在誤差，則將誤差需均勻分布到各節(jié)段梁上。

2.2 混凝土澆筑施工質量控制技術

2.2.1 研究思路

混凝土澆筑施工質量控制的研究思路為：發(fā)現問題—分析原因—采取措施—施工檢驗。重復以上過程直至問題得以解決。分析原因和采取措施時采用逐條排除法，明確解決方向，逐步解決問題。

2.2.2 混凝土澆筑施工質量控制關鍵技術

(1)混凝土配合比選取

根據施工條件和施工環(huán)境，配制滿足設計和規(guī)范要求的理論配合比，并結合現場施工性能要求，做到因地制宜。

(2)混凝土拌制、運輸、檢測控制

①根據混凝土的供應方式，制定相應的施工性能控制。

②根據運輸距離、施工季節(jié)等條件，制定混凝土的出機和到場施工性能，根據現場實際情況總結施工經驗，確定適合現場的實際施工性能控制參數。

(3)混凝土澆筑施工工藝

①混凝土澆筑選擇“水平分層，斜向分段”的澆筑工藝。

②根據現場施工結構，選擇實際澆筑分層厚度，確定澆筑的方量。

③選擇“插入式振搗為主，高頻振動器輔助”的振搗方式，振搗時間根據現場實際情況確定。

④澆筑用的工裝做好計量標記，保證計量準確。

⑤混凝土收面采用“二次收面”施工。

⑥混凝土橋面及時進行蓄水養(yǎng)護。

⑦留置符合設計和規(guī)范要求的混凝土試件。

(4)臨時張拉臺混凝土澆筑質量控制技術

①按照臨時張拉臺型號，加工組裝簡便的定型鋼模板，鋼模板預留成孔管孔洞，直徑較設計直徑大5～10 mm，采用對稱螺桿固定[3]。

②澆筑前必須對澆筑范圍內的混凝土進行鑿毛處理。

③模板的中心線必須與梁體中心線重合。

④采用定位裝置確保臨時張拉臺預留孔位置準確，且保證預留鋼筋處于中間位置。

⑤混凝土澆筑采用插入式振搗棒進行振搗，振搗時間和振搗點位結合實際制定。

⑥混凝土須與待澆梁一同澆筑。

⑦澆筑前對預留鋼筋位置進行核對，位置過偏時必須進行處理。

2.3 預應力工程施工質量控制技術

2.3.1 研究思路

預應力工程施工質量控制技術的研究思路為：根據施工條件制定可行的施工方案，施工后根據發(fā)現問題改進施工方案，進行施工實踐，再結合現場作業(yè)隊的經驗和建議，重復改進和實踐過程，逐步完善施工工藝，直至達到施工操作簡單、質量可控、高效作業(yè)的水平[4]。

2.3.2 設計預應力孔道成孔方案

波紋管用雙“#”形定位鋼筋固定(定位鋼筋間距直線段為80 cm，曲線段及底板束為50 cm)，在鋼束豎彎、平彎的曲線段及底板鋼束沿梁底曲線布置段設置防崩鋼筋，防崩鋼筋采用“U”形定位鋼筋，間距 0.1 m，開口朝向曲線凸側。頂板及腹板懸拼束錨墊板通過錨槽盒用螺栓直接固定在固定端模上，擰緊螺栓防止漏漿。

2.3.3 優(yōu)化后的預應力孔道成孔方案

(1)波紋管鋼筋骨架綁扎定位

波紋管用雙“#”形定位鋼筋固定(定位鋼筋間距直線段為50 cm，曲線段及底板束為30 cm)，在鋼束豎彎、平彎的曲線段及底板鋼束沿梁底曲線布置段設置防崩鋼筋，防崩鋼筋采用“U”形定位鋼筋，間距 0.1 m，開口朝向曲線凸側。波紋管定位后，預應力波紋管在吊裝前填充比管徑小5 mm的硬PVC管，橫向預應力管道固定端預留排氣管。

(2)波紋管與端模定位

①與固定端模定位

在固定端模上，采用硬質尼龍楔形塞(堵頭)定位，堵頭直徑比管徑小2～5 mm，堵頭長度15～20 cm，穿入波紋管頭5 cm。固定時需將固定螺栓擰緊，使堵頭端面與固定端模間無縫隙。

②在匹配面處，采用堵頭將待澆梁段波紋管與相應位置匹配梁波紋管“連接”，堵頭采用中間粗，兩頭小的楔形結構，長30 cm，直徑比波紋管內徑小2～5 mm，兩頭各5 cm。在待澆筑梁波紋管上安裝內徑和設計波紋管外徑相同的套管，套管長 10 cm，待堵頭安裝完成后，旋轉與匹配梁密合，用膠袋進行封堵，并設“U”卡固定，防止波紋管端部在混凝土澆筑過程中移位和砂漿進入管道。

③頂板及腹板懸拼束錨墊板通過錨槽盒用螺栓直接固定在固定端模上，錨槽盒與固定端模間設止?jié){條，并擰緊螺栓防止漏漿。

2.3.4 預應力孔道成型質量保證技術

采用預應力孔道定位裝置，保證了預應力波紋管管口與模板和匹配梁的有效固定；采用預應力管道套管技術，封閉了預應力波紋管與端模的預留空隙，保證混凝土不進入管道；采用內襯管裝置，保證預應力塑料波紋管不會整體變形和局部凹陷。該施工技術操作簡單，工裝可重復利用，施工效率高、質量優(yōu)、節(jié)能環(huán)保。

(1)根據現場施工實際需要，優(yōu)化設計定位鋼筋的間距和形式，保證鋼筋骨架上孔道定位的準確和牢固。

(2)采用硬質厚壁的PVC圓管作為填充管，填充管外徑比預應力管道內徑小3 mm,既可避免振搗棒和鋼筋擠壓引起管道變形量超標，也可避免管道破裂引起漿體封堵管道，保證管道成孔質量。

(3)采用專門設計的定位管道堵頭，堵頭外徑比管道內徑小2 mm，長度適中，保證了管道口與模板和匹配梁管道口的對接，既可保證定位牢固準確，也可保證相鄰節(jié)段孔道的對接質量。

2.4 節(jié)段梁涂膠施工質量控制技術

2.4.1 環(huán)氧樹脂膠的選用和拌制

節(jié)段梁拼接用膠采用專用K-801結構膠，膠由A組分和B組分組成，重量比為3∶1，即9 kg∶3 kg。使用時，將B組分倒入A組分的桶中，利用手持式攪拌設備將兩種組分充分攪拌至顏色均勻即可開始涂膠，攪拌時間約30 s，并做到隨拌隨用。環(huán)氧樹脂膠選用時，還應根據不同地區(qū)和不同施工季節(jié)選用對應的產品，保證施工性能。

2.4.2 孔道膠圈的設計

為避免環(huán)氧樹脂膠在擠壓過程中進入預應力管道，在每個預應力管道周邊設置1個密封膠圈。密封膠圈既要滿足密封要求，又不能對拼縫質量造成影響，孔道密封膠圈的設計要點如下：

(1)膠圈厚度為3～5 mm，膠圈內徑比孔道直徑大20 mm，膠圈環(huán)寬度為5～8 mm。

(2)密封膠圈一面帶膠，并帶有保護紙，使用時撕開保護紙，直接黏貼到梁面，方便快捷。

2.5 臨時張拉施工質量控制技術

(1)臨時張拉準備

根據設計施工圖紙要求，頂板臨時張拉需加工臨時張拉鋼齒塊，作為臨時預應力與梁體的傳力裝置，同時需根據設計位置配置各種型號規(guī)格的精軋螺紋鋼、精軋螺母、精軋螺紋鋼接駁器等連接構件[5-7]。根據設計臨時張拉力的要求，還需配置4套60 t穿心千斤頂，保證預應力頂板4束張拉束，底板2束張拉束可對稱均勻張拉。

(2)臨時張拉施工技術

臨時預應力張拉按照施工順序從一端向另一端逐節(jié)施工，施工步驟如下：

①在拼接膠涂抹完成后，用天車慢慢移動梁調整位置，待剪力鍵對好位置后，移動天車把拼縫減小到 3～5 mm。

②在頂板和底板臨時張拉臺預留孔內穿入精扎螺紋鋼，在固定端加鋼墊板，用精扎螺母把固定端固定。

③在張拉端穿進鋼墊板后，把固定精扎螺母擰到位。

④安裝千斤頂過渡套和千斤頂。

⑤施加預應力，張拉力為設計張拉力。

⑥擰緊固定端螺母，千斤頂卸載。

⑦張拉端梁段轉換懸掛體系。

循環(huán)上述步驟，直至最后一節(jié)段梁完成(最后一節(jié)梁不需懸掛體系轉換)。

(3)臨時張拉施工技術要求

①臨時張拉開始前必須檢查千斤頂和張拉油泵的工作狀態(tài)和鑒定狀態(tài)，油表和頂必須配套使用。

②必須先檢查固定端精扎螺母是否連接到位，固定端連接合格后方可開始張拉。

③檢查連接精扎螺紋鋼與預留孔是否處于同一直線上，若出現精扎螺紋鋼與預留孔道擠壓情況，需處理好后再進行施工。

④在張拉作業(yè)前，必須檢查頂板臨時張拉齒坎的固定是否牢固。

⑤施工前檢查所用工具是否齊全。

⑥起始張拉塊要保證距離支腿位置 1 400 mm,且保證另一端張拉有位置。

⑦臨時張拉前先用天車把相鄰梁塊上、下、左、右對齊再開始對稱張拉作業(yè)。

⑧在拼裝過程中，梁塊與架橋機主梁應平行前進，變化范圍不得大于5 mm,以保證全部節(jié)段能拼裝完成為準。梁底高于墩頂塊200 mm，保證能安裝底板張拉束的千斤頂即可，不宜過高，避免冒頂風險。

⑨臨時張拉作業(yè)施工時，張拉作業(yè)的施工應力必須以技術人員下發(fā)的油表讀數表為準，且必須在有技術人員在場的情況下施工。

⑩頂板臨時張拉齒坎必須固定牢固，且底面保持水平。

3 結束語

本文以某高架橋項目為依托，研究了節(jié)段梁預制和架設施工質量控制技術，主要對測量、混凝土澆筑、預應力工程、節(jié)段梁涂膠、臨時預應力幾個關鍵工序進行研究，在實際施工中取得了良好的成效，可為今后類似工程的施工提供參考。