市政高架橋梁橋墩立柱和蓋梁裝配式施工技術探討

馬起柱

（中鐵二十二局集團第三工程有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

橋梁上部結構預制拼裝已經是非常成熟的施工技術，橋墩立柱和蓋梁的裝配式施工技術還處于發展起步階段[1-2]。結合紹興市綠云路智慧快速路工程Ⅰ標段高架橋施工案例，對現澆承臺與預制立柱連接、預制立柱與預制蓋梁連接、預制蓋梁節段連接等關鍵技術進行探討，并對橋墩立柱和蓋梁裝配式施工過程中的精準測量定位技術展開分析，以期為今后類似工程裝配式施工提供參考。

1 工程概況

綠云路智慧快速路工程Ⅰ標段路線全長約3.62km，進行快速化改造，主線高架按城市快速路（兼顧一級公路）標準設計，地面輔路按城市主干道設計，采用高架主線+地面道路的形式。主線設計速度80km/h，匝道40km/h，地面輔路50km/h。主線采用雙向6車道規模，局部路段增設輔助車道至雙向8車道；地面輔路標準段采用雙向6車道規模。

為加快工程進度，減少對交通的影響，除特殊路段及門架墩外，該工程橋墩（見圖1）施工均采用預制拼裝工藝，即工廠預制、現場拼裝的施工工藝，立柱與承臺和蓋梁（一榀蓋梁分兩段預制，拼裝完成后通過濕接縫進行連接，然后張拉壓漿）采用全灌漿套筒連接。全線預制立柱150根，預制蓋梁81榀。

圖1 橋墩立側面示意圖

2 預制橋墩立柱和蓋梁裝配技術

2.1 預制橋墩立柱裝配技術

承臺施工時，預留立柱連接鋼筋，利用定位盤對預留鋼筋進行精準定位，將工廠預制好的相應規格立柱，采用在連接套筒內壓入100MPa高強度漿料的方式完成預制立柱與承臺的連接，如圖2所示。連接承臺與立柱的內套筒采用高強球墨鑄鐵，主筋采用螺紋鋼筋，套筒強度一般是縱向鋼筋的1.5倍以上。

圖2 橋墩立柱與承臺套筒連接示意圖

2.2 預制蓋梁裝配技術

蓋梁預制施工時，預埋與已預制完成的立柱頂端主筋相應根數、間距的灌漿套筒連接器，采用大型吊機將蓋梁吊起，使立柱預留鋼筋插入灌漿套筒連接器內，測量、調整合格后在連接器內壓入100MPa高強度的漿料，使立柱與蓋梁連接成型（見圖3）。

圖3 橋墩立柱與蓋梁套筒連接結構圖

3 預制橋墩立柱和蓋梁裝配式施工要點

3.1 施工前期的準備工作

大型設備對于場地要求較高，工程前期就要進行場地建設，除了既有路面外其他的施工區域地基要提前進行處理，承載力要滿足吊裝要求，路面結構采用鋼筋混凝土澆筑，并進行必要的養護后方可通行。機械設備使用前要經過相關部門的審批，現場進行吊裝條件確認，合格后方可進行作業。

快速拼裝要提前做好交通導改組織管理，在滿足吊裝要求的同時也要保證社會車輛通行要求，需要做好交通組織方案編制和評審工作，通過相關部門的專業審批。現場具體執行時要嚴格按照方案執行，做到快中有序，不要出現現場大型機械調轉混亂，社會車輛混行，造成安全隱患而無法順利吊裝的情況發生。

3.2 預制橋墩立柱的吊裝

立柱安裝前應對承臺拼接面的坐標、標高和平整度進行復核，其精度應符合以下規定：平面坐標及標高允許誤差為±2mm。

根據單根立柱重量選擇合適的起重吊裝機械，宜優先選擇移動方便的輪胎式起重機械。機械進場做好大型設備報備，檢查吊具是否符合要求，確保無誤后進行吊裝條件確認，合格后方可進行立柱吊裝（見圖4）。

圖4 立柱吊裝示意圖

構件進場首先進行驗收，合格后通過柱頂預留吊環采用大型吊機完成立柱由平躺到豎立狀態的翻轉，然后就位安裝。現場拼裝包括立柱初步就位、墊層坐漿、精調定位和套筒灌漿等關鍵工序。

3.3 預制蓋梁的吊裝

3.3.1 預制蓋梁臨時支架制作安裝

考慮到蓋梁搭設高度不統一，臨時支墩采用標準節拼裝組成。單支點支墩橫截面尺寸為1.5m(橫橋向)×2.0m(縱橋向)，該工程預制立柱最大長度為13.8m，按照設計要求承臺的埋深≥1.5m，則臨時支墩的最大高度為12.3m。每個支墩的節段高度組成為5m+3m+2m+1.5m+0.5+0.3m=12.3m，滿足蓋梁的最大拼裝高度要求。外側每個端頭設置四根臨時立桿，立桿規格Ф325mm×10mm，腹桿[20，HM594:302×14×23頂座承重梁，調節短管Ф219mm×10mm，調節短管與蓋梁底的間隙采用相應厚度的鋼板填充；支墩各節段之間采用法蘭連接；臨時支墩的基礎為3m×3m×0.5m的預制鋼筋混凝土結構，混凝土強度為C30，鋼筋采用HRB400，按照Φ20@150mm雙層雙向布置，澆筑前需預埋600mm×600mm×20mm的鋼板。

臨時支架制作完成后安裝在已經吊裝完成的立柱兩側設計位置（見圖5），為下一步安裝預制蓋梁做好準備。

3.3.2 預制蓋梁安裝

該項目一榀蓋梁總重約370t，考慮到運輸存在困難，整體吊裝無法實現，只有采用分段進行預制，并在梁體內預先埋設預應力管道。一榀蓋梁分成左右兩段，每榀吊裝完成后通過濕接縫進行連接，達到一定強度后進行張拉。

根據每段重量選擇合適的起重吊裝機械，宜優先選擇移動方便的輪胎式起重機械。機械進場做好大型設備報備，檢查吊具是否符合要求，確保無誤后進行吊裝條件確認，合格后方可進行蓋梁吊裝（見圖6）。

圖6 蓋梁左幅吊裝示意圖

蓋梁進場首先進行驗收，合格后通過蓋梁頂部預留吊環采用大型吊機吊至設計位置，然后就位安裝。施工順序：左幅蓋梁預拼裝→左幅立柱頂部坐漿→左幅蓋梁初步就位→精調定位→臨時支架調節筒固定→吊具脫鉤→右幅蓋梁預拼裝→右幅立柱頂部坐漿→右幅蓋梁初步就位→精調定位→臨時支架調節筒固定→吊具脫鉤→套筒灌漿→濕接縫施工→預應力張拉、壓漿、封錨→臨時支架拆除。

蓋梁位置校正通過在立柱頂面放置4個2cm厚調節墊塊，測量復核4個調節墊塊的頂面標高，確保標高滿足設計要求。若出現標高控制不到位現象，應調整墊塊厚度，通過增加或減少墊塊厚度來確保標高滿足要求。蓋梁就位后，需進行安裝施工的軸線復核。

3.4 蓋梁濕接縫的施工

3.4.1 濕接縫鋼筋連接

蓋梁濕接縫處主筋在蓋梁預制時已提前進行了預對位，兩端在模板外露預留主筋上提前設置半絲接頭。在濕接縫鋼筋安裝時，通過尺量預留主筋的間距，再按照尺寸單獨制作連接鋼筋，連接鋼筋兩端設全絲接頭，將連接鋼筋與兩端預留主筋進行對位，通過反擰套筒，將兩端主筋進行連接。箍筋等鋼筋由作業工人按照蓋梁鋼筋圖紙進行安裝。主筋焊接應保證焊接質量，焊縫長度采用單面焊，長度不低于10d,且相鄰主筋應錯開接頭位置。

3.4.2 濕接縫預應力施加

濕接縫處波紋管在蓋梁預制時已提前預留波紋管接頭，利用大一號的套管，將兩端波紋管連接成整體，并用透明膠帶將波紋管連接處纏繞緊密，確保波紋管的密封性。

在濕接縫處設置架立鋼筋，將波紋管按照設計圖紙要求進行定位，頂部預留50cm間距設置U型卡，將波紋管固定牢固，防止波紋管發生橫向、縱向移位。

蓋梁濕接縫混凝土滿足預應力鋼束張拉要求后，張拉蓋梁第一批預應力束，拆除蓋梁支架，然后吊裝上部結構，再張拉蓋梁第二批預應力鋼束。

3.4.3 濕接縫吊模施工

蓋梁全部安裝到位后，即可開始施工蓋梁中間1.5m濕接縫。蓋梁濕接縫采用吊模法施工（見圖7），在濕接縫處利用兩根雙拼I40a工字鋼搭設在蓋梁頂部，蓋梁底部同樣設置兩根型鋼。上下型鋼通過四根PSB830Φ32mm精軋螺紋鋼做吊桿進行連接，形成一個吊架平臺。

圖7 蓋梁濕接縫模板

3.4.4濕接縫混凝土施工

蓋梁濕接縫采用C55收縮補償混凝土，混凝土采用汽車泵澆筑，在澆筑混凝土之前，對模板、鋼筋、支架和預埋件進行檢查，經檢查簽證符合要求后方可澆筑。模板內雜物、積水和鋼筋上的污垢應清理干凈。

混凝土按40cm分層澆筑，全斷面連續澆筑，一次成型。施工中應控制混凝土澆筑速度，盡量減少間歇時間，提高新混凝土的抗裂強度，防止出現冷縫現象。濕接縫混凝土養護采用覆蓋土工布灑水養護，養護時間不少于7d，養護期間設專人負責。

4 裝配式施工過程精準測量定位技術

橋梁裝配式施工采用組合連接施工工藝，結構構件采用工廠定型預制，結構尺寸能夠得到有效保證，從而現澆和預制構件連接部位的精度控制及預制構件之間安裝精度控制是施工過程中的關鍵技術，橋墩立柱和承臺的連接定位、橋墩立柱自身的垂直度控制及蓋梁的安裝精度是重中之重。

4.1 橋墩立柱預埋筋定位

承臺施工時的立柱預埋筋位置精度保證是后續所有構件安裝的基礎，采用定位盤進行鋼筋定位是必要的工序（見圖8）。定位盤根據各個立柱預埋筋型號和間距在廠家加工完成后運到現場使用，定位盤套筒與預埋鋼筋的間隙保證在±2mm范圍內，并應具有足夠的強度和穩定性，以防止施工過程中產生變形，造成定位誤差。承臺施工前需要對定位盤的四個角點高程和平面位置利用水準儀和全站儀進行精準測量定位，高程誤差控制在±2mm，平面位置誤差控制在±1mm，從而保證預埋筋的位置準確（見圖9），滿足后續墩柱吊裝質量要求。

圖8 墩柱預埋筋定位盤安裝圖

圖9 墩柱預埋筋安裝圖

4.2 雙立柱平面位置控制

在澆筑完成后的承臺頂面精確放樣出每個立柱角點，放樣時需根據墩號不同，立柱尺寸不一結合現場實際情況對角點平行擴大10~20cm，在承臺上放樣出每個立柱角點。根據放樣出角點在承臺上依次彈出縱軸、橫軸墨線并加以復核，以此為立柱吊裝時垂直度控制的基線，立柱吊裝時底部軸線應與基線重合。

4.3 橋墩立柱垂直度控制

對于采用定位盤進行立柱預埋鋼筋施工的結構，預埋鋼筋平面位置能夠滿足裝配式施工精度要求。立柱安裝的質量控制點關鍵在于立柱的垂直度控制，出現較大偏差時會影響后期預制蓋梁的裝配施工，造成蓋梁鋼筋無法對接，對接間隙過大或者過小，套筒安裝困難等影響蓋梁施工質量的問題發生。

立柱安裝時要提前利用墨斗對墩身的X和Y側豎向中心線進行彈線，做好垂直度控制基線。立柱吊裝前先安裝調節牛腿（每側安裝2個），吊裝就位后調節牛腿支撐在8臺液壓千斤頂上，通過千斤頂來校正立柱的垂直度。立柱進行初步調整后，在墩身的兩側架設經緯儀或者全站儀以承臺頂部控制基線為準，從立柱的中心線根部向頂部進行掃測，以中心線根部為準，上下偏差控制在±1mm范圍內，及時進行定位，定位過程中要跟測2次，并在最終定位完成后進行最后的掃側確認，防止定位完成后出現沉降影響垂直度。

4.4 蓋梁安裝精度控制

蓋梁吊裝時要分別控制水平及中線，通過全站儀控制水平，激光垂準儀控制中線。

在蓋梁吊裝前，首先進行現場放樣，主要放出蓋梁左右兩側設計中線位置。便于蓋梁吊裝時架設垂準儀向上投點。

蓋梁運抵現場，在蓋梁A、蓋梁B的尾端端部下面分中彈出結構中心墨線。在蓋梁A的左右端頭分別粘貼反射片，保證2個反射片在設計蓋梁的同一水平線上。吊裝時，使用全站儀進行三角高程測量，通過全站儀觀測提前粘貼好的反射片測得高程數據調整蓋梁的水平。架設并整平垂準儀在地面上放樣出的中線點位處，通過投影到蓋梁尾端端部下面的激光點糾正蓋梁中線偏差。蓋梁B同蓋梁A的操作，確認無誤后完成蓋梁吊裝。

5 結束語

綜上所述，橋梁裝配式施工具有快速施工、質量保證率高、機械化程度高等優勢，可以有效減少交通壓力，減少現場人工投入，縮短工期，但必須嚴控施工技術要點和流程。本文以紹興市綠云路智慧快速路工程Ⅰ標段高架橋施工為例，對市政高架橋橋墩立柱和蓋梁裝配式施工技術進行探討。明確了現澆承臺與預制立柱連接、預制立柱與預制蓋梁連接、預制蓋梁節段連接等關鍵技術的施工要點，并闡述了橋墩立柱和蓋梁裝配式施工過程中的精準測量定位技術。其經驗值得在類似工程中借鑒。