城市橋梁預制拼裝快速化施工關鍵技術

金國海

（杭州地方鐵路發展有限公司，浙江 杭州 310000）

1 概述

莫干山路提升改造（石祥路—繞城北線104 國道收費站）工程是杭州市城市快速路網“四縱五橫三連十一延伸”總體規劃中的重要“一連”。本項目南起現狀留石快速路T 型立交，北至繞城北線104國道收費站，規劃設計為高架快速路+城市主干道形式[1]，全長約5 500 m。下部結構采用立柱+蓋梁形式，立柱最大截面3 m×1.8 m，最大重量165 t；一體式標準蓋梁橫向長度24.2 m，重量達到275 t，如圖1。

圖1 立柱蓋梁標準斷面圖（單位:cm）

2 主要施工方法及原理

2.1 立柱、蓋梁預制

立柱、蓋梁鋼筋均采用胎架制安。立柱胎架底端部設控制底座板，頂口設主筋定位板，臺座定位底座采用H200×200×8×12 型鋼組焊，如圖2；蓋梁胎架由型鋼和鋼板結構組成，頂部設置橫桿，作為蓋梁頂部主筋的挑梁，橫桿上按照蓋梁主筋間距開設凹槽，主筋安裝按照凹槽位置進行擺放，如圖3；同步安裝蓋梁與墩柱連接處灌漿金屬波紋管。

圖2 立柱鋼筋制安

圖3 蓋梁鋼筋制安

立柱、蓋梁均采用鋼板加型鋼骨架組合鋼模板。立柱面板采用8 mm 普通鋼板與2 mm 不銹鋼板復合鋼板；蓋梁面板采用8 mm 的普通鋼板。

立柱、蓋梁均采用臺座梁場預制[2]。立柱模板和立柱鋼筋籠采用臥拼式一體化組裝，通過翻轉架翻身，整體吊運至澆筑臺座固定后進行混凝土澆筑；蓋梁鋼筋、灌漿套筒、灌漿波紋管、預埋件等安裝完成、模板檢查合格后進行混凝土澆筑，如圖4。

圖4 立柱混凝土澆筑

2.2 立柱、蓋梁運輸

莫干山一體式標準蓋梁重量達275 t，大型超重構件采用特制18 軸液壓平板車運輸，18 軸液壓平板車可根據蓋梁重量，通過懸掛和專項液壓系統，液壓提升貨臺，均衡載重軸數，平均分配每軸重量小于20 t，可確保蓋梁運輸及市政道路、橋梁施工安全。預制立柱專用9 軸運輸車運輸到現場，如圖5。

圖5 大型構件運輸

2.3 立柱、蓋梁吊裝

立柱、蓋梁采用260～650 t 大型履帶吊或汽車吊進行吊裝[3]。立柱頂設置2 個吊點，每個吊點采用4根φ15.20 mm 鋼絞線，鋼絞線端部按P 錨進行設置，埋設深度0.9 m，外露0.15 m，吊機起吊立柱后，先采用坐漿料坐漿，后對灌漿套筒進行灌漿，完成立柱安裝；蓋梁頂設置4 個吊點，每個吊點采用4 根φ15.20 mm 鋼絞線，鋼絞線端部按P 錨進行設置，埋設深度0.9 m，外露0.3 m，先采用2 臺吊機雙機抬吊至立柱頂部坐漿，如圖6，后對金屬波紋管灌漿，完成蓋梁安裝。

圖6 蓋梁吊裝

2.4 多節段蓋梁預制及安裝

門式多節段蓋梁長44.2 m，見圖7，采用臺座長線法預制。大型吊機將邊節段蓋梁吊至牛腿與邊墩支座，見圖8，通過導向板使邊節段與基準節段牛腿及邊墩支座頂楔形鋼板貼合，調整蓋梁頂面和側面的精軋螺紋，同時施加臨時預應力，擠壓膠結縫粘接劑，最后對預應力孔道進行壓漿和封錨，完成蓋梁安裝。

圖7 蓋梁標準斷面圖（單位：cm）

圖8 蓋梁邊節段安裝

3 技術創新

3.1 預制立柱快速精確安裝技術

預制立柱采用吊機快速吊裝至墩位處，利用座漿擋板導向框完成安裝初對位，匹配8 個反力座快速調節垂直度，絲桿頂推調節平面位置，如圖9，自鎖式千斤頂確保垂直度滿足要求，施工精度高，安裝速度快。從立柱起吊、坐漿、下落，30 min 內即可完成精調到位，較立柱常規模板支架法（約10 d）施工大大縮短了工期，且安裝精度高，施工速度快，質量有保證。

圖9 立柱安裝

3.2 雙立柱一體化蓋梁精確定位技術

立柱鋼筋預埋利用標準定位架進行卡控，如圖10，預埋鋼筋定位精度±2 mm，確保預埋鋼筋定位框架相對位置關系準確。標準定位架采用性能優良的成套模板和定位工裝系統，其中定位工裝系統包含承臺定位框、灌漿套筒定位框架、立柱定位框架、金屬波紋管定位框架，工裝定位系統五位一體，保證相對應孔軸線對齊，確保預制精度控制。

圖10 立柱預埋鋼筋定位架

3.3 超長、超重蓋梁快速安裝技術

莫干山項目一體式預制蓋梁單節段最長24.2 m，單節最重275 t，為國內最長及最重的預制蓋梁。蓋梁采用大型履帶吊雙機抬吊，四角對拉倒鏈縱橫向高精度快速調整，安裝精度控制±2 mm。因采用工裝設備卡控技術，蓋梁孔位與立柱預埋鋼筋偏差相對較小，從蓋梁起吊、坐漿、下落，30 min 內即可完成精調到位，較蓋梁常規支架法（約15 d）施工，安裝精度高，施工速度快，減少了支架對交通影響，大大縮短了工期。

3.4 長大多節段蓋梁預制及干接精確安裝技術

常規蓋梁對接施工采用濕接縫，本項目蓋梁接頭為多節段干結蓋梁預制端模匹配技術，采用項目發明的分段蓋梁干結安裝施工方法及系統，即基準節段和邊節段匹配面均勻涂抹2～3 mm 環氧樹脂，利用蓋梁自重擠壓密實上下匹配面環氧樹脂，安裝穿心千斤頂對拉，擠壓力控制在0.2 MPa，使蓋梁頂底部匹配面均擠壓密實，有效的保證了干結的施工質量，技術先進。且44.2 m 的長度打破了國內預制蓋梁最長、最重記錄，大大增加了蓋梁的可拼裝長度，增加了預制蓋梁的適用范圍。

3.5 套筒灌漿質量保證技術

為保證立柱灌漿質量，立柱設置下止漿閥、上L型PPR 彎管，如圖11，灌漿選用高強無收縮灌漿料（C100），強度達到100 MPa。通過上L 型PPR 彎管灌漿料呈圓股狀漿液，且持續出漿大于等于2 s 后停止灌漿。

圖11 立柱灌漿

孔道預埋應變片，引線出L 型PPR 彎管，經過儀器應變檢測，壓漿飽滿度合格率達到100%。通過該方法檢測，解決了預制立柱灌漿只能通過經驗觀察出漿法而確定質量，無法通過檢測灌漿飽滿度的難題，且該操作輕便、快捷，有效保證了灌漿質量。

圖12 立柱灌漿應變檢測

3.6 吊具設計及軟吊帶使用技術

針對蓋梁重量大、長度長，吊點間距小的特點，項目設計了蓋梁吊具，增大了吊點間距，有利于蓋梁吊裝定位調整；同時吊裝采用了軟吊帶,其具有輕便、易拆卸的優點，同時克服了粗鋼絲繩不利于精度微調的弱點。

4 結語

莫干山路提升改造（石祥路—繞城北線104 國道收費站）工程橋梁預制拼裝施工技術對橋梁構件進行標準化、機械化、模塊化、精細化管理，作業時交通壓力小、安全系數高，施工速度快[4]、整體進度可控、質量有保證[5]。通過采用預制立柱快速精確安裝、雙立柱一體化蓋梁精確定位、超長超重蓋梁快速安裝、長大多節段蓋梁預制及干接精確安裝、套筒灌漿質量保證、多輪18 軸液壓均衡平板車運輸、機械化集中吊裝、吊具設計及軟吊帶使用等方法，大大提高了城市橋梁施工效率，可實現在復雜交通環境下城市橋梁綠色、快速化施工，將對交通、人文、環境的影響降至最低，在城市橋梁施工技術中具有廣泛應用前景[6]。