公路橋梁裝配式墩柱、蓋梁施工技術

1 引言

在社會經濟迅速發展的背景下，城市面臨的交通壓力也越來越大。 為了良好地緩解城市交通壓力，橋梁建設數量越來越多。 傳統的路橋施工方式采用現場混凝土澆筑技術，由于其施工過程不僅噪聲污染大、工期長，而且在人力物力方面浪費比較嚴重，所以，越來越難以滿足現代化城市路橋建設的發展需求[1]。 因此，預制拼裝技術在橋梁中有廣泛的應用，不僅能在確保橋梁建設質量的基礎上，降低現場混凝土澆筑施工質量控制的復雜程度，提高施工效率和質量，還能使得公路橋梁更加環保、耐久、安全。以上海S3 公路工程為背景，通過預制施工技術關鍵點控制[2-3]，進行灌漿套筒、灌漿波紋管連接檢驗和坐漿、灌漿工藝優化措施保證構件連接和預制構件連接關鍵技術研究。 最后，研究合理的構件精準定位拼裝技術進行吊裝、運輸和拼裝施工，形成裝配式橋梁墩柱、蓋梁預制拼裝施工技術。

2 工程概況

上海S3 公路本期工程北起先期段周鄧公路跳水臺，以高架形式向南延伸至兩港大道，全長約為26.6 km。 該項目主線樁號K27+912.0（不含對應墩及伸縮縫）~K28+998.0（含對應墩及伸縮縫），新建主線高架橋1 座，全長1.086 km，新建匝道橋梁8 座，全長5.259 km，高架橋梁施工采用的預制拼裝工藝。

3 關鍵技術分析

3.1 預制墩柱、蓋梁預埋連接件安裝精度

構件預制拼裝關鍵為墩柱、蓋梁預制施工時，預埋連接件安裝的精度，影響拼裝后成品橋墩的施工質量。 墩柱與承臺、蓋梁拼裝，承臺和立柱頂預留HRB400 鋼筋，鋼筋直徑為40 mm，墩柱底及蓋梁底預埋灌漿套筒或波紋管， 鋼筋必須逐根插入灌漿套筒或灌漿波紋管內，預埋件位置安裝的準確，保證了構件安裝位置的精確度。 預制構件生產時，預埋件安裝采用全站儀進行復核、精調。

3.2 灌漿連接質量

墩柱與承臺、 蓋梁與墩柱之間的連接采用在套筒或波紋管內灌注高強無收縮水泥灌漿料連接，灌漿料配置質量、灌入灌漿料的飽滿度控制是裝配式橋梁結構安全性的關鍵因素，施工中， 嚴格按照的試驗檢測和橋墩預制拼裝技術規程進行質量控制。

4 墩柱、蓋梁預制施工

墩柱預制采用橫向支模、豎向澆筑的預制施工方法，蓋梁預制采用定制胎架進行預制施工， 預制構件工廠化的施工確保了墩柱、蓋梁構件的精度及質量要求。

4.1 鋼筋加工

構件的鋼筋加工包括φ12 mm~φ40 mm 的鋼筋。 主筋的下料長度容許偏差為±2 mm，端部打磨平整，采用鋸床進行精確加工；箍筋采用全自動鋼筋成型彎箍機進行線材的調直、剪切及彎曲，加工完成后編號碼放；主筋采用直螺紋機械連接接頭的形式進行連接， 保證連接性能可靠的同時增加鋼筋的使用效率。

4.2 鋼筋籠制作

預制墩柱、 蓋梁鋼筋籠的加工采用鋼筋模塊化精加工的理念，鋼筋籠使用專用胎架制作加工成型，胎架上支撐定位體系保證主要受力鋼筋定位準確。 整個鋼筋籠自鋼筋加工完畢后，完全在胎架上完成加工綁扎。

鋼筋籠胎架由4 部分組成：底座、支架、掛片及定位平臺組成。 胎架底座安裝水平，支架安裝要求位置精確狀態垂直，精度控制在+2 mm 內。

整個鋼筋籠自鋼筋加工完畢后，完全在胎架上完成綁扎。灌漿套筒與灌漿波紋管模塊安裝控制是鋼筋籠安裝的重點，安裝完成需進行全站儀復測位置的準確性，各向偏差位于±2 mm 內。

為保證鋼筋籠吊裝過程不發生變形， 吊裝入模時采用多點起吊。

4.3 模板安裝

墩柱、蓋梁模板采用定型鋼模，模板的強度、剛度、穩定性是保證預制構件生產過程中安全、質量的基本保障。

1）墩柱模板采用橫向支模、豎向澆筑施工。 先安裝翻轉胎架軌道、臺車及翻轉架，再安裝底面模板，將成品鋼筋籠整體吊入模板中， 進行側面模板和頂面模板安裝。 模板安裝完畢后，使用龍門吊起吊模板頂部吊點，將模板翻轉豎立，將模板整體吊裝至鋼臺座上， 底模與鋼臺座采用高強螺栓將連接固定，再進行混凝土澆筑施工。

2）蓋梁底模采用整體式鋼底模，套筒部位設置定位板，定位板在鋼筋籠胎架上隨鋼筋籠一起入模， 同時也作為套筒區域的底模。 為提高蓋梁模板穩定性設置上拉桿、下拉桿。 上拉桿采用整體式D25 精軋螺紋鋼，兩端設置限位裝置；下拉桿分別拉住底模，采用D25 精軋螺紋鋼。

4.4 預制構件混凝土澆筑

預制墩柱、蓋梁分別采用C50、C60 高性能混凝土。 混凝土嚴格按照高性能混凝土標準于攪拌站進行拌制。 高性能混凝土靠其自身密實，利用振搗棒輔助振搗。

混凝土振搗時，進行多點布棒振搗，確保各區域內混凝土質量密實。 每個澆筑面上采用2 臺50 型振搗棒，布棒間距不超過50 cm，每邊振搗點2 個交替錯位向前振搗，每個點布料、振搗時間不小于1 min。

1）墩柱混凝土澆筑，通過混凝土泵車進行立式澆搗。 混凝土澆筑采用橡膠導管澆筑方式，有效控制跌落高度在1~1.5 m范圍內。 預制墩柱混凝土澆筑如圖1 所示。

圖1 預制墩柱混凝土澆筑

蓋梁混凝土澆筑先從灌漿波紋鋼管或灌漿套筒底部進行，蓋梁下部澆筑完成后，沿蓋梁坡面方向，從中間向兩端澆筑。 單次澆筑高度30 cm，直至澆筑完成。

4.5 構件運輸

墩柱、蓋梁預制完成之后，養護達到出廠條件后，經過重型半掛低平板車運輸達到施工現場。 提前進行運輸路線選取，確保滿足正常運輸要求。

1）運輸裝車前，對構件尺寸、預留錨筋外露長度、接觸面鑿毛情況、外觀質量、強度等進行驗收，驗收合格后出廠。

2）預制墩柱進場路線、停放的場地都必須要保證平整硬實。

3）陸路運輸必須設定速度限制值，速度限制值需綜合考慮車輛本身的技術要求。 重載車的行駛方法：在運輸過程中車速不大于40 km/h，轉彎車速不大于5 km/h。

5 預制構件拼裝

5.1 預制墩柱拼裝

1）墩柱運輸至現場后，先進行預吊裝，墩柱預拼裝是檢測灌漿套筒和承臺頂部預留鋼筋之間的定位精度是否滿足要求，同時對墩柱垂直度和標高進行初調。 根據墩柱頂標高及墩柱預制構件長度，調整柱底鋼墊板標高，確保墩柱安裝后柱頂標高符合設計要求。

初調主要通過承臺頂面放置的20 mm 厚鋼墊塊、 不同厚度的薄鋼板進行調整。 由吊機將墩柱緩慢放置在承臺頂面鋼板上，由測量人員檢測墩柱的偏位、垂直度及標高，初步調試到位后將墩柱吊起。

2）拼接面砂漿墊層采用與灌漿套筒型式檢驗相同的C60砂漿。 砂漿料攪拌完成后，傾倒于承臺鑿毛面，用鐵板刮平墊層砂漿。 漿液應略高于下墊的四處鋼板頂面，鋪漿完成后，在每根承臺預留鋼筋上套上止漿墊，止漿墊略高于漿液面。 坐漿施工如圖2 所示。

圖2 坐漿施工

3）鋪漿完成后，正式進行預制墩柱的安裝。 墩柱垂直度控制，由兩臺全站儀在兩個方向同時監測校核墩柱中心標記。 墩柱就位后，校正墩柱的垂直度，垂直度校正誤差為1 mm。

4）灌漿套筒內的灌漿料采用與灌漿套筒型式檢驗相同的100 MPa 高強無收縮水泥灌漿料。 坐漿料墊層施工達到終凝后方可進行灌漿作業。

5）灌漿過程為漿料從下部注漿孔灌漿，上部出漿口出氣。漿料升至出漿口L 形管管口，待漿料流出從出漿口均勻流出，無氣泡，封堵出漿口并停止灌漿，待灌漿管壓力穩定拔出灌漿槍頭封堵注漿口。 灌漿口采用橡膠止漿塞封堵。

5.2 預制蓋梁拼裝

1）蓋梁先進行預拼裝，檢測灌漿波紋或灌漿套筒和墩柱頂部蓋梁預埋鋼筋之間的定位精度是否滿足要求， 同時對蓋梁垂直度和標高進行初調。 在墩柱頂面上劃出蓋梁安裝的十字中心線，測量墩柱頂面標高。 根據蓋梁頂標高及蓋梁預制構件高度，安放調節墊塊，調整蓋梁安裝標高。 調節墊塊同立柱拼裝。

2）墩柱與蓋梁間的砂漿墊層采用與灌漿套筒型式檢驗相同的C60 砂漿。

3）鋪漿完成后，進行蓋梁的拼裝。 蓋梁垂直度控制，由兩臺全站儀在兩個方向同時監測校核蓋梁中心標記。 蓋梁就位后，校正蓋梁的垂直度，垂直度校正誤差為1 mm。 調整蓋梁中心與墩柱上蓋梁中心線對齊。

4）套筒或波紋管內的灌漿料采用與套筒或波紋管型式檢驗相同的100 MPa 高強無收縮水泥基灌漿料，完成灌漿施工。

6 結語