城市高架軌道交通一體化橋墩蓋梁施工技術(shù)研究

金金華

（寧波高專建設(shè)監(jiān)理有限公司，浙江 寧波 315000）

0 引言

城市高架軌道交通一體化橋墩蓋梁施工技術(shù)水平對城市道路工程建設(shè)質(zhì)量有非常重要的影響。因此，有必要結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目，對橋墩蓋梁施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行探討，進(jìn)而有效優(yōu)化施工技術(shù)，更好地發(fā)揮橋墩蓋梁施工技術(shù)的作用，這對推動(dòng)城市道路交通建設(shè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

1 工程概況

某道路工程全長為1.685km，采用“主線高架+地面輔道”建設(shè)形式，設(shè)置一對平行匝道。高架橋均為公軌共建段，雙層橋梁布置，上層為公路橋梁，下層為軌道區(qū)間橋梁。主線高架上層采用預(yù)制小箱梁和鋼混凝土疊合梁結(jié)構(gòu)，下層采用預(yù)制槽形梁和三跨連續(xù)變截面現(xiàn)澆槽形梁結(jié)構(gòu)。主線高架、匝道橋和現(xiàn)澆地面橋主墩的樁基礎(chǔ)均按端承樁設(shè)計(jì)，其余地面橋樁基礎(chǔ)按摩擦樁設(shè)計(jì)。

在該工程中，主線高架采用標(biāo)準(zhǔn)一體化Y 形墩及H 形墩，Y 形墩下部直立，在橫梁以上向兩側(cè)外伸，斜率為1∶3，橫梁高度為2m、2.5m、2.8m、4m 四種形式。H 形墩橫梁高度為2m、2.8m 兩種形式。次蓋梁支模架采用少支架法進(jìn)行施工，以下對橋墩蓋梁施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

2 橋墩蓋梁施工技術(shù)應(yīng)用

2.1 橋墩蓋梁鋼筋籠制作

2.1.1 材料準(zhǔn)備

在該工程中，蓋梁鋼筋材料采用盤螺鋼筋。為了保障鋼筋材料的質(zhì)量，要求鋼筋材料必須具備出廠質(zhì)量合格書。在鋼筋材料進(jìn)場前，還應(yīng)對材料外觀進(jìn)行檢查驗(yàn)收，合格后才能進(jìn)場使用。在施工現(xiàn)場，要做好鋼筋材料運(yùn)輸、存放工作，對于預(yù)留鋼筋的外露部分，應(yīng)采用塑料布進(jìn)行包裹，加強(qiáng)鋼筋安全防護(hù)，避免鋼筋出現(xiàn)銹蝕、污染等問題[1]。

2.1.2 蓋梁鋼筋籠加工

進(jìn)行蓋梁鋼筋籠加工時(shí)，要求鋼筋籠外形符合實(shí)際施工要求，平面不得存在翹曲等質(zhì)量問題，鋼筋彎曲點(diǎn)處不得有裂縫[2]。對于鋼筋的彎曲處理，除監(jiān)理工程師另有許可外，所有鋼筋均應(yīng)冷彎，且鋼筋的彎曲半徑應(yīng)符合圖紙及施工規(guī)范。蓋梁鋼筋籠安裝偏差控制要求如表1 所示。

表1 蓋梁鋼筋籠安裝偏差控制要求

2.2 橋墩立柱蓋梁鋼筋籠安裝

2.2.1 吊點(diǎn)設(shè)置及起重設(shè)備選型

該工程蓋梁長度分別有24m、31m、44.2m、47.7m、50.72m 等多個(gè)類型。考慮到施工圍擋內(nèi)寬度受限，故對24m 寬的蓋梁采用鋼筋集中加工、現(xiàn)場整體吊裝的形式；對蓋梁寬度大于24m 的蓋梁，則仍然采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場逐根安裝的方式進(jìn)行施工。蓋梁鋼筋骨架整體吊裝的吊點(diǎn)設(shè)置及起重設(shè)備選型要求如下。

為了提升蓋梁鋼筋籠剛度，避免在后續(xù)吊裝過程中因受力不均出現(xiàn)變形問題，在制作鋼筋籠時(shí)，應(yīng)采用點(diǎn)焊方式，加強(qiáng)蓋梁箍筋與主筋的連接，強(qiáng)化鋼筋籠整體剛度。在加工場內(nèi)，采用桁車起吊裝車，現(xiàn)場用70t 或90t 汽車吊（根據(jù)鋼筋籠實(shí)際起重量確定），主吊點(diǎn)設(shè)置在距離蓋梁端部4m 處，將4 個(gè)9t 卸扣安裝在鋼筋籠4 個(gè)角點(diǎn)處，然后穿入鋼絲繩。并在主吊點(diǎn)處設(shè)置雙拼16#槽鋼扁擔(dān)，指派專人指揮吊裝。

以Pm204 蓋梁為例（重量最大），該蓋梁長度為24m，最大高度為2.3m，寬度為3.25m，鋼筋籠最大重量約為14.8t，蓋梁頂標(biāo)高為27.2m；現(xiàn)場鋼筋籠吊裝時(shí)最大起吊高度不超過50m，90t 汽車吊主臂長為45.6m、起吊幅度為10m 時(shí)最大起重量達(dá)到20t，能滿足吊裝要求。在立柱蓋梁整體吊裝過程中，可根據(jù)實(shí)際起重量選擇汽車吊，上述計(jì)算僅針對起重量最大的24m 長蓋梁鋼筋籠。

起吊幅度計(jì)算方法：L=3.5（吊車轉(zhuǎn)軸至支撐邊的距離）+1.5（吊車邊至基坑安全距離）+1（基坑鋼板樁距承臺邊的距離）+3.85（承臺寬度的一半）=9.85m，取10m，滿足施工要求。

2.2.2 吊索具配置

（1）鋼絲繩（扁擔(dān)梁下方）

鋼絲繩選用6×37+1、公稱抗拉強(qiáng)度為1700MPa的鋼絲繩，直徑為17.5mm，長度為5m。蓋梁鋼筋籠重為14.8t，鋼筋骨架四周配置3 對鋼絲繩，鋼絲繩與構(gòu)件吊裝的水平夾角按90°計(jì)取，6 吊點(diǎn)吊裝。計(jì)算吊裝時(shí)鋼絲繩拉力最大為：F=G/6/sin90°=148/6/1=24.7kN。

鋼絲繩容許拉力可按以下公式（1）計(jì)算：

式（1）中：[Fg]代表鋼絲繩的容許拉力；Fg 代表鋼絲繩的鋼絲破斷拉力（換算系數(shù)取值為0.82），取Fg=155.5kN；K 代表鋼絲繩使用安全系數(shù)，取值為6。經(jīng)計(jì)算得：[Fg]=155.5/6=25.9kN＞F=24.7kN，滿足吊裝要求。

（2）鋼絲繩（扁擔(dān)梁上方）

鋼絲繩選用6×37+1、公稱抗拉強(qiáng)度為1700MPa 的鋼絲繩，直徑為32.5mm，長度為5m。鋼筋籠重為14.8t，扁擔(dān)梁上方配置2 根鋼絲繩，鋼絲繩與構(gòu)件吊裝的水平夾角按60°計(jì)取，2 吊點(diǎn)吊裝。計(jì)算吊裝時(shí)鋼絲繩拉力最大為：F=G/2/sin60°=148/2/0.866=85.5kN。鋼絲繩容許拉力可按式（1）計(jì)算，經(jīng)計(jì)算得：[Fg]=546.6/6=91.1kN＞F=85.5kN，滿足吊裝要求。

2.3 模板安裝

2.3.1 制作模板

該項(xiàng)目對蓋梁模板強(qiáng)度與剛度均有較高的要求。因此必須保證模板的制作質(zhì)量。底模板采用15mm 厚大塊竹膠模板進(jìn)行組拼，側(cè)模板可以選擇定制鋼模板。完成模板制作拼裝后，要求模板幾何尺寸與實(shí)際施工要求相符，模板的表面光滑平順，無接縫、錯(cuò)臺等質(zhì)量問題[3]。

2.3.2 模板安裝

在立模板時(shí)，應(yīng)先立底模板，再立側(cè)模板。先做好底模板的清理工作，調(diào)整模板的標(biāo)高與線形，完成蓋梁鋼筋施工后，再進(jìn)行側(cè)模板安裝。該工程中，側(cè)模板采用鋼模板，并在安裝時(shí)噴涂脫模劑。對于側(cè)模板與底模板的縫隙，采用雙面海綿膠條進(jìn)行填塞封堵，避免后續(xù)發(fā)生漏漿問題。在安裝側(cè)模板的過程中，應(yīng)注意包住底模板。在側(cè)模板的上端與下端，設(shè)置φ3mm 的精軋螺紋鋼對拉桿，以確保模板的穩(wěn)定性。完成模板安裝后，注意做好模板安裝質(zhì)量檢查工作，如模板垂直度是否符合要求、模板是否存在縫隙等。

2.4 支架搭設(shè)及拆除注意事項(xiàng)

在該工程中，采用鋼管組合支架。支架搭設(shè)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

一是地基要穩(wěn)固、平整，且具有良好的排水條件，能夠從根本上保障支架搭設(shè)安全[4]。

二是在搭設(shè)方案指導(dǎo)下，合理計(jì)算出桿件的使用數(shù)量，以保證搭設(shè)質(zhì)量，降低搭設(shè)成本。準(zhǔn)備好的搭設(shè)鋼管應(yīng)分類堆放，便于后續(xù)使用。

三是必須加強(qiáng)對各種鋼管材料的質(zhì)量檢查。主要檢查內(nèi)容包括桿件是否變形、鋼材是否存在嚴(yán)重銹蝕、鋼管架焊接是否滿足要求等。

四是進(jìn)行鋼管架搭設(shè)時(shí)，注意螺栓是否擰緊。

五是必須嚴(yán)格控制頂托與底托螺桿插入立桿的長度，一般以155mm 以上為宜。

六是每個(gè)墩柱組合架搭設(shè)前，必須對每一層搭設(shè)的高度進(jìn)行整體的標(biāo)高核算與模擬，繪制出支架的平面布置圖、斷面圖，確定組合架拼裝組合的形式。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)向測量組、施工班組進(jìn)行技術(shù)交底并發(fā)放圖紙。

在蓋梁強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，且通過自檢人員與監(jiān)理工程師的檢查驗(yàn)證后，確認(rèn)不再需要腳手支架時(shí)，可以進(jìn)入拆除腳手支架的工序。拆除前，注意做好腳手支架拆除的安全技術(shù)交底工作。同時(shí)將腳手支架上的支架材料、建設(shè)材料、施工工具等雜物清理干凈。在拆除現(xiàn)場，還需要設(shè)置警戒區(qū)，懸掛明顯的警示標(biāo)志，禁止閑雜人等隨意靠近，同時(shí)派遣專人負(fù)責(zé)檢查管理[5]。

腳手支架拆除離不開吊運(yùn)機(jī)械設(shè)備，需要對相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備、索具等進(jìn)行安全檢查，確保不存在故障問題。具體的拆除過程如下：

拆除底模板時(shí)，應(yīng)從蓋梁懸臂端入手，采用對稱的方式，朝橋墩支點(diǎn)松頂托，從而使梁底模板與梁體分離，避免在后續(xù)拆除過程中產(chǎn)生較大的瞬時(shí)荷載，引發(fā)施工裂縫等質(zhì)量問題。拆除頂托時(shí)，將頂托下調(diào)，下調(diào)距離在5～10cm 之間。底模板與梁體完全脫離后，再將模板、小楞等拆除。

在拆除模板的整個(gè)過程中，要求施工人員站在梁體外側(cè)的操作平臺上操作。拆除的模板、小楞等工具應(yīng)及時(shí)采用吊機(jī)設(shè)備吊送至地面統(tǒng)一堆放，不能直接堆放在操作平臺上。完成模板拆除后，可以拆除腳手支架架體。

在拆除過程中，采用自上而下的拆除方式。對于剪刀撐、抱柱等加固件，不能提前拆除，必須在架體拆除到加固件所在部位時(shí)才能拆除。拆除挑臂式蓋梁支架架體時(shí)，應(yīng)從懸臂端向橋墩墩柱端方向進(jìn)行拆除。拆除門式蓋梁支架架體時(shí)，則需要從跨中朝著墩柱一端進(jìn)行拆除。架體材料拆除后，及時(shí)采用汽車吊設(shè)備將其吊運(yùn)至地面。此外，禁止在空中拋擲拆除工具，避免墜物傷人[6]。

2.5 支架預(yù)壓

在該工程項(xiàng)目中，支架預(yù)壓采用鋼筋混凝土塊。在預(yù)壓過程中，為了保護(hù)模板邊角，在底面鋪設(shè)舊模板，完成預(yù)壓后重新鋪設(shè)新模板。

在該工程中，采用三級加載方式，第一次加載量為壓荷載值的60%，第二次為80%，第三次為100%，并測出不同預(yù)壓荷載下支架的變形值。每完成一次預(yù)壓加載，必須立刻進(jìn)行下一級預(yù)壓加載，且每間隔12h對支架沉降量進(jìn)行一次監(jiān)測。支架沉降量平均值在2mm 以內(nèi)，說明已經(jīng)充分預(yù)壓加載，可進(jìn)行下一級加載。在完成所有預(yù)壓加載施工后，如果各監(jiān)測點(diǎn)24h沉降量的平均值在1mm 以內(nèi)，則說明該次預(yù)壓符合要求。

2.6 混凝土澆筑

在該項(xiàng)目中，針對混凝土澆筑施工，采用商品混凝土作為澆筑材料。混凝土采用泵送澆筑方式，主線高架蓋梁澆筑的混凝土強(qiáng)度等級為C50。在混凝土澆筑前，應(yīng)檢查模板是否存在異常問題，如支撐是否松動(dòng)變形等。

在混凝土澆筑的過程中，要求橫向分層澆筑、縱向分段澆筑，其中蓋梁混凝土從正彎矩向負(fù)彎矩區(qū)域進(jìn)行澆筑。澆筑單立柱時(shí)，可以先澆筑蓋梁中部的混凝土，然后采用對稱澆筑的方式完成兩側(cè)混凝土的澆筑。分層澆筑時(shí)，將分層厚度控制在30cm 為宜。混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不能中斷。如果出現(xiàn)突發(fā)狀況，不得不中斷澆筑，則必須嚴(yán)格控制中斷澆筑的時(shí)間。一般情況下，要求下一層混凝土中斷澆筑的時(shí)間小于上一層混凝土的初凝時(shí)間[7]。

進(jìn)行混凝土振搗時(shí)，振搗器的移動(dòng)距離應(yīng)在振搗作用半徑的1.5 倍之內(nèi)。振搗器應(yīng)插入下層混凝土5～10cm，以保障振搗充分。在振搗過程中，應(yīng)注意振搗器不能觸碰模板、鋼筋以及預(yù)埋件，振搗器與側(cè)模板的距離不得小于5cm。振搗時(shí)應(yīng)采用快插慢拔的方式。振搗的混凝土停止下沉，不再有氣泡出現(xiàn)，混凝土表面平坦、泛漿，說明混凝土已經(jīng)振搗充分。在振搗過程中，應(yīng)隨時(shí)對模板進(jìn)行檢查，避免模板、支撐發(fā)生變形，以更好地保障混凝土澆筑施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

總而言之，城市高架軌道交通一體化橋墩蓋梁施工技術(shù)具備專業(yè)、系統(tǒng)、復(fù)雜等特點(diǎn)。在施工過程中，需要結(jié)合不同的蓋梁形式，采用相匹配的腳手支架施工方式，還需要做好模板施工、混凝土澆筑施工等后續(xù)工作，以更好地保證蓋梁施工技術(shù)水平，從而推動(dòng)城市高架軌道交通工程建設(shè)更好、更快地發(fā)展。