預制橋梁墩柱拼裝及鋼筋連接套筒灌漿施工技術

摘要：隨著工程建設技術的發展，裝配式施工已逐漸成為工程建設中的一種重要施工方法。橋梁建設的裝配式施工也在實際工程建設中得到廣泛應用。同時還重點介紹了預制橋梁墩柱的吊裝施工藝以及墩柱與承臺的連接注漿技術，對施工中重點關注的鋼筋連接套筒灌漿施工問題進行了分析，并對難點問題座漿層密實度控制、灌漿套筒灌漿密實度控制等提出了相應的解決對策。通過總結為今后類似的工程建設提供借鑒。

關鍵詞：預制橋梁墩柱""鋼筋套管""注漿飽和度""拼裝

中圖分類號：TU758.12

Assembly"of"Prefabricated"Bridge"Pier"Studs"and"Their"Reinforced"Joint"Sleeve"Grouting"Construction"Technology

WANG"Yan"1""WU"Yankai"2

（1."Guangzhou"North"Second"Ring"Traffic"Technology"Co.，"Ltd.，"Guangzhou，"Guangdong"Province，"510504"China;"2."Shandong"University"of"Science"and"Technology，"Qingdao，"Shandong"Province，"266590"China）

Abstract："With"the"development"of"engineering"construction"technologies，"prefabricated"construction"has"gradually"become"an"important"construction"method"in"engineering"construction."The"prefabricated"construction"of"bridge"construction"has"also"been"widely"applied"in"practical"engineering"construction."This"paper"focuses"on"the"construction"technology"of"hoisting"prefabricated"bridge"pier"studs"and"the"grouting"technology"of""connecting"the"pier"stud"and"the"cushion"cap，"analyzes"the"concerns"of"reinforced"connecting"sleeve"grouting"during"construction，"and"puts"forward"corresponding"solutions"to"difficultnbsp;problems"such"as"the"control"of"the"compactness"of"the"seat"grouting"layer"and"the"grouting"compactness"of"the"grouting"sleeve，"which"provides"references"for"similar"engineering"construction"in"the"future"through"summary.

Key"Words："Prefabricated"bridge"pier;"Reinforced"sleeve;""Grouting"saturation;"Assembly

隨著我國基礎設施的建設技術不斷發展與完善，城市道路建設過程中，越來越多的橋梁采用裝配式進行施工[1-2]。裝配式施工與傳統的施工方法相比有著其自身的優點，工期短、質量可控、對周邊環境影響小，同時在預制廠流水線生產使工程建設的成本要比傳統的現澆施工要低。這一系列的優點，使其在工程建設中的有著廣闊的應用空間。但由于該技術是新興技術，在橋梁墩柱的實際拼裝與連接過程中，還存在一些實際工程問題待解決，因此國內很多學者、技術人員對橋梁墩柱的拼裝與連接技術進行了分析與總結。胡小忠[3]對橋梁立柱與承臺采用金屬波紋管灌漿連接、套筒灌漿連接及現澆構件連接3種拼裝方式的力學性能展開了試驗研究，試驗結果表明：套筒灌漿連接具有更好的延性和極限承載力。宋琢等人[4]通過室內實驗，對影響套筒連接灌漿飽滿度的因素進行了分析，給出了具體的注漿飽滿度的控制措施；王方波[5]對公路超高立柱的吊裝與蓋梁吊裝施工技術進行了分析；武可爽等人[6]利用有限元軟件，對裝配式橋梁墩柱的橫向承載與變形性能，周翰斌等人[7]分析了國內外預制墩柱與承臺的連接技術，并對目前存在的問題進行了分析并提出了相應的建議。這些研究分析，給現場預制墩柱的拼裝與連接提供了很好的經驗與實踐指導，但不同的實際工程，具體條件存在差異，在施工過程，會存在一些需注意問題。

本文針對廣州南站邊接線南段采用裝配式施工的橋梁墩柱，根據其自身墩柱的特點，從墩柱的吊裝，到現場具體的拼裝和套筒注漿連接等關鍵施工工藝進行了總結與分析。為裝配式施工藝的完善以及今后類似工程施工提供經驗與借鑒。

1"工程概況

廣州南站連接線南段工程第二標段，本標段里程號為K3+935.927～"K9+582.7，在本標段包含里程范圍內的道路路面及附屬設施；大石水道主橋北側引橋上部結構主梁及附屬工程；大石水道主橋含橋面瀝青鋪裝及伸縮縫裝置、人行道及附屬設施、橋面防撞護欄及橋面排水設施；大石水道主橋南側引橋墩柱、蓋梁、上部結構及附屬工程，其中墩柱、蓋梁部分采用預制拼裝施工工藝等。

本工程部分墩柱及蓋梁采用預制裝配式結構，預制墩柱與承臺通過鋼套筒連接，預制蓋梁與預制墩柱通過鋼套筒或增強型金屬波紋管連接。連接前需在承臺或墩柱頂鋪設2"cm厚高強無收縮砂漿墊層，連接后還需采用高強無收縮水泥灌漿料對鋼套筒或增強型金屬波紋管進行灌漿固結。

預制墩柱均為方柱，尺寸有5種，分別是1.6"m×1."6m型預制墩柱44根、1.8"m×1.8"m型預制墩柱14根、2.0"m×2.0"m型預制墩柱2根、2.4"m×1.6"m型預制墩柱102根、2.6"m×1.6"m型預制墩柱20根，一共182根，最大吊重124.2t為主線右幅121軸。

2"立柱吊裝

2.1"承臺及預留鋼筋清理

吊裝前，需對承臺進行鑿毛處，并采用高壓水射流對承臺及預留鋼筋進行除銹去漿清理，對預留每一根鋼筋的長度及平面位置進行檢查，確保每根鋼筋的長度一致及垂直，如不平齊，需采用切割機對鋼筋進行切割，并要保證鋼筋的錨固長度。

2.2"墩柱吊裝臺座處理

使用全站儀將墩柱輪廓線放樣出來，并彈好墨線。首先，使用水準儀測量承臺標高，根據設計標高設置鋼墊塊，鋼墊塊設置在承臺的中心位置。其次，安裝座漿擋板，采用角鋼組拼而成，底部需貼上止漿條。最后，在四面座漿擋板中心位置外側擺放好千斤頂，每個千斤頂最大起重量為40"t，如圖1所示。

2.3"墩柱吊裝

墩柱運輸至現場后，采用汽車吊將墩柱平放至地上的枕木上。在墩柱的側面彈好中心線，并在四面的墩柱底部安裝臨時支撐，如圖2所示。墩柱吊裝前，采用與預埋套筒間距相同的定位架對承臺預留鋼筋的平面位置（間距）進行檢驗復核，確保預留鋼筋的間距及垂直度滿足墩柱安裝要求。

接著開始鋪設座漿料，座漿料的用量必須嚴格控制，攪拌必須均勻，并控制鋪設厚度大于設計厚度5"mm，將頂面抹平。采用汽車吊將墩柱緩慢提升翻轉垂直后再緩慢吊至安裝位置，下放至調平墊塊上，調整千斤頂高度使其受力。采用線形激光儀對墩柱的中心線進行檢驗，通過千斤頂及汽車吊進行微調，直到彈好的中心線與激光線重疊為止，墩柱的拼裝對接如圖3所示。最后測量人員使用全站儀再進行一次精確復測，確保安裝的準確性，如圖4所示。

2.4"套筒灌漿

當座漿料強度達到35"MPa后，方可開始墩柱套筒灌漿施工，在出漿口頂部需插入一根L型PVC管，垂直段長度為30cm，用作預防堵塞灌漿口時漿液的回流造成套筒內部空洞，灌漿口采用土工布堵塞。灌漿時，灌漿料的配比、攪拌時間、流動度測試、從攪拌至澆筑結束時間、制作試塊、灌漿機轉速等工序均需嚴格控制，具體灌漿流程參考。

3""鋼筋連接套筒灌漿施工

3.1"灌漿前準備

灌漿前進行以下幾項準備工作：（1） 每批灌漿料除了按規范頻率送檢之外，在灌漿施工前，需提前一天進行流動度及抗壓強度試驗，每批原材料做一次該試驗；（2）灌漿施工時，每個構件應制取3組試件，分別測試1d、3d、28d齡期抗壓強度；（3）灌漿施工采用預埋傳感器法及電阻率檢測方法，為施工過程檢測，施工前在出漿口處按預定的檢測位置安裝由檢測單位提供的L型PVC管；（4）制作L型彎管，外徑16"mm，內徑14"mm，橫向長度10"cm，豎向長度不少于25"cm；（5）安裝L型彎管，與出漿口接觸一端用電工膠布纏繞密實，通過旋轉L型彎管的方式將其套進灌漿口內，安裝時還需根據檢測單位提供的檢測布置圖，安裝由檢測單位特制開孔的L型彎管，并注意保護好預埋的傳感器，如圖5所示；（6）制作堵塞灌漿口木塞，直徑應大于灌漿口直徑1～2"mm，長度為15"cm；（7）灌漿設備根據管道長度停放至合適位置，并用水箱準備好自來水在灌漿機旁；（8）調試設備，檢查電機、變頻器、遠程遙控等是否正常運行，等待灌漿。

3.2"灌漿材料及現場灌漿

現場灌漿料采用重慶奇甫機械有限責任公司"QF-GJL-C100"灌漿料，灌漿材料主要技術指標如表1所示。

（1）灌漿料攪拌。灌漿料每包重25"kg，每包灌漿料對應的加水量為3"kg，誤差為3"g；首次攪拌需一次性攪拌3包灌漿料，后續每次攪拌2包灌漿料，每次攪拌時間均為4"min，前一次灌漿料攪拌完畢卸至灌漿斗后，緊接著攪拌下一次的灌漿料。（2）首次灌漿料卸至灌漿斗前，啟動設備將灌漿斗內的水排放干凈；班組長根據灌漿結構設置對應的灌漿速率。（3）套筒灌漿時，灌漿料的灌漿速率為2.32"L/min，對應的變頻器速率為200""L/min；增強型金屬波紋管灌漿時，灌漿料的灌漿速率為8.23"L/min，對應的變頻器速率為600"L/min。（4）灌漿速率設置完后，將管道放置灌漿位置旁，使用遠程遙控器啟動灌漿機，攪拌灌漿料的工人將首次灌漿料卸至灌漿斗，通過灌漿料將管道內空氣與水排干凈，如管道口有氣泡或漿液出漿斷斷續續，即空氣或水尚未排干凈。（5）管內空氣及水排干凈后，將管道塞進灌漿口內，當L型彎管出漿時，將管道迅速移至下一灌漿口，并快速將木塞敲進灌漿口，并檢查L型彎管回流情況，如彎管內剩余漿液高度小于5"cm，即應重新補漿。（6）補漿時將木塞拔出，管道快速插入灌漿口，灌漿步驟與常規灌漿相同；木塞固定并穩壓2"min后，檢測單位對灌漿料密實度進行檢測，如檢測不合格，應及時補漿；灌漿完成24"h后，將木塞及L型彎管拔掉，并用相同的灌漿料對灌漿口及出漿口封堵、抹平。

為確保注漿飽和度滿足要求，采用電阻率法和阻尼傳感器法對注漿飽滿度進行檢測。注漿結束后，對7根墩柱的272個鋼筋套筒注漿飽和度進行抽樣檢測，抽樣數為70個，如表2所示。通過對檢測數據分析，抽樣檢測的70個套筒注漿飽和度均為100%。

4""施工重難點與解決方法

4.1"座漿層密實度控制

預制墩柱與承臺接觸面及蓋梁與墩柱頂接觸面在安裝預制構件前均需鋪設2"cm厚的高強無收縮砂漿墊層，該砂漿墊層的密實度將直接影響到預制構件的連接穩定性，如何保障砂漿墊層的鋪設質量是本工藝的重點。

施工對策：在施工前，對座漿料進行送檢試驗，確保座漿料各性能參數滿足設計及規范要求。座漿料攪拌完成后，靜置3"min將氣泡排出，再進行鋪設。施工時，座漿料鋪設厚度比設計厚度高5"mm，并將表面抹平，當預制構件下放時，四周均能溢出座漿料。如出現座漿料未溢出情況，應立即起吊，找出原因，重新按要求鋪設后方可繼續安裝。

4.2灌漿套筒灌漿密實度控制

預制墩柱及蓋梁內部均預埋連接套筒或增強型金屬波紋管，預制構件安裝完后，需對預埋連接套筒或增強型金屬波紋管進行灌漿處理。目前灌漿套筒灌漿密實度檢測方法尚處于研究階段，如何保證灌漿套筒灌漿密實度符合設計及規范要求，是本工藝的重難點。

施工對策：灌漿施工前，需按要求對原材料進行送檢試驗，確保所進批次材料滿足設計及規范要求?，F場安裝使用前，采用現場灌漿的方法對套筒進行灌漿試驗，并切開檢查實際情況，確定合適的灌漿壓力及方法。吊裝預制構件前，需對預埋連接套筒或增強型金屬波紋管進行檢查，避免出現堵塞情況。座漿料攪拌完成后，靜置3"min將氣泡排出，再進行鋪設。正式開始灌漿時，從攪拌灌漿料開始層層控制，嚴格控制水膠比、攪拌時間、氣體排空、灌漿壓力，并檢查灌漿孔及出漿口的變化，當出漿口溢出漿液時，須對灌漿孔穩壓后方可停止灌漿。

4.3垂直度、平面位置及高程控制

預制構件（墩柱及蓋梁）的安裝環環相扣，每個結構的安裝精度將會影響下一個結構的安裝精度，如何控制預制構件垂直度、平面位置及高程的精度，是本項目的重點難點。

施工對策：預制墩柱安裝前，檢查承臺的鑿毛面是否平整；對預留鋼筋的長度及平面位置進行檢查，確保每根鋼筋的長度一致及垂直；采用水準儀測量承臺標高，并根據設計標高調整鋼墊塊的厚度；采用全站儀在承臺上將墩柱的平面位置放線出來并彈好輪廓線。墩柱翻轉前，在長短邊兩側彈好中心線并在預埋套筒位置安裝千斤頂支撐架。安裝過程中，墩柱的垂直度通過彈好的中心線及激光儀進行控制，最后再采用全站儀進行復測；平面位置通過承臺上彈好的輪廓線及四邊的千斤頂進行微調；高程通過提前測量承臺標高設置鋼墊塊來控制。預制蓋梁安裝前，復測墩柱頂平面位置和標高，并根據設計標高設置鋼墊塊。在蓋梁底部彈好中心線，吊裝過程同樣先通過激光儀進行中心線校準，再通過全站儀復測平面位置。

5""結語

廣州南站連接線南段工程位于市區，交通擁擠，有效施工工期短。裝配式橋梁施工可有效解決實際工程中問題，施工質量是整個工程的關鍵，特別是構件的連接部分的施工。對座漿層密實度控制、灌漿套筒灌漿密實度控制以及預制構件（墩柱及蓋梁）的垂直度、平面位置及高程控制是整個施工質量控制的關鍵節點。通過本文提出的施工對策，有效的控制施工質量，確保了工程建設高效、有序進行，為今后的工程建設提供范本。

參考文獻

[1]" 蘆向晶，"袁芬，"趙鵬，等."高性能混凝土在預制裝配式橋梁工程中的應用[J]."混凝土世界，"2023（9）：68-72

[2]" 李凱.裝配式混凝土橋梁的設計要點研究[J]."科技資訊，"2023，21（19）：155-158

[3]" 胡小忠."預制拼裝立柱鋼筋連接方式的力學性能研究[J]."現代交通技術，"2020，"17（4）："43-48

[4]" 宋琢，"鄭小紅，"刁杰，等"."裝配式橋墩節段連接節點套筒灌漿飽滿度試驗研究[J]."施工技術，""2021，"50（3）：20-23，26

[5]" 王方波."公路超大型立柱蓋梁分段預制拼裝施工技術[J]."黑龍江交通科技，"2021，44（4）：125-127

[6]"" 武可爽，"傅千龍，"劉澤，等"."灌漿套筒連接裝配式橋梁墩柱橫向承載特性研究[J]."工程技術研究，2021，6（18）：5-8

[7]" 周翰斌，"黃國忠."預制墩柱與承臺承插連接技術研究及應用[J]."施工技術，2021，50（14）：116-121