朱勇

(中交第四公路工程局有限公司,北京 100123)

一、概述

隨著我國(guó)高速公路的快速發(fā)展，公路橋梁的結(jié)構(gòu)形式也逐步走向多樣化。因此，各類橋梁的施工工法就必須及時(shí)得到改進(jìn)和創(chuàng)新，否則，我們的橋梁施工技術(shù)將無(wú)法得到同步推進(jìn)。為了提高施工進(jìn)度和創(chuàng)造更好的企業(yè)效益，針對(duì)聞合高速公路LA8合同段望囑右幅大橋預(yù)制箱梁數(shù)量少、工期短、施工地形復(fù)雜受限的特征，項(xiàng)目部特別制定了一套簡(jiǎn)潔方便的預(yù)制梁施工工法。本文重點(diǎn)介紹預(yù)制25米箱梁移動(dòng)式臺(tái)座的施工工法和質(zhì)量控制要點(diǎn)。

二、工程概況

望囑右幅大橋位于山西聞合高速公路LA8合同段K35+520右半幅，設(shè)計(jì)為4×25米半幅大橋，左半幅設(shè)計(jì)為挖方路基。望囑右幅大橋上部構(gòu)造為先間支后連續(xù)的預(yù)制25米小箱梁，全橋共計(jì)預(yù)制箱梁16片。

三、施工背景和方案構(gòu)思

聞合高速公路合同工期十分短（10個(gè)月），對(duì)于沖溝縱深、地形復(fù)雜的LA8合同段來(lái)說(shuō)，施工任務(wù)是十分的艱巨。望囑大橋橫跨V字形黃土沖溝，溝深坡陡,地勢(shì)復(fù)雜險(xiǎn)要，施工作業(yè)面十分受限。

針對(duì)望囑右幅大橋施工場(chǎng)地小、預(yù)制箱梁數(shù)量少和工期緊短的特征，我們根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，著手從利用橋頭成型路基、簡(jiǎn)化施工工序和節(jié)省施工成本等角度考慮。經(jīng)過(guò)反復(fù)對(duì)比研究，我部制定了移動(dòng)式臺(tái)座預(yù)制箱梁的施工方案，這個(gè)方案很好地解決了工期緊、場(chǎng)地小的問(wèn)題，同時(shí)還節(jié)省了常規(guī)預(yù)制場(chǎng)占用路基時(shí)的砼預(yù)制臺(tái)座的拆除和重建等施工環(huán)節(jié)，大大降低了施工成本和節(jié)省了總體施工工期。

四、移動(dòng)式臺(tái)座的施工工藝及方法

1移動(dòng)式預(yù)制臺(tái)座基本結(jié)構(gòu)

移動(dòng)式預(yù)制臺(tái)座由橫、縱木方支架加竹膠模組成，基本結(jié)構(gòu)如下圖：

2移動(dòng)式預(yù)制臺(tái)座工作原理

預(yù)制梁預(yù)應(yīng)力張拉完工后，在預(yù)制梁兩端張拉應(yīng)力的作用下，帶拋物線線形的各束預(yù)應(yīng)力鋼筋便對(duì)梁體跨中各個(gè)部位產(chǎn)生往上不同程度的頂拉力，使梁體跨中部位形成一定的上拱度。這樣，梁體跨中部位便上拱懸空，梁體受力情況直接由均布荷載轉(zhuǎn)換成了兩張拉端的集中荷載。因此，利用梁體上拱懸空有效空間便可將移動(dòng)式底座整體或分拆移出。

3移動(dòng)式預(yù)制梁臺(tái)座的布設(shè)與安裝

由于該項(xiàng)目工程工期特別緊，下部構(gòu)造與預(yù)制箱梁基本同時(shí)施工。為了節(jié)省存梁區(qū)和場(chǎng)內(nèi)中轉(zhuǎn)機(jī)械費(fèi)用，我部在橋頭成型的路基上設(shè)置16套簡(jiǎn)易的張拉端砼底座，配移動(dòng)式底模6套進(jìn)行配套周轉(zhuǎn)（一片梁的施工周期一般為6天），在確保預(yù)制梁正常連續(xù)施工的前提下最大程度的節(jié)省施工成本。

移動(dòng)式臺(tái)座的布設(shè)及安裝施工具體如下：

（1）測(cè)量放樣預(yù)制臺(tái)座安裝施工前，先根據(jù)場(chǎng)地布置圖和臺(tái)座設(shè)計(jì)圖精確放樣出張拉端砼底座位置，并確定每個(gè)預(yù)制臺(tái)座的頂面標(biāo)高。每個(gè)預(yù)制臺(tái)座兩張拉端的頂面標(biāo)高應(yīng)基本保持水平，以確保梁體在預(yù)應(yīng)力張拉之后存放安全穩(wěn)定。

（2）地基承載力測(cè)試

由于預(yù)制箱梁張拉壓漿完工后需要在臺(tái)座上存放一定時(shí)間才能進(jìn)行整體安裝，因此，預(yù)制臺(tái)座的穩(wěn)定性至關(guān)重要。為了確保梁體存放期間臺(tái)座的絕對(duì)穩(wěn)定，施工時(shí)必須掌控好每個(gè)臺(tái)座的地基承載力。

首先根據(jù)預(yù)制梁自重、施工荷載情況及底座受力面積，并考慮一定的安全系數(shù)，計(jì)算出需要地基達(dá)到的最小承載力；然后對(duì)每個(gè)預(yù)制臺(tái)座位置的地基進(jìn)行承載力測(cè)試，滿足要求即可進(jìn)入到下個(gè)工序施工，否則，必須對(duì)地基進(jìn)行壓實(shí)或換填處理，直到達(dá)到要求為止。

臺(tái)座地基最小承載力要求計(jì)算如下：

σ：為地基所需最小承載力；

∑P：為地基所承受的重力之和；

A：為底座與地基接觸的受力面積。

根據(jù)預(yù)制梁不同階段的實(shí)際受力情況分析，預(yù)應(yīng)力張拉后承重力最大部位為張拉端位置。選擇最不利的地基受力位置（張拉端位置）進(jìn)行地基所需承載力計(jì)算，只要兩端部所需承載力滿足要求，其它部位也就滿足受力要求。

預(yù)應(yīng)力張拉后單端重力之和=（1/2梁體自重+砼底座自重）×安全系數(shù)（1.2）

預(yù)應(yīng)力張拉后梁體全部重量集中加載于單端砼底座上，故A=1.5m×1.05m=1.575m2

由公式σ=∑P/A計(jì)算所得：

因此，張拉端的地基所需最小承載力為28.11KPa，即地基承載力不小于28.11KPa即可滿足預(yù)制梁臺(tái)座設(shè)置要求。

（3）張拉端底座砼設(shè)置

張拉端的砼底座是專門(mén)根據(jù)預(yù)制箱梁在預(yù)應(yīng)力張拉施工后支點(diǎn)受力情況設(shè)計(jì)的，由于預(yù)應(yīng)力鋼束張拉后，梁體重力將有均布荷載轉(zhuǎn)換為張拉端集中荷載。因此，張拉端底座砼是預(yù)制梁存放受力的關(guān)鍵部位，施工時(shí)必須控制好其砼強(qiáng)度（設(shè)計(jì)為C30砼）和頂部平整度（四角高差為±3mm）。為了提高張拉端砼底座的承載力，確保箱梁長(zhǎng)時(shí)間的存放穩(wěn)定，砼底座設(shè)計(jì)為擴(kuò)大基礎(chǔ)。根據(jù)底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，基礎(chǔ)尺寸為1.5m×1.05m×0.3m，地面以上部分尺寸為1.0m×0.95m×0.3m。具體詳見(jiàn)移動(dòng)式預(yù)制臺(tái)座結(jié)構(gòu)圖（本文第四章節(jié)）。

張拉端底座砼采用整體一次性澆筑成型的方案進(jìn)行澆筑施工（即擴(kuò)大基礎(chǔ)和地面以上砼底座同時(shí)澆筑），以確保其整體結(jié)構(gòu)的完整性。

（4）移動(dòng)式底座安裝

待張拉端底座砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，即可進(jìn)行跨中部位的移動(dòng)式底座安裝施工。為了便于移出和節(jié)省施工成本，移動(dòng)式底座采用木方加竹膠模組合而成。移動(dòng)式底座分橫向小枕木和縱向木方，橫向小枕木采用15cm×15cm松木(可用鐵軌舊枕木加工)，安裝間距為1.0m；縱向木方為10cm×10cm松樹(shù)鋸木條，安裝間距為25cm。

在橫向小枕木和縱向木方安裝就位后，進(jìn)行底座的反拱設(shè)置，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每個(gè)臺(tái)座的跨中反拱度為13mm，臺(tái)座反拱值采用在橫向小枕木和縱向木方之間墊木楔的方式來(lái)設(shè)置。同時(shí)，在調(diào)設(shè)反拱度時(shí)，應(yīng)整體預(yù)留2-3mm的標(biāo)高作為承重壓縮變形沉降量，確保預(yù)制梁砼澆筑成型后底面平順美觀。反拱度設(shè)置完畢后，鋪設(shè)竹膠模做預(yù)制梁底模，底模的接縫和平整度必須滿足技術(shù)規(guī)范要求。

移動(dòng)式底座安裝的最后一道工序就是對(duì)整個(gè)底座進(jìn)行固定，防止施工中外力對(duì)模架產(chǎn)生位移而影響預(yù)制梁外觀質(zhì)量。具體詳見(jiàn)本文第四章節(jié)的"移動(dòng)式底座和箱梁側(cè)模固定示意圖"。

預(yù)制梁移動(dòng)式底座施工圖片

4移動(dòng)式預(yù)制梁底座的移出

預(yù)制梁移動(dòng)式底座的最大特征就是利用它的可移動(dòng)性進(jìn)行反復(fù)周轉(zhuǎn)施工，從而降低施工成本。當(dāng)預(yù)制梁預(yù)應(yīng)力張拉壓漿完畢后，即可進(jìn)行移出施工。預(yù)應(yīng)力張拉完后，粱底便產(chǎn)生上拱，預(yù)制梁的受力點(diǎn)便集中轉(zhuǎn)換到了張拉端的砼底座之上。這是，預(yù)制梁跨中部位下方的移動(dòng)式底座就完全不受力了，采用人工便可輕易的將底座移出。移動(dòng)式底座移除后即可進(jìn)行下一片預(yù)制梁的底座安裝施工。具體詳見(jiàn)下圖所示：

五、移動(dòng)式預(yù)制梁臺(tái)座施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)與應(yīng)對(duì)措施

移動(dòng)式預(yù)制臺(tái)座雖然具有施工簡(jiǎn)捷、施工成本低等優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處。為了確保預(yù)制梁的施工質(zhì)量，針對(duì)移動(dòng)式臺(tái)座存在的施工缺陷，我部特制定了相應(yīng)的質(zhì)量控制要點(diǎn)和對(duì)應(yīng)措施：

1地基平整度控制及防沉降措施

由于移動(dòng)式臺(tái)座不做場(chǎng)地硬化，臺(tái)座骨架直接置于路基上，地基平整度將直接影響到臺(tái)座橫向小枕木的安裝質(zhì)量，因此，在安裝橫向小枕木時(shí)，必須先對(duì)地基頂面進(jìn)行精平休整處理，確保每根小枕木必須擺放平整，且底面必須全面受力。

為了確保預(yù)制臺(tái)座無(wú)沉降，必須做好場(chǎng)內(nèi)排水和養(yǎng)生排水等各項(xiàng)工作。首先利用路基橫縱坡做好場(chǎng)地內(nèi)橫、縱向臨時(shí)排水，同時(shí)，加強(qiáng)收聽(tīng)天氣預(yù)報(bào)，隨時(shí)了解未來(lái)天氣情況，及時(shí)做好各項(xiàng)防排水工作。雨天時(shí)，應(yīng)派專員值班巡查，及時(shí)疏通橫、縱向排水障礙，確保場(chǎng)內(nèi)無(wú)積水。其次，還應(yīng)做好平時(shí)對(duì)預(yù)制梁的養(yǎng)生工作，盡量采用養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)生，減免養(yǎng)生水對(duì)地基的長(zhǎng)時(shí)間浸泡而影響其承載能力。

2移動(dòng)式臺(tái)座及側(cè)模穩(wěn)固性控制措施

由于移動(dòng)式預(yù)制底座相對(duì)穩(wěn)定性較差，為了確保移動(dòng)式底座自身的穩(wěn)固性，采用防護(hù)樁對(duì)底座橫、縱向木方進(jìn)行卡位防滑。防護(hù)樁采用箱梁主筋余料加工而成，一般打入土層深度為40-50cm，間距為1m（即每根橫向小枕木位置）。

移動(dòng)式底座及箱梁側(cè)模固定示意圖

對(duì)于預(yù)制梁側(cè)模的固定，則采用底對(duì)欄桿和頂對(duì)拉桿進(jìn)行加強(qiáng)固定，同時(shí)，采用調(diào)節(jié)底托來(lái)調(diào)整模板的豎直度。由于箱梁砼澆筑施工時(shí)，底、腹板砼采用的是附著式高頻振動(dòng)器進(jìn)行澆搗，振搗時(shí)，側(cè)模底部的振動(dòng)力和砼側(cè)壓力較大。為了確保箱梁底、腹板模內(nèi)結(jié)構(gòu)尺寸滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，對(duì)底拉桿必須進(jìn)行了適當(dāng)加密設(shè)置（間距為50cm）；側(cè)模頂部砼側(cè)壓力相對(duì)較小，因此，頂對(duì)拉桿采用1m的間距。具體如上圖所示。

3反拱度設(shè)置及預(yù)留沉降量的控制

反拱度設(shè)置是預(yù)制梁預(yù)制臺(tái)座施工中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，反拱設(shè)置的好壞將直接影響到橋面結(jié)構(gòu)層的厚度。為了確保底座反拱度設(shè)置滿足設(shè)計(jì)要求，按照設(shè)計(jì)反拱值計(jì)算出各控制點(diǎn)相對(duì)標(biāo)高值（控制點(diǎn)以臺(tái)座跨中為中心向兩端部對(duì)稱布設(shè)，間距為1米），施工過(guò)程中應(yīng)采用水準(zhǔn)儀全過(guò)程監(jiān)測(cè)，不符合要求的地方及時(shí)采用雙木楔調(diào)整到位，并對(duì)調(diào)整好的底模加以及時(shí)固定，以防施工過(guò)程中出現(xiàn)變動(dòng)。

由于移動(dòng)式底座采用的是兩層木方加竹膠模拼裝而成，層與層之間存在微小接縫，考慮到承重加載后出現(xiàn)壓縮沉降變形，在安裝底模時(shí)，應(yīng)先預(yù)留一定的沉降量。經(jīng)局部預(yù)壓試驗(yàn)，沉降量約2-3mm。

4防側(cè)模與底模接縫漏漿措施

由于移動(dòng)式底座為木方加竹膠模制成，其整體順直度相對(duì)較差一點(diǎn)，因此，側(cè)模與底座交接處的接縫處理便是至關(guān)重要。為了確保接縫嚴(yán)密，可預(yù)先采用雙面橡膠條貼在底座頂側(cè)邊，利用對(duì)拉桿的拉力將接縫擠壓密實(shí)。為了保險(xiǎn)起勁，在砼澆筑過(guò)程中應(yīng)設(shè)專業(yè)模板工進(jìn)行全過(guò)程巡查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決處理。

六、移動(dòng)式預(yù)制臺(tái)座的施工工藝流程

結(jié)語(yǔ)

本預(yù)制梁移動(dòng)式臺(tái)座施工工法主要適用于數(shù)量較少、工期緊短的橋梁梁體預(yù)制施工，采用移動(dòng)式臺(tái)座進(jìn)行預(yù)制梁施工，既可降低預(yù)制場(chǎng)場(chǎng)地建設(shè)費(fèi)和場(chǎng)地復(fù)耕或路基修復(fù)費(fèi)，還可大大節(jié)省施工工期（預(yù)制梁可以橋梁下部同時(shí)施工，待下部構(gòu)造施工完畢后進(jìn)行一次性安裝），給工程施工減免很多不必要的麻煩。

[1]王洪全.預(yù)應(yīng)力先張法生產(chǎn)預(yù)制梁臺(tái)座設(shè)計(jì)施工技術(shù)[J].2006（22）.