預(yù)制立柱、蓋梁拼裝施工與質(zhì)量控制

周春雄

【摘要】隨著城市化的快速發(fā)展，為了解決交通擁堵問題，橋梁建設(shè)越來越多。因此，尋求一種裝配式、快速、集約化的橋梁施工技術(shù)顯得尤為重要。本文結(jié)合軍工路快速路新建工程實例，對預(yù)制立柱、蓋梁拼裝進行了分析，最后提出有效的質(zhì)量控制措施，該工藝減少了施工期占地面積，提高了施工效率，保證了工程質(zhì)量，確保了高架橋施工的順利完成。

【關(guān)鍵詞】橋梁建設(shè);預(yù)制立柱;蓋梁拼裝;施工技術(shù);質(zhì)量控制

1、工程概況

軍工路快速路新建工程，工程范圍為逸仙路軍工路立交至中環(huán)線軍工路立交，工程以逸仙路軍工路立交為起點由北向南與中環(huán)線軍工路立交改建南北匝道相接，全長約7.3km。全線分為兩個標段，以寶山和楊浦區(qū)界為分界點，全線高架橋梁上部組合鋼板梁的預(yù)制和運輸計入I標，工程范圍內(nèi)全線主線高架橋梁立柱及蓋梁的預(yù)制和運輸計入II標。

II標段主線起始于寶山與楊浦區(qū)界東側(cè)，止于中環(huán)線立交。工程包含高架快速路的新建和地面輔路的改擴建以及八個平行匝道，主線均為高架橋梁，范圍為樁號：K2+262.035～K7+306.515，路線全長約5.044km;主路為雙向4車道，地面輔路為雙向4～6車道，范圍樁號：K2+235.682～K7+315.381，路線全長為5.080km，工程造價約7.08億元。本標段標準立柱及蓋梁采取預(yù)制裝配式施工工藝、異型蓋梁采用分段預(yù)制施工，立柱及蓋梁經(jīng)構(gòu)件廠預(yù)制加工好后，運輸至施工現(xiàn)場進行裝配式施工。

2、預(yù)制拼裝工藝的特點

2.1 工廠化生產(chǎn)模式促進施工質(zhì)量提升

橋梁中應(yīng)用到的構(gòu)件，采用工廠預(yù)制的方式來完成，通過產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的模式，降低構(gòu)件生產(chǎn)制作中的誤差，從而促進施工質(zhì)量提升。

2.2 機械化工藝促進安全性提升

在預(yù)制拼裝工藝應(yīng)用中，本項目高架橋梁結(jié)構(gòu)大面積采用裝配式施工工藝，預(yù)制拼裝率達到95%以上，在路橋工業(yè)化建造技術(shù)上再創(chuàng)新高，將以往現(xiàn)場大量施工內(nèi)容，轉(zhuǎn)移至工廠內(nèi)機械化生產(chǎn)和集中管控，大幅減少了現(xiàn)場施工人員數(shù)量和現(xiàn)場施工管理強度，從而降低了現(xiàn)場安全管理風(fēng)險。

2.3 加快施工速度促進工期保障

預(yù)制構(gòu)件根據(jù)施工計劃在工廠內(nèi)進行預(yù)制，根據(jù)工程需要運輸至現(xiàn)場進行吊裝，依照計劃方案展開，具有較高的施工效率，能夠有效縮短現(xiàn)場的施工工期。

2.4 減少施工占地，降低對交通的影響

在一些較為繁忙的交通道路上，應(yīng)用預(yù)制拼裝工藝進行施工，能夠有效避免臨時性支架的搭設(shè)，只需要在夜間交通流量最低時，臨時占用部分車道，做好臨時交通組織，迅速進行構(gòu)件吊裝作業(yè)，至凌晨車流量增多前恢復(fù)交通，把對社會交通的影響降到最低。

2.5 提升低碳環(huán)保綠色，促進文明施工

在進行構(gòu)件預(yù)制拼裝施工的過程中，構(gòu)件工廠化預(yù)制更加高效，有效降低現(xiàn)場作業(yè)產(chǎn)生的噪聲和揚塵等，大幅提升施工文明程度。

3、預(yù)制立柱、蓋梁拼裝施工工藝

3.1立柱拼接施工工藝

3.1.1立柱與立柱拼接施工工藝流程

拼接面測量→鑿毛→鋼筋除銹→鋪設(shè)擋漿板→調(diào)節(jié)墊塊找平→充分濕潤拼接縫表面→鋪設(shè)砂漿墊層→立柱吊裝就位→調(diào)節(jié)設(shè)備安放→垂直度、標高測量→調(diào)節(jié)立柱垂直度→灌漿套筒連接或金屬波紋管連接。

3.1.2 部分立柱分段預(yù)制，上、下兩節(jié)立柱在現(xiàn)場拼接施工，立柱與立柱拼接施工工藝流程：操作平臺安裝→立柱吊裝臨時匹配（吊機不松鉤）→垂直度測量、構(gòu)件起吊（兩臺經(jīng)緯儀）→調(diào)節(jié)垂直度→涂刷環(huán)氧粘結(jié)劑→立柱吊裝、粘結(jié)劑到強度后松鉤→灌漿。

立柱與立柱之間拼接采用環(huán)氧粘結(jié)劑連接，環(huán)氧粘結(jié)劑初步固化時間應(yīng)不小于1h，應(yīng)在規(guī)定的兩面涂抹厚度條件下，發(fā)生均勻的擠出量，并僅有滴掛而無流淌現(xiàn)象。拼裝前對立柱拼接縫進行表面處理，確保表面無油、無水及無可見灰份。環(huán)氧粘結(jié)劑應(yīng)有防老化、防碳化、防強腐蝕性的特點。

3.1.3 立柱進場吊裝步驟

立柱運輸進場后，卸車至地面，立柱的底部下鋪設(shè)橡膠輪胎，更換吊裝吊索，實施立柱的立直吊裝作業(yè)，示意圖如下圖1：

3.1.4 立柱校正

同一承臺的立柱吊裝就位后，每根立柱采用四臺手動千斤頂，來校正立柱的垂直度，監(jiān)控儀器：由二臺經(jīng)緯儀在兩個方向同時監(jiān)測校核立柱中心標記。垂直度校正誤差為H/1000。垂直度校正后，馬上進行注漿，注漿完成后，再進行立柱垂直度的復(fù)測。待灌漿料達到設(shè)計強度后，可撤去千斤頂。校正千斤頂?shù)脑O(shè)置示意圖下圖2-圖3：

3.2蓋梁拼接施工工藝

3.2.1蓋梁拼接施工工藝流程

蓋梁拼接施工工藝流程為：蓋梁與立柱拼接面匹配施工→立柱頂調(diào)節(jié)墊塊找平，進行蓋梁預(yù)拼裝→蓋梁吊裝就位后調(diào)節(jié)蓋梁空間坐標→蓋梁與立柱接縫采用高強砂漿灌漿，同時制取砂漿試件→進行套筒灌漿，同時制取灌漿料試件→待砂漿墊層和套筒灌漿料試件強度滿足要求后全部預(yù)制構(gòu)件拼裝完成。

3.2.2 蓋梁與立柱拼接措施

蓋梁與立柱拼接處座漿與立柱和承臺拼接座漿施工方法類似，座漿前應(yīng)進行立柱軸線、標高的復(fù)核以及接觸面的鑿毛清理。座漿施工采用定制的擋板，高度約5cm，擋板用螺栓固定于立柱頂部預(yù)留的螺栓孔上（每邊2孔），螺栓孔為條形，擋板可通過螺栓孔調(diào)節(jié)伸出立柱頂面的高度。調(diào)節(jié)至設(shè)計標高后，放置調(diào)節(jié)墊塊，即可進行座漿料的拌制、澆筑。

3.2.3 蓋梁校正

蓋梁位置校正通過在立柱頂面放置4個2cm厚調(diào)節(jié)墊塊，測量復(fù)核4個調(diào)節(jié)墊塊的頂面標高，確保標高滿足設(shè)計要求。若出現(xiàn)標高控制不到位現(xiàn)象，應(yīng)調(diào)整墊塊厚度，通過增加或減少墊塊厚度來確保標高滿足要求。蓋梁就位后，需進行安裝施工的軸線復(fù)核。立柱、蓋梁軸線標高必須校正到位，待座漿料達到強度后，可以對原先的立柱四周的臨時支撐裝置進行拆除，并準備開始套筒灌漿施工。

3.3現(xiàn)場灌漿施工工藝

3.3.1吊裝灌漿工序時間節(jié)點

構(gòu)件吊放、起吊就位后，需對波紋管灌漿孔進行清理，使用高壓水槍沖孔，高壓氣槍清除多余水分。采用千斤頂進行臨時加固，并于7天內(nèi)進行灌漿連接工序。拌漿設(shè)備應(yīng)用自制攪拌機，攪拌持續(xù)3min。在墊層砂漿終凝之后再對其開展壓漿施工。當(dāng)現(xiàn)場檢驗的灌漿料1d強度大于35MPa后，方可進行千斤頂拆卸作業(yè)及其他臨時設(shè)施。

3.3.2 砂漿墊層

應(yīng)用C60砂漿墊層完成立柱蓋梁的拼接縫處理，在對之進行配制時采用自帶計量稱重功能的攪拌機拌制完成，可同時對用水量進行計量。

3.3.3 灌漿料準備

套筒灌漿料采用歐維姆公司出產(chǎn)的100MPa高強無收縮水泥基灌漿料。砂漿料于場內(nèi)專業(yè)倉庫儲存，外出施工時通過隨車吊以及定制小型集裝箱運輸，確保原材料不破壞、受損。高強灌漿料在配制時，按照水、砂漿比12：100進行配制，所采用稱量設(shè)備誤差要求控制在10g以內(nèi)。如果在進行拼裝施工時，外界環(huán)境溫度<5℃，應(yīng)當(dāng)對高強灌漿料作保溫處理，確保其溫度處于10℃到40℃之間，同時還需要對拌合水做加熱處理，且將溫度控制在30℃到65℃之間，最終成品投入使用時溫度應(yīng)在10℃以上。

3.3.4 拌漿過程

采用專門定制的拌漿機進行施工，其整體過程應(yīng)在3min以內(nèi)，分為三個步驟來完成：

第一步：將砂漿料和水放入到拌漿機之中，然后打開電機、轉(zhuǎn)盤;

第二步： 在開始拌合1min之后，可應(yīng)用攪拌棒刮落粘附在拌漿桶上壁的砂漿料;

第三步： 在拌合進行2min之后，應(yīng)采用攪拌棒刮起沉淀在桶底及桶底邊緣的砂漿料。

如果在完成拌制之后，應(yīng)用攪拌棒攪動漿料，發(fā)現(xiàn)其中存在著固態(tài)干料，則應(yīng)當(dāng)對之進行繼續(xù)攪拌，直到漿料無干料的時候為止。

3.3.5 壓漿工藝及停漿控制指標

將拌制完成的漿料倒入到壓漿機之中，開始壓漿施工。壓漿過程為漿料從入漿口壓漿、出漿口出氣;觀察灌漿料的流動性，發(fā)現(xiàn)有凝結(jié)的跡象，立即停止灌漿。如果波紋管內(nèi)未灌滿漿料，要立即用高壓水槍沖出漿料并且清洗灌漿設(shè)備，重新拌制灌漿料進行灌漿;灌漿應(yīng)以出漿無水、無氣泡后連續(xù)5秒，方可停止灌漿，灌漿口堵上橡膠塞。

4、立柱、蓋梁預(yù)制安裝質(zhì)量控制重點

4.1 方案審查優(yōu)化

在進行構(gòu)件預(yù)制之前，采用BIM技術(shù)完成各構(gòu)件的仔細核查工作，對整個安裝方案進行提前優(yōu)化，以保證整個預(yù)制過程能夠順利完成，有效提升構(gòu)件預(yù)制加工的質(zhì)量。

4.2 控制軸線放樣質(zhì)量和標高測量質(zhì)量

在進行施工現(xiàn)場定位時，對標高控制點、軸線定位點等進行妥善的保護，避免在施工過程中對之造成破壞，同時在施工期間注意復(fù)核檢查，保證其準確性。同時各控制點測設(shè)必須由專業(yè)的測量人員來完成，且測設(shè)須得到書面認可。

4.3 材料質(zhì)量控制措施

材料質(zhì)量是整個工程項目施工質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素，在對材料進行采購的過程中，嚴格按照質(zhì)量標準來進行采購。當(dāng)施工材料運送到現(xiàn)場之后，監(jiān)理對材料進行抽檢，如果發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題，應(yīng)通知施工單位，對該批次材料做退貨處理。同時應(yīng)根據(jù)施工工序、現(xiàn)場施工需要等，做好材料的保管、存儲工作，材料存放安排專門的人員進行管理，對存放較長時間的材料，在應(yīng)用前進行二次復(fù)試取樣。凡是檢查不合格產(chǎn)品或是無產(chǎn)品合格證明的材料，都不能應(yīng)用到工程項目之中，必須對之做封存、退場處理。

4.4 構(gòu)件安裝控制重點及措施

立柱蓋梁預(yù)制件，必須經(jīng)檢驗合格且套筒內(nèi)腔，確保通暢無雜物，方可進行安裝。構(gòu)件安裝作業(yè)前，對作業(yè)人員進行安全技術(shù)交底，做到全覆蓋，檢查施工現(xiàn)場吊裝機械、吊點及設(shè)置位置是否與經(jīng)批準方案一致。對施工測量儀器的校定，檢查其標定有效期。構(gòu)件在后場提前劃好標準控制線，現(xiàn)場安裝前對承臺頂面高程、墩頂面高程進行復(fù)測，誤差在允許偏差內(nèi)方可安裝。構(gòu)件安裝前、后，準確測量構(gòu)件高程、位置和姿態(tài)，不符合要求及時校正。

在立柱的安裝過程中，嚴格檢查立柱之間的間距和垂直度，特別是要精確控制立柱的相對位置，以確保蓋梁能夠順利安裝，常見的錯誤是，每根立柱安裝誤差符合要求，但兩根立柱之間扭轉(zhuǎn)，造成蓋梁無法安裝。在進行立柱蓋梁分段拼裝時，拼接面處理、測量后，采用環(huán)氧粘結(jié)劑對拼接面進行雙面涂刷處理，且控制涂裝的均勻性和厚度，節(jié)段吊裝就位和安裝調(diào)節(jié)設(shè)備調(diào)節(jié)完成后，施加臨時預(yù)應(yīng)力，保證拼接面均勻受壓，壓應(yīng)力≥0.35MPa，待粘結(jié)劑固化達到設(shè)計強度后，方可拆除臨時預(yù)應(yīng)力。

4.5 套筒壓漿控制重點

壓漿材料拌制完成后應(yīng)及時使用，通常存放時間不能超過30min，且對其性能復(fù)試時應(yīng)達到設(shè)計的要求。壓漿時確保出漿口有濃漿冒出且無氣泡方可持壓封堵，以此保證套筒內(nèi)漿液的密實度。

結(jié)語：

構(gòu)件預(yù)制拼裝技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用，不僅大大減少了施工占地面積，而且能夠在交通量最小的時間段，見縫插針地進行“搭積木”式的拼裝施工，極大地縮短了施工時間，將對社會道路交通的影響降至最低;橋梁預(yù)制拼裝構(gòu)件采用工廠化、工業(yè)化集中模塊化生產(chǎn)，專業(yè)化程度高、質(zhì)量好、速度快，有利于保證工期，有利于質(zhì)量、安全、進度和文明施工管理，適合“低碳、環(huán)保、綠色”建筑工業(yè)化發(fā)展大環(huán)境的需要，具有較大的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2017）[S].

[2]《預(yù)制拼裝橋墩技術(shù)規(guī)程》（DG/TJ08-2160-2015）[S].

[3]《公路工程裝配式施工質(zhì)量驗收評定標準》（DG/TJ08-2250-2017）[S].

[4]丁林.城市橋梁預(yù)制拼裝施工與質(zhì)量控制[J].住宅與房地產(chǎn).2018-07-05