短線(xiàn)法節(jié)段梁預(yù)制和架設(shè)施工質(zhì)量控制技術(shù)研究

王曉磊

(中鐵三局集團(tuán)廣東建設(shè)工程有限公司， 廣州 510630)

1 節(jié)段梁預(yù)制和架設(shè)施工工藝

某高架橋工程結(jié)構(gòu)型式為節(jié)段拼裝連續(xù)剛構(gòu)，預(yù)制施工采用短線(xiàn)法施工工藝，架設(shè)施工采用“先簡(jiǎn)支后連續(xù)”的節(jié)段拼裝施工工藝，是一種國(guó)內(nèi)前所未有的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，技術(shù)難度高，且國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有成熟的施工經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。

本高架橋結(jié)構(gòu)型式多變，孔跨類(lèi)型多，箱內(nèi)有多種施工齒塊，底板也設(shè)計(jì)有多種臨時(shí)張拉齒塊，預(yù)制時(shí)每節(jié)段都不相同，施工工藝復(fù)雜多變，鋼筋奇形怪狀，管道數(shù)量多變，腹板設(shè)計(jì)大角度薄壁結(jié)構(gòu)，預(yù)制施工難度大，質(zhì)量控制難度大[1]。架設(shè)在國(guó)道G105中間施工，節(jié)段拼裝架設(shè)施工條件復(fù)雜，施工場(chǎng)地局限性大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，且施工工序繁多，施工周期長(zhǎng)，交叉作業(yè)多，架設(shè)施工難度大，安全質(zhì)量控制點(diǎn)多。因此，需對(duì)預(yù)制和架設(shè)施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。

短線(xiàn)法節(jié)段梁預(yù)制和架設(shè)施工工藝流程如圖1、圖2所示。

圖1 節(jié)段梁預(yù)制施工工藝流程圖

圖2 節(jié)段拼裝架設(shè)施工工藝流程圖

2 質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 測(cè)量質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 測(cè)量?jī)x器的選用

測(cè)量系統(tǒng)由測(cè)量塔、固定端模組成。測(cè)量塔基礎(chǔ)應(yīng)無(wú)沉降，測(cè)量塔柱采用混凝土灌注，隔熱材料包裹避免熱脹冷縮，設(shè)置測(cè)量棚保證測(cè)量環(huán)境溫度一致，并定期對(duì)測(cè)量塔進(jìn)行校核。

測(cè)量?jī)x器采用萊卡TS15A全站儀，精度1 s。儀器均定期自校和送計(jì)量局校準(zhǔn)。由第三方專(zhuān)業(yè)公司建立數(shù)據(jù)庫(kù)，保證數(shù)據(jù)的正確性。測(cè)量數(shù)據(jù)和放樣數(shù)據(jù)采用GeomPro軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，軟件自帶糾偏功能。

2.1.2 測(cè)量精度控制

(1)編制合理的測(cè)量方案。

(2)測(cè)量作業(yè)由專(zhuān)業(yè)的測(cè)量組執(zhí)行，采用復(fù)測(cè)制度，記錄采用互檢制度。

(3)每次測(cè)量均對(duì)固定端?；鶞?zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校對(duì)，校對(duì)無(wú)誤后方可測(cè)量。

(4)測(cè)量?jī)x器采用萊卡TS15A全站儀，在超出測(cè)量精度要求的氣息條件下，儀器會(huì)自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)停止工作[2]。

(5)避免在6級(jí)以上大風(fēng)天氣進(jìn)行測(cè)量作業(yè)。

(6)避免在高溫時(shí)段進(jìn)行測(cè)量作業(yè)。

(7)若測(cè)量過(guò)程存在誤差，則將誤差需均勻分布到各節(jié)段梁上。

2.2 混凝土澆筑施工質(zhì)量控制技術(shù)

2.2.1 研究思路

混凝土澆筑施工質(zhì)量控制的研究思路為：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—分析原因—采取措施—施工檢驗(yàn)。重復(fù)以上過(guò)程直至問(wèn)題得以解決。分析原因和采取措施時(shí)采用逐條排除法，明確解決方向，逐步解決問(wèn)題。

2.2.2 混凝土澆筑施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)

(1)混凝土配合比選取

根據(jù)施工條件和施工環(huán)境，配制滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的理論配合比，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工性能要求，做到因地制宜。

(2)混凝土拌制、運(yùn)輸、檢測(cè)控制

①根據(jù)混凝土的供應(yīng)方式，制定相應(yīng)的施工性能控制。

②根據(jù)運(yùn)輸距離、施工季節(jié)等條件，制定混凝土的出機(jī)和到場(chǎng)施工性能，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，確定適合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工性能控制參數(shù)。

(3)混凝土澆筑施工工藝

①混凝土澆筑選擇“水平分層，斜向分段”的澆筑工藝。

②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工結(jié)構(gòu)，選擇實(shí)際澆筑分層厚度，確定澆筑的方量。

③選擇“插入式振搗為主，高頻振動(dòng)器輔助”的振搗方式，振搗時(shí)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。

④澆筑用的工裝做好計(jì)量標(biāo)記，保證計(jì)量準(zhǔn)確。

⑤混凝土收面采用“二次收面”施工。

⑥混凝土橋面及時(shí)進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)。

⑦留置符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的混凝土試件。

(4)臨時(shí)張拉臺(tái)混凝土澆筑質(zhì)量控制技術(shù)

①按照臨時(shí)張拉臺(tái)型號(hào)，加工組裝簡(jiǎn)便的定型鋼模板，鋼模板預(yù)留成孔管孔洞，直徑較設(shè)計(jì)直徑大5～10 mm，采用對(duì)稱(chēng)螺桿固定[3]。

②澆筑前必須對(duì)澆筑范圍內(nèi)的混凝土進(jìn)行鑿毛處理。

③模板的中心線(xiàn)必須與梁體中心線(xiàn)重合。

④采用定位裝置確保臨時(shí)張拉臺(tái)預(yù)留孔位置準(zhǔn)確，且保證預(yù)留鋼筋處于中間位置。

⑤混凝土澆筑采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗，振搗時(shí)間和振搗點(diǎn)位結(jié)合實(shí)際制定。

⑥混凝土須與待澆梁一同澆筑。

⑦澆筑前對(duì)預(yù)留鋼筋位置進(jìn)行核對(duì)，位置過(guò)偏時(shí)必須進(jìn)行處理。

2.3 預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量控制技術(shù)

2.3.1 研究思路

預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量控制技術(shù)的研究思路為：根據(jù)施工條件制定可行的施工方案，施工后根據(jù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題改進(jìn)施工方案，進(jìn)行施工實(shí)踐，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)和建議，重復(fù)改進(jìn)和實(shí)踐過(guò)程，逐步完善施工工藝，直至達(dá)到施工操作簡(jiǎn)單、質(zhì)量可控、高效作業(yè)的水平[4]。

2.3.2 設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力孔道成孔方案

波紋管用雙“#”形定位鋼筋固定(定位鋼筋間距直線(xiàn)段為80 cm，曲線(xiàn)段及底板束為50 cm)，在鋼束豎彎、平彎的曲線(xiàn)段及底板鋼束沿梁底曲線(xiàn)布置段設(shè)置防崩鋼筋，防崩鋼筋采用“U”形定位鋼筋，間距 0.1 m，開(kāi)口朝向曲線(xiàn)凸側(cè)。頂板及腹板懸拼束錨墊板通過(guò)錨槽盒用螺栓直接固定在固定端模上，擰緊螺栓防止漏漿。

2.3.3 優(yōu)化后的預(yù)應(yīng)力孔道成孔方案

(1)波紋管鋼筋骨架綁扎定位

波紋管用雙“#”形定位鋼筋固定(定位鋼筋間距直線(xiàn)段為50 cm，曲線(xiàn)段及底板束為30 cm)，在鋼束豎彎、平彎的曲線(xiàn)段及底板鋼束沿梁底曲線(xiàn)布置段設(shè)置防崩鋼筋，防崩鋼筋采用“U”形定位鋼筋，間距 0.1 m，開(kāi)口朝向曲線(xiàn)凸側(cè)。波紋管定位后，預(yù)應(yīng)力波紋管在吊裝前填充比管徑小5 mm的硬PVC管，橫向預(yù)應(yīng)力管道固定端預(yù)留排氣管。

(2)波紋管與端模定位

①與固定端模定位

在固定端模上，采用硬質(zhì)尼龍楔形塞(堵頭)定位，堵頭直徑比管徑小2～5 mm，堵頭長(zhǎng)度15～20 cm，穿入波紋管頭5 cm。固定時(shí)需將固定螺栓擰緊，使堵頭端面與固定端模間無(wú)縫隙。

②在匹配面處，采用堵頭將待澆梁段波紋管與相應(yīng)位置匹配梁波紋管“連接”，堵頭采用中間粗，兩頭小的楔形結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)30 cm，直徑比波紋管內(nèi)徑小2～5 mm，兩頭各5 cm。在待澆筑梁波紋管上安裝內(nèi)徑和設(shè)計(jì)波紋管外徑相同的套管，套管長(zhǎng) 10 cm，待堵頭安裝完成后，旋轉(zhuǎn)與匹配梁密合，用膠袋進(jìn)行封堵，并設(shè)“U”卡固定，防止波紋管端部在混凝土澆筑過(guò)程中移位和砂漿進(jìn)入管道。

③頂板及腹板懸拼束錨墊板通過(guò)錨槽盒用螺栓直接固定在固定端模上，錨槽盒與固定端模間設(shè)止?jié){條，并擰緊螺栓防止漏漿。

2.3.4 預(yù)應(yīng)力孔道成型質(zhì)量保證技術(shù)

采用預(yù)應(yīng)力孔道定位裝置，保證了預(yù)應(yīng)力波紋管管口與模板和匹配梁的有效固定；采用預(yù)應(yīng)力管道套管技術(shù)，封閉了預(yù)應(yīng)力波紋管與端模的預(yù)留空隙，保證混凝土不進(jìn)入管道；采用內(nèi)襯管裝置，保證預(yù)應(yīng)力塑料波紋管不會(huì)整體變形和局部凹陷。該施工技術(shù)操作簡(jiǎn)單，工裝可重復(fù)利用，施工效率高、質(zhì)量?jī)?yōu)、節(jié)能環(huán)保。

(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際需要，優(yōu)化設(shè)計(jì)定位鋼筋的間距和形式，保證鋼筋骨架上孔道定位的準(zhǔn)確和牢固。

(2)采用硬質(zhì)厚壁的PVC圓管作為填充管，填充管外徑比預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)徑小3 mm,既可避免振搗棒和鋼筋擠壓引起管道變形量超標(biāo)，也可避免管道破裂引起漿體封堵管道，保證管道成孔質(zhì)量。

(3)采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的定位管道堵頭，堵頭外徑比管道內(nèi)徑小2 mm，長(zhǎng)度適中，保證了管道口與模板和匹配梁管道口的對(duì)接，既可保證定位牢固準(zhǔn)確，也可保證相鄰節(jié)段孔道的對(duì)接質(zhì)量。

2.4 節(jié)段梁涂膠施工質(zhì)量控制技術(shù)

2.4.1 環(huán)氧樹(shù)脂膠的選用和拌制

節(jié)段梁拼接用膠采用專(zhuān)用K-801結(jié)構(gòu)膠，膠由A組分和B組分組成，重量比為3∶1，即9 kg∶3 kg。使用時(shí)，將B組分倒入A組分的桶中，利用手持式攪拌設(shè)備將兩種組分充分?jǐn)嚢柚令伾鶆蚣纯砷_(kāi)始涂膠，攪拌時(shí)間約30 s，并做到隨拌隨用。環(huán)氧樹(shù)脂膠選用時(shí)，還應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)和不同施工季節(jié)選用對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，保證施工性能。

2.4.2 孔道膠圈的設(shè)計(jì)

為避免環(huán)氧樹(shù)脂膠在擠壓過(guò)程中進(jìn)入預(yù)應(yīng)力管道，在每個(gè)預(yù)應(yīng)力管道周邊設(shè)置1個(gè)密封膠圈。密封膠圈既要滿(mǎn)足密封要求，又不能對(duì)拼縫質(zhì)量造成影響，孔道密封膠圈的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

(1)膠圈厚度為3～5 mm，膠圈內(nèi)徑比孔道直徑大20 mm，膠圈環(huán)寬度為5～8 mm。

(2)密封膠圈一面帶膠，并帶有保護(hù)紙，使用時(shí)撕開(kāi)保護(hù)紙，直接黏貼到梁面，方便快捷。

2.5 臨時(shí)張拉施工質(zhì)量控制技術(shù)

(1)臨時(shí)張拉準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙要求，頂板臨時(shí)張拉需加工臨時(shí)張拉鋼齒塊，作為臨時(shí)預(yù)應(yīng)力與梁體的傳力裝置，同時(shí)需根據(jù)設(shè)計(jì)位置配置各種型號(hào)規(guī)格的精軋螺紋鋼、精軋螺母、精軋螺紋鋼接駁器等連接構(gòu)件[5-7]。根據(jù)設(shè)計(jì)臨時(shí)張拉力的要求，還需配置4套60 t穿心千斤頂，保證預(yù)應(yīng)力頂板4束張拉束，底板2束張拉束可對(duì)稱(chēng)均勻張拉。

(2)臨時(shí)張拉施工技術(shù)

臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉按照施工順序從一端向另一端逐節(jié)施工，施工步驟如下：

①在拼接膠涂抹完成后，用天車(chē)慢慢移動(dòng)梁調(diào)整位置，待剪力鍵對(duì)好位置后，移動(dòng)天車(chē)把拼縫減小到 3～5 mm。

②在頂板和底板臨時(shí)張拉臺(tái)預(yù)留孔內(nèi)穿入精扎螺紋鋼，在固定端加鋼墊板，用精扎螺母把固定端固定。

③在張拉端穿進(jìn)鋼墊板后，把固定精扎螺母擰到位。

④安裝千斤頂過(guò)渡套和千斤頂。

⑤施加預(yù)應(yīng)力，張拉力為設(shè)計(jì)張拉力。

⑥擰緊固定端螺母，千斤頂卸載。

⑦張拉端梁段轉(zhuǎn)換懸掛體系。

循環(huán)上述步驟，直至最后一節(jié)段梁完成(最后一節(jié)梁不需懸掛體系轉(zhuǎn)換)。

(3)臨時(shí)張拉施工技術(shù)要求

①臨時(shí)張拉開(kāi)始前必須檢查千斤頂和張拉油泵的工作狀態(tài)和鑒定狀態(tài)，油表和頂必須配套使用。

②必須先檢查固定端精扎螺母是否連接到位，固定端連接合格后方可開(kāi)始張拉。

③檢查連接精扎螺紋鋼與預(yù)留孔是否處于同一直線(xiàn)上，若出現(xiàn)精扎螺紋鋼與預(yù)留孔道擠壓情況，需處理好后再進(jìn)行施工。

④在張拉作業(yè)前，必須檢查頂板臨時(shí)張拉齒坎的固定是否牢固。

⑤施工前檢查所用工具是否齊全。

⑥起始張拉塊要保證距離支腿位置 1 400 mm,且保證另一端張拉有位置。

⑦臨時(shí)張拉前先用天車(chē)把相鄰梁塊上、下、左、右對(duì)齊再開(kāi)始對(duì)稱(chēng)張拉作業(yè)。

⑧在拼裝過(guò)程中，梁塊與架橋機(jī)主梁應(yīng)平行前進(jìn)，變化范圍不得大于5 mm,以保證全部節(jié)段能拼裝完成為準(zhǔn)。梁底高于墩頂塊200 mm，保證能安裝底板張拉束的千斤頂即可，不宜過(guò)高，避免冒頂風(fēng)險(xiǎn)。

⑨臨時(shí)張拉作業(yè)施工時(shí)，張拉作業(yè)的施工應(yīng)力必須以技術(shù)人員下發(fā)的油表讀數(shù)表為準(zhǔn)，且必須在有技術(shù)人員在場(chǎng)的情況下施工。

⑩頂板臨時(shí)張拉齒坎必須固定牢固，且底面保持水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以某高架橋項(xiàng)目為依托，研究了節(jié)段梁預(yù)制和架設(shè)施工質(zhì)量控制技術(shù)，主要對(duì)測(cè)量、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力工程、節(jié)段梁涂膠、臨時(shí)預(yù)應(yīng)力幾個(gè)關(guān)鍵工序進(jìn)行研究，在實(shí)際施工中取得了良好的成效，可為今后類(lèi)似工程的施工提供參考。