楊玉光

(黑龍江省公路勘察設計院,黑龍江 哈爾濱 150080)

裝配式技術誕生于上世紀50年代，最早是由法國開始興起，之后傳入英國，直到70年代才從英國引入美國,時至今日,裝配式技術在歐美和日本的發(fā)展已經相對成熟，其過程經歷了大概30年之久，因此，發(fā)展基礎相對牢固。在我國，裝配式技術在高寒地區(qū)路橋工程建設中的應用，對我國市政建設起著很大的積極作用。

1 道路工程建設領域

隨著當前我國新型城市化建設進程的不斷深入推進,市政大道橋梁在我國城市交通中心開工建設,需要同時滿足的是減小城市影響，改善城市交通,縮短橋梁施工準備工期,減少城市環(huán)境影響等基本要求。目前，我國裝配式技術正在高寒雨雪地區(qū)建設實施，由于市政路橋建設項目具有很好的市場適應性，因此在國內道路基礎工程建設技術領域進行了積極探索,并且主動引進了國內外先進的新型裝配式道路構件。由于小型道路澆筑工程自身具有結構性的特點,能夠直接使用小型裝配式澆筑構件的大部分澆筑工程件數較少,目前主要應用的是小型裝配式隧道路面澆筑基層和大型裝配式道路擋土墻，其上面再加鋪一層瀝青的路面層即可以構成白加黑的復合式施工路面。該建筑技術就是針對當前市政道路基層建設過程工期長、質量差和保證率低的市場現狀而進行研發(fā)的一種新型市政路面工程基層建筑結構。改革開放后,我國建筑裝配式工程事業(yè)已經步入快速繁榮發(fā)展的新時期,其急速繁榮發(fā)展主要表現在以下兩個方面:其一，現代市政業(yè)和公用建筑工程業(yè)已成為我國裝配式工程技術事業(yè)發(fā)展的主要技術陣地,且經過發(fā)展與經驗總結，使得高寒地區(qū)的市政路橋方面也開始出現了裝配式技術的使用，實現了從整個節(jié)段結構裝配的全部或部分上、下結構組合方向的發(fā)展；其二，在高寒地區(qū)技術應用的過程中，實現了從小于裝配式主體構造物部分或者其上部主體結構，向大于裝配式主體構造物的部分或者其下部主體結構方向的發(fā)展。

2 在橋梁工程建設領域

首先,裝配式橋梁結構上部在我國橋梁上部建設技術領域并非是一個全新的技術概念,在幾十年我國建設橋梁發(fā)展歷史過程中,橋梁上部結構逐步發(fā)展形成了以配合現澆鋼筋混凝土橋梁下部結構、配合新型預應力鋼筋混凝土結構板梁、t型箱梁、小拱型箱梁、鋼箱梁等為主要結構預制件的裝配式結構，以及配合上部主體結構新型橋梁等的建設發(fā)展模式。以哈爾濱城市道路橋梁建設為例，我市公司有著比較成熟的項目建設工程管理、設計、工廠工程預制、運輸、架設、質檢工程驗收、運營維修養(yǎng)護以及工程質量管理造價風險控制等多方面的工作經驗。國家決定推行公路裝配式橋梁建筑后,積極主動相應配合國家出臺相關扶持政策,在公路橋梁工程建設相關領域已經進行了充分的基礎技術研究探索和事前準備實施工作。先后與上海、安徽等我國裝配式結構橋梁行業(yè)發(fā)展較快發(fā)達地區(qū)的多家相關專業(yè)技術開發(fā)單位共同建立了戰(zhàn)略合作伙伴關系,在研究裝配式結構橋梁主體結構,裝配式結構橋梁+bimh等領域一直進行著積極的相關技術研究準備開發(fā)工作。其次,裝配式公路橋梁建設在哈爾濱(高寒雨雪地區(qū)特大型大中城市)建設具有非常重要的戰(zhàn)略意義。全新設計概念的裝配式新型橋梁結構建筑由原來的橋梁預制件以及框架，發(fā)展成為以新型預制橋梁方樁、管樁、墩柱、蓋梁、橋臺結構為主要代表的新型橋梁建筑下部結構；以拱型板梁、小拱型箱梁、鋼混凝土組合梁結構為主要代表的新型橋梁上部附屬結構；以新型預制橋梁防護和撞墻、擋墻、涵洞、通道、管廊等結構為主要代表的新型橋梁上部附屬基礎設施的綜合工程設計應用。全新設計概念的公路橋梁主體建筑設計具有其積極意義，可以在一定程度上加快我市橋梁整體建設施工速度,應對目前我市高寒大雪地區(qū)橋梁施工期短的各種問題。工廠化橋梁預制施工可以有效加強人為控制施工質量的管理；杜絕人為控制因素的橋梁工程質量下降問題；提高我市橋梁各種高強度、新一代材料的綜合應用能力；提高我市橋梁整體建設的內在技術品質；促進我市橋梁整體建設工程技術上的進步。全新的新型裝配式結構橋梁的技術應用方式，能夠使其革命性的有效推動當前我國現代橋梁工程建設的快速發(fā)展。符合國家關于促進可持續(xù)發(fā)展的宏觀理念政策要求,綠色、節(jié)能、減少人類勞動力的大量使用；提高我國橋梁公路建設的內在技術品質；推動我國橋梁公路建設工程技術的不斷進步。第三,在大力推進新型裝配式現代建筑建設的同時,發(fā)現以下一些問題時還需及時著力加以解決，如先期準備引入高標準的裝配式建筑材料生產線加工廠；滿足所有裝配式建筑企業(yè)高標準的設計要求；施工項目配合設計能力得以實現，設計按照實際施工要求調整,逐步完善形成項目設計，力求與施工配合能力完全相匹配,進而真正做到整個項目建設過程鏈條完全滿足所有裝配式配合建筑的設計要求。

3 裝配式技術在高架橋梁的應用分析

從節(jié)段部分主體裝配式結構上部結構向節(jié)段裝配式全部上下主體結構技術發(fā)展，是近年來我國城市道路橋梁裝配式結構技術應用發(fā)展最主要的發(fā)展趨勢和主要特點之一。裝配式施工技術主要是指各類工程建筑構造物的絕大多數或全部主體結構，都可以采用建筑工廠直接預制、現場加工裝配的一種具備一定技術性的裝配式加工工藝方式。相比節(jié)段裝配預制或部分節(jié)段預制,該工程裝配的節(jié)段裝配對效率要求更高,一般不能超過90%,施工的技術難度更大。浙江省就首次提出采用全新半預制橋式拼裝橋梁技術工藝，建設北京城市干道高架橋一紹興市越東路及南延段北京智慧交通快速路一期建設項目、天津市首座全新半預制橋式拼裝高架橋梁北京航海道快速匝道高架橋。

3.1 預制施工工藝

鋼筋原料檢測合格之后，用手動砂輪切割機與主筋一起切割盤車線，將線頭打磨成盤車線和動車組路線，然后用砂輪機打磨。用自動折彎機彎曲箍筋，骨架片的方位按1∶1的比率排序，制造固定模。將鋼筋依次放到鑄件上，點焊固定。架構質量檢驗合格之后，方可起焊。焊使用單面焊，架構架所有焊縫使用焊人型焊，焊縫寬度為鋼筋半徑。并且在同一平面上，焊縫間的相距不準大于100mm。焊次序從下方到兩邊對稱。焊過程中，留意觀測骨架件與否有顯著形變，保證焊好的骨架件平坦蓄電池。高架橋梁的鋼架系在夾具架上。為確保鋼筋部件的定位精度，在胎架上部減少了半灌漿機匣導向架。導向架可在廠房內改變，以完成高架橋梁鋼筋夾具的質量，符合各種規(guī)格高架橋梁的綁扎。此外，半灌漿鉆孔通過定位板與鋼筋導向架結合，保證高架橋梁和兩根柱子能精確裝配。導向架分成三個斜坡，替換導向架可構建高架橋梁橫坡的變化。高架橋梁鋼筋結構綁扎工程陶瓷按下列流程展開：(1)高架橋梁鋼筋綁扎胎架加裝完之后，起在鋼筋胎架上加裝適當的定位板和定位架。(2)將半灌漿鉆孔與預埋主筋相連，然后加裝在定位板上。(3)從下方到兩邊依次加裝高架橋梁架構，并用繩子臨時捆扎架構，避免棄置。在半灌漿鉆孔的灌漿正門和出口處加裝灌漿管。灌漿管使用鋁合金管，一端有螺絲口,另一端設止?jié){塞。灌漿管的寬度保證止?jié){塞的正面靠近側邊。(4)加裝波紋管并臨時固定。(5)加裝半灌漿機匣箍筋。(6)加裝高架橋梁箍筋，精確改變高架橋梁箍筋和半灌漿套筒箍筋，并用繩子和架構板綁扎穩(wěn)固。(7)精確改變波紋管方位，用U形導向筋夾導向。導向筋間距不小于100mm，曲線段寬度為30～50cm。用錨網加裝鋼筋。(8)安裝止動塊、石筋、高架橋梁吊點和保護層墊塊。高架橋梁鋼筋結構審核合格之后方可從胎架上吊起。為防止鋼材架構在起重機步驟中形變，設計了一種專屬的鋼材架構起重機吊索，吊索通過鋼索繩卸扣與鋼材架構相連，這樣就可以保證鋼筋四周的交叉點焊接穩(wěn)固，提升結構的穩(wěn)定性。

3.2 鋼筋澆筑及養(yǎng)護

鋼筋強度應符合設計圖要求，高架橋梁鋼筋使用澆筑完成。鋼筋由廠房分散加熱，用罐貨車運送至高架橋梁周圍地區(qū)，用虎門吊提高，以圓柱形裝入高架橋梁,實施高架橋梁吊裝時，應從高架橋梁北部向兩邊澆筑，有助于排出鋼筋中造成的液體，避免鋼筋表面出現液體。使用高頻附著式振搗器和插入式振搗器相融合的方式振搗鋼筋。鋼筋使用結構工程，每層寬度掌控在30cm內。首先使用附著式振搗器振搗，然后用插入式振搗器振搗鋼筋。插入式振搗器應添加上層鋼筋10cm。振搗棒應快插慢拔，離邊沿距離大于振搗棒的距離。每次振搗之后，振搗時應提出振搗器，避免振搗器與波浪管撞擊。對于每一個振搗器，都要振搗至鋼筋地表不再沉降，不再溢出，地表充分收縮。鋼筋工程時，應派保管檢驗鋼筋和波浪管的可靠性，發(fā)現軟化、形變、位移時應及時處理。錨板周圍應充分振蕩和壓實，以避免梁橋張拉步驟中錨板四周的鋼筋損毀造成攤鋪脖子脫落。為了避免梁橋管阻塞，在鋼筋卷曲以前，將心軸添加預應力管中。鋼筋初凝完成之后，在鋼筋地表遮蔽土工布，并展開保養(yǎng)。鋼筋的水養(yǎng)時間符合設計圖的要求。

3.3 預應力施工

高架橋梁梁橋鋼筋張拉時，高架橋梁鋼筋強度和剛性硬度(或齡期)應符合設計圖要求。使用汽車起重機將千斤頂加裝在高架橋梁內張拉兩端，使用智慧型張拉設備傳輸張拉兩端。在張拉步驟中，拉應力是掌控梁橋張拉的主要原因，伸長量是掌控梁橋張拉的次要原因。預應力筋張拉完畢，檢驗合格之后，用砂輪切割機截斷鋼材絞線，鋼絞線漏鋼寬度不小于30mm。梁橋使用專屬張拉平臺。張緊模塊用作擺放張緊器并掛套緊千斤頂。上部設防雨罩，下部設四個滾輪，方便張緊器的行進。張拉平臺在與錨相對的一側設有擋板，起到安全性保障作用。使用等離子體專用灌漿技術。此外，高架橋梁的起重機和存放是在高架橋梁吊離臺座前，在高架橋梁側面涂上序號和加裝路徑。高架橋梁的四個吊點使用專屬吊索相連，單臺起機槍使用1201門式起機槍。高架橋梁分兩層放置，高架橋梁和放置基座間以及上下高架橋梁間承托著工字鋼和橡膠板。兩邊高架橋梁應對魏，承托墊不準為空。按序號定期放置，方便起重機裝車和運輸。而且高架橋梁必須在鋼筋風速達鋼筋設計風速的100%之后才能運輸和加裝。

4 裝配式監(jiān)控技術在我國市政相關領域的實際應用趨勢

城市快速隧道管廊預制構件裝配式大橋施工構件技術的推廣發(fā)展應用現狀，與大型綜合隧道管廊類似,當前仍以隧道預制部分采用標準預制構件施工為主(如采用預制高架隧道橋梁管片作為標準件),但技術發(fā)展與推廣應用推進速度仍然要比大型高架隧道橋梁、綜合隧道管廊慢,尚且還處于初步推廣應用的初期,國內尚未大范圍、大規(guī)模開展采用預制構件裝配式大型城市快速隧道大橋施工。我國城市郊區(qū)地鐵全線車站前期，應用新型預制材料裝配式構件施工發(fā)展相對滯后，不同于其他大型市政工程建設領域,城市郊區(qū)地鐵全線車站前期應用新型預制材料拼裝構件施工的工程項目并不多,主要還是停留在采用預制構件安裝個別建筑構件和室內墻體裝修施工階段,為數不多且發(fā)展具有鮮明特點的施工案例主要包括2016年開工建成的國內首例采用預制構件拼裝的新型地鐵全線車站，長春地鐵號鐵全線一期擴建工程，全線袁家店西興站目前預制大型裝配式框架擋土墻、防水抗撞墻等已基本處于施工試驗或初步投入應用研究階段，2017年國內首次在廣州市政高速公路工程項目，南北雙向高架中興路下南側匝道進行新建建設工程,進行了大型預制鋼筋混凝土框架擋土墻整體吊裝調試施工。預制線和拼裝線路施工用于高架、匝道等道路交通堵塞區(qū)。

5 結 語

裝配式施工技術主要是將我國傳統(tǒng)的企業(yè)施工，現場粗放型材料施工工藝，向新經濟時期企業(yè)工廠化后的預制材料生產工藝轉變。裝配式施工工藝能夠嚴格按照專業(yè)設計和規(guī)范的工藝要求嚴格執(zhí)行,能夠更好地有效實現客戶預期的施工目標,更好地有效保證施工質量。