城市橋梁預(yù)制拼裝快速化施工關(guān)鍵技術(shù)

金國海

（杭州地方鐵路發(fā)展有限公司，浙江 杭州 310000）

1 概述

莫干山路提升改造（石祥路—繞城北線104 國道收費(fèi)站）工程是杭州市城市快速路網(wǎng)“四縱五橫三連十一延伸”總體規(guī)劃中的重要“一連”。本項(xiàng)目南起現(xiàn)狀留石快速路T 型立交，北至繞城北線104國道收費(fèi)站，規(guī)劃設(shè)計(jì)為高架快速路+城市主干道形式[1]，全長約5 500 m。下部結(jié)構(gòu)采用立柱+蓋梁形式，立柱最大截面3 m×1.8 m，最大重量165 t；一體式標(biāo)準(zhǔn)蓋梁橫向長度24.2 m，重量達(dá)到275 t，如圖1。

圖1 立柱蓋梁標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位:cm）

2 主要施工方法及原理

2.1 立柱、蓋梁預(yù)制

立柱、蓋梁鋼筋均采用胎架制安。立柱胎架底端部設(shè)控制底座板，頂口設(shè)主筋定位板，臺(tái)座定位底座采用H200×200×8×12 型鋼組焊，如圖2；蓋梁胎架由型鋼和鋼板結(jié)構(gòu)組成，頂部設(shè)置橫桿，作為蓋梁頂部主筋的挑梁，橫桿上按照蓋梁主筋間距開設(shè)凹槽，主筋安裝按照凹槽位置進(jìn)行擺放，如圖3；同步安裝蓋梁與墩柱連接處灌漿金屬波紋管。

圖2 立柱鋼筋制安

圖3 蓋梁鋼筋制安

立柱、蓋梁均采用鋼板加型鋼骨架組合鋼模板。立柱面板采用8 mm 普通鋼板與2 mm 不銹鋼板復(fù)合鋼板；蓋梁面板采用8 mm 的普通鋼板。

立柱、蓋梁均采用臺(tái)座梁場預(yù)制[2]。立柱模板和立柱鋼筋籠采用臥拼式一體化組裝，通過翻轉(zhuǎn)架翻身，整體吊運(yùn)至澆筑臺(tái)座固定后進(jìn)行混凝土澆筑；蓋梁鋼筋、灌漿套筒、灌漿波紋管、預(yù)埋件等安裝完成、模板檢查合格后進(jìn)行混凝土澆筑，如圖4。

圖4 立柱混凝土澆筑

2.2 立柱、蓋梁運(yùn)輸

莫干山一體式標(biāo)準(zhǔn)蓋梁重量達(dá)275 t，大型超重構(gòu)件采用特制18 軸液壓平板車運(yùn)輸，18 軸液壓平板車可根據(jù)蓋梁重量，通過懸掛和專項(xiàng)液壓系統(tǒng)，液壓提升貨臺(tái)，均衡載重軸數(shù)，平均分配每軸重量小于20 t，可確保蓋梁運(yùn)輸及市政道路、橋梁施工安全。預(yù)制立柱專用9 軸運(yùn)輸車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，如圖5。

圖5 大型構(gòu)件運(yùn)輸

2.3 立柱、蓋梁吊裝

立柱、蓋梁采用260～650 t 大型履帶吊或汽車吊進(jìn)行吊裝[3]。立柱頂設(shè)置2 個(gè)吊點(diǎn)，每個(gè)吊點(diǎn)采用4根φ15.20 mm 鋼絞線，鋼絞線端部按P 錨進(jìn)行設(shè)置，埋設(shè)深度0.9 m，外露0.15 m，吊機(jī)起吊立柱后，先采用坐漿料坐漿，后對(duì)灌漿套筒進(jìn)行灌漿，完成立柱安裝；蓋梁頂設(shè)置4 個(gè)吊點(diǎn)，每個(gè)吊點(diǎn)采用4 根φ15.20 mm 鋼絞線，鋼絞線端部按P 錨進(jìn)行設(shè)置，埋設(shè)深度0.9 m，外露0.3 m，先采用2 臺(tái)吊機(jī)雙機(jī)抬吊至立柱頂部坐漿，如圖6，后對(duì)金屬波紋管灌漿，完成蓋梁安裝。

圖6 蓋梁吊裝

2.4 多節(jié)段蓋梁預(yù)制及安裝

門式多節(jié)段蓋梁長44.2 m，見圖7，采用臺(tái)座長線法預(yù)制。大型吊機(jī)將邊節(jié)段蓋梁吊至牛腿與邊墩支座，見圖8，通過導(dǎo)向板使邊節(jié)段與基準(zhǔn)節(jié)段牛腿及邊墩支座頂楔形鋼板貼合，調(diào)整蓋梁頂面和側(cè)面的精軋螺紋，同時(shí)施加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，擠壓膠結(jié)縫粘接劑，最后對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行壓漿和封錨，完成蓋梁安裝。

圖7 蓋梁標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：cm）

圖8 蓋梁邊節(jié)段安裝

3 技術(shù)創(chuàng)新

3.1 預(yù)制立柱快速精確安裝技術(shù)

預(yù)制立柱采用吊機(jī)快速吊裝至墩位處，利用座漿擋板導(dǎo)向框完成安裝初對(duì)位，匹配8 個(gè)反力座快速調(diào)節(jié)垂直度，絲桿頂推調(diào)節(jié)平面位置，如圖9，自鎖式千斤頂確保垂直度滿足要求，施工精度高，安裝速度快。從立柱起吊、坐漿、下落，30 min 內(nèi)即可完成精調(diào)到位，較立柱常規(guī)模板支架法（約10 d）施工大大縮短了工期，且安裝精度高，施工速度快，質(zhì)量有保證。

圖9 立柱安裝

3.2 雙立柱一體化蓋梁精確定位技術(shù)

立柱鋼筋預(yù)埋利用標(biāo)準(zhǔn)定位架進(jìn)行卡控，如圖10，預(yù)埋鋼筋定位精度±2 mm，確保預(yù)埋鋼筋定位框架相對(duì)位置關(guān)系準(zhǔn)確。標(biāo)準(zhǔn)定位架采用性能優(yōu)良的成套模板和定位工裝系統(tǒng)，其中定位工裝系統(tǒng)包含承臺(tái)定位框、灌漿套筒定位框架、立柱定位框架、金屬波紋管定位框架，工裝定位系統(tǒng)五位一體，保證相對(duì)應(yīng)孔軸線對(duì)齊，確保預(yù)制精度控制。

圖10 立柱預(yù)埋鋼筋定位架

3.3 超長、超重蓋梁快速安裝技術(shù)

莫干山項(xiàng)目一體式預(yù)制蓋梁單節(jié)段最長24.2 m，單節(jié)最重275 t，為國內(nèi)最長及最重的預(yù)制蓋梁。蓋梁采用大型履帶吊雙機(jī)抬吊，四角對(duì)拉倒鏈縱橫向高精度快速調(diào)整，安裝精度控制±2 mm。因采用工裝設(shè)備卡控技術(shù)，蓋梁孔位與立柱預(yù)埋鋼筋偏差相對(duì)較小，從蓋梁起吊、坐漿、下落，30 min 內(nèi)即可完成精調(diào)到位，較蓋梁常規(guī)支架法（約15 d）施工，安裝精度高，施工速度快，減少了支架對(duì)交通影響，大大縮短了工期。

3.4 長大多節(jié)段蓋梁預(yù)制及干接精確安裝技術(shù)

常規(guī)蓋梁對(duì)接施工采用濕接縫，本項(xiàng)目蓋梁接頭為多節(jié)段干結(jié)蓋梁預(yù)制端模匹配技術(shù)，采用項(xiàng)目發(fā)明的分段蓋梁干結(jié)安裝施工方法及系統(tǒng)，即基準(zhǔn)節(jié)段和邊節(jié)段匹配面均勻涂抹2～3 mm 環(huán)氧樹脂，利用蓋梁自重?cái)D壓密實(shí)上下匹配面環(huán)氧樹脂，安裝穿心千斤頂對(duì)拉，擠壓力控制在0.2 MPa，使蓋梁頂?shù)撞科ヅ涿婢鶖D壓密實(shí)，有效的保證了干結(jié)的施工質(zhì)量，技術(shù)先進(jìn)。且44.2 m 的長度打破了國內(nèi)預(yù)制蓋梁最長、最重記錄，大大增加了蓋梁的可拼裝長度，增加了預(yù)制蓋梁的適用范圍。

3.5 套筒灌漿質(zhì)量保證技術(shù)

為保證立柱灌漿質(zhì)量，立柱設(shè)置下止?jié){閥、上L型PPR 彎管，如圖11，灌漿選用高強(qiáng)無收縮灌漿料（C100），強(qiáng)度達(dá)到100 MPa。通過上L 型PPR 彎管灌漿料呈圓股狀漿液，且持續(xù)出漿大于等于2 s 后停止灌漿。

圖11 立柱灌漿

孔道預(yù)埋應(yīng)變片，引線出L 型PPR 彎管，經(jīng)過儀器應(yīng)變檢測，壓漿飽滿度合格率達(dá)到100%。通過該方法檢測，解決了預(yù)制立柱灌漿只能通過經(jīng)驗(yàn)觀察出漿法而確定質(zhì)量，無法通過檢測灌漿飽滿度的難題，且該操作輕便、快捷，有效保證了灌漿質(zhì)量。

圖12 立柱灌漿應(yīng)變檢測

3.6 吊具設(shè)計(jì)及軟吊帶使用技術(shù)

針對(duì)蓋梁重量大、長度長，吊點(diǎn)間距小的特點(diǎn)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)了蓋梁吊具，增大了吊點(diǎn)間距，有利于蓋梁吊裝定位調(diào)整；同時(shí)吊裝采用了軟吊帶,其具有輕便、易拆卸的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了粗鋼絲繩不利于精度微調(diào)的弱點(diǎn)。

4 結(jié)語

莫干山路提升改造（石祥路—繞城北線104 國道收費(fèi)站）工程橋梁預(yù)制拼裝施工技術(shù)對(duì)橋梁構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、模塊化、精細(xì)化管理，作業(yè)時(shí)交通壓力小、安全系數(shù)高，施工速度快[4]、整體進(jìn)度可控、質(zhì)量有保證[5]。通過采用預(yù)制立柱快速精確安裝、雙立柱一體化蓋梁精確定位、超長超重蓋梁快速安裝、長大多節(jié)段蓋梁預(yù)制及干接精確安裝、套筒灌漿質(zhì)量保證、多輪18 軸液壓均衡平板車運(yùn)輸、機(jī)械化集中吊裝、吊具設(shè)計(jì)及軟吊帶使用等方法，大大提高了城市橋梁施工效率，可實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜交通環(huán)境下城市橋梁綠色、快速化施工，將對(duì)交通、人文、環(huán)境的影響降至最低，在城市橋梁施工技術(shù)中具有廣泛應(yīng)用前景[6]。