方圓，朱玉

摘 要：樁板式路基結構是一種新型結構，與土質(zhì)路基相比，其具有工后沉降小、整體剛度大等優(yōu)點。此結構形式適應性強，不同土質(zhì)地段均可以靈活應用。以合樅高速公路工程項目為例，對大跨度樁板式道路結構形式進行了分析，提出了適宜預制安裝的大跨度樁板式道路結構形式，進一步討論施工方案后，形成了涵蓋預制、安裝的樁板式道路結構施工工藝，可為樁板式道路結構施工提供參考。

關鍵詞：樁板式道路；預制安裝；設計；施工

中圖分類號：U415? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）04-0001-03

0 引言

樁板結構的工程應用時間不長，國內(nèi)外對其理論研究有限，還沒有形成完整的設計理論體系。德國在設計樁板結構時，通過大量的試驗來驗證其性能及效果，表明樁板結構在控制路基沉降方面可以滿足工程需要。我國在遂渝線上首次應用樁板結構，當時為了提高安全系數(shù)，沒有考慮承載板下路基土體的支撐作用和土體對于樁的約束作用，以簡易橋梁的形式來進行設計。

西南交通大學的蔣關魯[1]等人對樁板結構的設計方法和理論分析進行了簡要概述，基于遂渝線無砟軌道工程，對設計的樁板結構方案進行了大比例尺模型載荷試驗。離心機模型試驗及現(xiàn)場實車動態(tài)測試試驗和長期觀測試驗。之后，國內(nèi)對樁板結構的研究又有了新的進展，唐第甲[2]通過數(shù)值模擬研究了結構的自振頻率和動荷載傳遞規(guī)律。丁兆峰[3]利用“等效替代框架法”結合“剛度法”和“地基系數(shù)法”對樁板結構進行了解析計算分析。吳德志[4]等人研究了樁板結構的溫度效應。這些研究都在嘗試為樁板結構的設計整合出一套完整的體系，以適應工程實踐的要求[5]。

近年來，研發(fā)人員先后依托合寧改擴建、合安改擴建、合巢無改擴建等項目，對6 m標準跨徑樁板式道路結構在改擴建項目中應用的相關技術問題開展了一系列技術探索與研究，并對6 m跨度樁板式道路結構的技術體系初步形成了系統(tǒng)的成果。

隨著地方經(jīng)濟發(fā)展，對與地方路交叉路段、斜交角度較大的交叉位置，原有6 m樁板式道路跨越能力的局限影響了其適用范圍，其跨徑提升勢在必行。因此本文對6～12 m系列的結構體系進行設計與施工。

1 工程概況

本文以合樅高速公路工程項目為依托，基于6 m跨徑樁板式道路結構的研究成果，針對6～12 m跨度樁板式道路的設計體系及方法開展研究，為明確樁板式道路的應用范圍、設計依據(jù)和設計方法建立科學依據(jù)并奠定技術基礎。

12 m跨徑樁板式道路上部結構采用直線配束先張法預應力混凝土等高度預制π板，下部結構采用連續(xù)墩蓋梁采用預制+現(xiàn)澆型式形成倒“T”形蓋梁，結構型式為先簡支后形成連續(xù)剛構，連續(xù)墩為墩梁固接，過渡墩設置滑板支座。

2 大跨度樁板式道路設計

2.1 大跨樁板式道路上部結構

12 m大跨徑樁板式路基上部結構橫斷面擬采用雙T梁截面形式，上部結構采用直線先張法預應力混凝土等高度預制π板，梁高0.75 m，橋面寬12.65 m，預制板寬采用3.185 m（邊板）、3.17 m（中板），設2塊邊板+2塊中板，大跨度樁板式道路上部結構如圖1所示。主梁混凝土采用C50，鋼絞線采用Φ15.2級（fpk= 1 860 MPa），普通鋼筋等級為HRB400級。

預制梁板連接采用回轉式鋼筋連接，U型鋼筋交錯布置，U型鋼筋疊置環(huán)內(nèi)側應配置橫向鋼筋，數(shù)量不應少于4根。連接縫內(nèi)應澆筑補償收縮混凝土，強度等級應不低于梁板強度等級。預制板間連接構造如圖2所示。

2.2 大跨樁板式道路下部結構

下部結構為3列Φ800樁柱結構，樁柱間距4.7 m，樁柱采用預制PRC管樁，壁厚11 cm。過渡墩蓋梁尺寸1 300 mm×80 mm，中墩采用倒T型蓋梁，先澆筑部分尺寸為1 300 mm×800 mm，后與梁一起澆筑部分尺寸為600 mm×550 mm。以縱向跨徑為7×12 m先簡支后連續(xù)剛構樁板式道路為例，連續(xù)墩位置采用墩梁固結，聯(lián)端過渡位置設置滑板支座。

樁柱采用C80混凝土，蓋梁采用C50混凝土。樁柱預應力鋼筋數(shù)量及直徑為24ΦD10.7，非預應力鋼筋為24根Φ12 mm的HRB400級鋼筋，箍筋為Φ6 mm的HRB400級鋼筋。

樁板連接采用樁頂預埋豎向錨固鋼筋，樁柱頂部應設置高模量梁板墊片，與蓋梁預留連接槽內(nèi)應澆筑補償收縮混凝土，強度等級應不低于梁板強度等級。管樁樁頂與蓋梁連接構造如圖3所示。

3 大跨度樁板式道路施工

3.1 總體預制工藝

預制π梁頂?shù)酌妗⒐軜俄斆婢鶠樗筋A制（無縱橫坡），橋面橫坡通過管樁高程及預制蓋梁與管樁連接處的底面橫坡實現(xiàn)。

3.1.1 預制π梁結構預制工藝

先張法預應力預制π梁采用定型鋼模集中預制，預制區(qū)共設置6條線進行生產(chǎn)（即2排），每條線設置5個臺座。根據(jù)項目特點采用張拉采用單端張拉，場地排布順序為：張拉端（移動橫梁-千斤頂-固定橫梁）→張拉反力墻→制梁臺座→制梁臺座→制梁臺座→制梁臺座→制梁臺座→張拉反力墻→固定端（固定橫梁，初張拉端）。

普通鋼筋在加工棚中集中制作，鋼筋連接采用雙面焊。預應力筋的張拉采用4臺250 kN千斤頂，上、下各布置2個，張拉采用整體張拉、整體放張。預應力筋采用應力控制方法張拉，以伸長值進行校核。采用的張拉程序為0→20%σk（初應力）→40%σk→100%σk持荷5 min。

采用大塊鋼模板作為側模，側模通長拼裝，端模用撐架和螺栓固定在側模上。為了提高混凝土π梁的整體受力性能，避免頂板厚度不均勻和側板保護層不夠，采用整體式固定鋼芯模。

混凝土采用拌和站集中拌制，用攪拌運輸車運至現(xiàn)場。混凝土澆筑采取縱向分段水平分層，先腹板再頂板的順序由一端向另一端推進，澆筑時π梁對稱澆筑。用10 t門式起重機配合吊罐澆筑入模，人工現(xiàn)場采用振搗棒振搗。

規(guī)范要求，在混凝土抗壓強度達到2.5 MPa時即可拆除側模，模板與梁體脫離后，用龍門起重機將模板拉開后再起吊。

π梁混凝土采用噴淋養(yǎng)護法，濕養(yǎng)護周期一般7 d。預應力放張時，混凝土強度必須達到設計強度的90%，且混凝土齡期不小于7 d。π梁混凝土強度符合設計圖紙規(guī)定后，用1臺運梁車移運至存梁區(qū)，預制π梁效果圖如圖4所示。

3.1.2 蓋梁預制工藝

蓋梁鋼筋采用全自動鋼筋加工設備下料，利用鋼筋加工胎膜制作整體鋼筋骨架，通過專門吊取裝置，在鋼筋場內(nèi)由叉車轉運至綁扎區(qū)。在現(xiàn)場完成綁扎后，通過10 t門式起重機吊裝入模。蓋梁模板采用新加工定型鋼模板，確保鋼板厚度和支撐強度。

蓋梁混凝土采用采用1.3 m3料斗轉運入模，澆筑時按照30 cm水平分層澆筑至倒角處。預制蓋梁一般在混凝土強度達到2.5 MPa時方可拆側模，在預制蓋梁每端布置2個吊環(huán)，構件通過40 t龍門起重機轉運，將預制蓋梁移存到存放區(qū)，灑水養(yǎng)護時間不少于7 d。

3.1.3 管樁預制工藝

管樁預制過程中，混凝土攪拌應采用微機控制的強制式攪拌機，每節(jié)管樁用混凝土的攪拌次數(shù)不宜超過2次，混凝土塌落度宜控制在20～50 mm，混凝土攪拌、布料及預應力張拉所需時間不宜超過30 min。離心成型分為四個階段：慢速、低速、中速、高速，離心制度應根據(jù)管樁的規(guī)格、品種、原材料等在試驗基礎上確定。常壓蒸汽養(yǎng)護采用帶模養(yǎng)護，介質(zhì)為飽和蒸汽。預應力鋼筋放張順序應采用對稱、相互交錯放張。蒸汽養(yǎng)護結束，樁體表面溫度與環(huán)境溫度溫差小于80℃后，管樁方可出蒸養(yǎng)釜。管樁存放在成品堆場需繼續(xù)進行自然養(yǎng)護。管樁樁身混凝土強度等級達到設計強度的100%后，才能出廠。

3.2 樁板式道路結構安裝施工

預制構件施工完成后，構件的混凝土強度、外觀質(zhì)量、尺寸偏差等應符合現(xiàn)行國家標準的有關規(guī)定，并應核對預制構件的混凝土強度及預制構件和配件的型號、規(guī)格、數(shù)量等符合設計要求。安裝施工前，應進行準確測量放線、設置構件安裝定位標識，檢查復核吊裝設備及吊取裝置處于安全操作狀態(tài)。施工前宜選擇有代表性的單元進行預制構件試安裝，并應根據(jù)試安裝結果及時調(diào)整完善施工方案和施工工藝。

正式吊裝前對預制蓋梁安設標高進行整體復測，測量位置為對應的每一片π梁的板肋位置。若標高出現(xiàn)較高偏差，高出部分應采用風鎬對蓋梁頂面進行鑿毛處理，在π梁安裝前采用環(huán)氧砂漿進行調(diào)平處理。若出現(xiàn)蓋梁標高不足現(xiàn)象，應采用不銹鋼板進行支墊，并在鋼板與π梁之間的間隙內(nèi)，用環(huán)氧樹脂類灌縫料填塞密實，以保證π梁橫坡滿足要求。

預制π梁安裝采用吊孔穿束兜梁底的吊裝方法，架設完成后，采用M7.5砂漿封堵吊裝孔，機械采用汽車起重機。根據(jù)現(xiàn)場場地布置，π梁的架設應橫橋向從左往右或者從右往左依次架設，安裝現(xiàn)場如圖5所示。

吊裝所用吊取裝置采用型鋼加工制作而成，其剛度和強度均應滿足吊裝需求。現(xiàn)場預制梁板進場后，采用吊取裝置對梁板進行兜底起吊。起吊時，π梁先離車或離地10 cm左右懸停，觀察吊取裝置及地基變化情況，懸停5～10 min，確認安全后，再進行起重安裝。放置穩(wěn)定后，不應直接松鉤，應先對梁板位置、標高、支承脫空情況進行核查，確認無誤后，再松鉤，并解開吊取裝置，進行下一片梁板架設。

4 結語

本文結合大跨度樁板式道路結構建造的要求，以合樅高速公路為依托對12～16 m跨度的樁板式道路結構的設計與施工進行了研究，形成了適合跨路施工的樁板式道路結構。

大跨度樁板式道路結構可以采用多肋式斷面，以π型斷面形式進行預制。蓋梁可采用預制方式，安裝后通過套筒與預制管柱連接，預制板之間通過回轉式鋼筋濕接縫進行聯(lián)系，形成了適合預制安裝施工的大跨度樁板式道路結構。

本文對大跨度樁板式道路結構的主要施工工藝進行了研究與總結，形成了涵蓋預制、安裝的樁板式道路結構施工工藝，可為樁板式道路結構施工提供參考。

參考文獻

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