裝配式橋梁預(yù)制空心橋墩安裝施工工藝

馬會(huì)天

(中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司，安徽 合肥　230012)

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裝配式橋梁預(yù)制空心橋墩安裝施工工藝

馬會(huì)天

(中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司，安徽 合肥230012)

摘要：文章介紹濟(jì)祁高速公路淮合段壽縣淮河特大橋引橋工程采用排柱式預(yù)制空心橋墩，預(yù)制橋面板裝配式結(jié)構(gòu)，使橋梁構(gòu)件工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化。預(yù)制墩柱采用現(xiàn)澆杯口方式與承臺(tái)連接，墩底和承臺(tái)間預(yù)留杯口式安裝島；通過(guò)設(shè)置定位墩實(shí)現(xiàn)預(yù)制墩柱準(zhǔn)確安裝定位，通過(guò)預(yù)制墩柱底側(cè)的鋸齒形剪力紋，加強(qiáng)墩柱與承臺(tái)的整體連接，提高墩柱抗震能力。

關(guān)鍵詞：裝配式；橋梁；空心橋墩；承臺(tái)連接；安裝工藝

0引言

濟(jì)祁高速公路淮合段壽縣淮河特大橋引橋工程采用排柱式橋墩，預(yù)制橋面板裝配式結(jié)構(gòu)，預(yù)制橋墩在工廠一次預(yù)制成形運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，預(yù)制橋面板在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制吊裝就位。大規(guī)模應(yīng)用預(yù)制裝配式技術(shù)，可以提高機(jī)械化水平，確保工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于環(huán)境保護(hù)，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的施工理念[1-4]。

淮河特大橋引橋下部結(jié)構(gòu)為預(yù)制圓形空心截面墩，預(yù)制墩采用旋轉(zhuǎn)離心成型工藝整體預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝的施工工藝。工程項(xiàng)目部技術(shù)人員圍繞預(yù)制墩的安裝開(kāi)展研究，形成裝配式橋梁預(yù)制空心橋墩安裝施工方法，可為給今后類(lèi)似預(yù)制空心橋墩安裝起到指導(dǎo)和借鑒作用[5-6]。

1墩底連接構(gòu)造

橋梁預(yù)制墩柱與承臺(tái)的連接方式一般有現(xiàn)澆式和承插式2種[7-8]。現(xiàn)澆式分別在承臺(tái)頂部、預(yù)制墩身底部預(yù)留連接鋼筋，墩身吊裝就位后，在現(xiàn)場(chǎng)綁扎或焊接墩柱底部與承臺(tái)連接鋼筋，然后支設(shè)承臺(tái)和連接段模板，墩柱底部與承臺(tái)一起現(xiàn)澆混凝土成型。這種連接方式預(yù)制橋墩與承臺(tái)之間的吊裝定位難度較大，連接部位施工復(fù)雜[9]。

承插式將預(yù)制構(gòu)件插入相應(yīng)的承臺(tái)預(yù)留孔或杯口內(nèi)，底部鋪設(shè)砂漿，周邊以半干硬性細(xì)石混凝土填充。常常由于墩柱四周預(yù)留孔或杯口混凝土振搗不密實(shí)，影響橋墩與承臺(tái)的連接質(zhì)量,且連接區(qū)段抗剪、抗震能力較差[10]。

該工程預(yù)制墩柱采用現(xiàn)澆杯口方式與承臺(tái)連接，墩底和承臺(tái)間預(yù)留杯口式安裝島。預(yù)制圓形空心橋墩在工廠通過(guò)離心法加工成型，預(yù)制墩直徑為1.2 m，壁厚為25 cm。

預(yù)制圓形空心橋墩的鋼筋籠采用旋轉(zhuǎn)滾焊工藝，焊點(diǎn)質(zhì)量可靠；橋墩在離心機(jī)上旋轉(zhuǎn)成型，成型后的預(yù)制墩混凝土分布均勻，墩身混凝土強(qiáng)度高、質(zhì)量穩(wěn)定和性能可靠。

預(yù)制墩底安裝島采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，壁厚為0.40 m，內(nèi)徑為1.2 m，高度為1.0 m；墩柱埋入杯口內(nèi)l.0 m高度，如圖1所示，以防止吊裝時(shí)柱體傾覆。為便于預(yù)制墩套入安裝島定位墩，定位墩高度取為50 cm，定位墩直徑略小于預(yù)制空心墩內(nèi)徑取為67 cm，如圖2所示。澆筑混凝土承臺(tái)前，綁扎安裝島杯口鋼筋，杯口鋼筋伸入承臺(tái)錨固，如圖3所示。在預(yù)制墩柱底側(cè)設(shè)置鋸齒形剪力紋，并對(duì)表面進(jìn)行拉毛處理，以利于與杯口混凝土的充分咬合，實(shí)現(xiàn)墩柱與承臺(tái)的整體連接，增強(qiáng)墩柱抗震能力。

圖1　墩底連接構(gòu)造

圖2　混凝土定位墩

圖3　安裝島環(huán)壁鋼筋

2施工工藝

2.1工藝流程

裝配式預(yù)制空心橋墩安裝施工工藝流程如圖4所示。

圖4　安裝施工工藝流程

2.2橋墩承臺(tái)施工

根據(jù)已經(jīng)施工的樁基位置，按設(shè)計(jì)圖紙定位，計(jì)算放樣出承臺(tái)位置，進(jìn)行基坑開(kāi)挖。當(dāng)開(kāi)挖到基底并完成墊層澆筑后，再在墊層上測(cè)量放線，定出承臺(tái)的軸線和標(biāo)高。采用全站儀對(duì)墩柱中心點(diǎn)精確放樣，同時(shí)做好標(biāo)識(shí)，預(yù)留定位墩和安裝島鋼筋位置，經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格后，支設(shè)承臺(tái)模板和綁扎鋼筋，如圖5所示。鋼筋綁扎完畢后，驗(yàn)收合格方可澆筑承臺(tái)混凝土，如圖6所示。

圖5　模板安裝

圖6　承臺(tái)澆筑

2.3定位墩施工

承臺(tái)施工完成后，將承臺(tái)頂面雜物清掃，浮漿鑿除，并沖洗干凈，對(duì)頂面標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，根據(jù)高差計(jì)算調(diào)平層厚度，調(diào)平層采用C30細(xì)石混凝土，澆筑混凝土?xí)r采用水平靠尺及時(shí)進(jìn)行找平，以保證預(yù)制墩底與承臺(tái)接觸面平整，吊裝就位后不被局部壓損。

調(diào)平層澆筑完畢后，對(duì)墩柱中心點(diǎn)進(jìn)行放樣，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙復(fù)核定位墩鋼筋位置后，安裝定位墩模板，進(jìn)行定位墩混凝土澆筑，并振搗密實(shí)。定位墩澆筑完畢后，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，在定位墩外面采用土工布包裹進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。定位墩混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到齡期后，采用全站儀對(duì)墩柱的中心點(diǎn)精確放樣，復(fù)核頂面標(biāo)高，同時(shí)做好標(biāo)識(shí)，用墨斗彈出十字線并延長(zhǎng)至承臺(tái)邊緣做好標(biāo)記，以便后期墩柱吊裝準(zhǔn)確定位。

2.4預(yù)制墩吊裝就位

承臺(tái)和定位墩達(dá)到混凝土齡期以后吊運(yùn)安裝預(yù)制墩，采用70 t汽車(chē)吊，最大工作半徑為7 m，最大起重量為29.4 t。按照設(shè)計(jì)要求的起吊位置，采用帆布吊袋捆綁起吊，可保護(hù)側(cè)壁混凝土不受損傷。將預(yù)制空心墩柱吊起，墩柱底套在定位墩上，再根據(jù)劃出的外部圈線進(jìn)行精確調(diào)整平面位置。

在安裝前由測(cè)量人員放出墩柱中心線，根據(jù)中心線劃出預(yù)制墩外部圈線，用墨斗彈線并延長(zhǎng)至承臺(tái)邊緣，在四周定出邊緣線作為墩柱邊緣控制點(diǎn)，允許誤差控制在10 mm。

垂直度控制采用2臺(tái)經(jīng)緯儀雙向控制，2臺(tái)經(jīng)緯儀成90°角架設(shè)，距離墩柱20 m以上。將豎向十字絲對(duì)準(zhǔn)墩柱下口邊緣，將經(jīng)緯儀沿垂直方向向上掃動(dòng)，調(diào)整墩身，使墩身邊線垂直，最后采用2 m垂直度測(cè)定儀進(jìn)行垂直度校核。

2.5安裝島混凝土澆筑

安裝島混凝土澆筑前，要設(shè)置纜風(fēng)繩，纜風(fēng)繩一端栓在墩柱頂部預(yù)留鋼筋上，另一端打入堅(jiān)硬土層設(shè)置的地錨中。地錨采用4根Φ28 mm直徑螺紋鋼焊接而成，長(zhǎng)度為3 m，與地面成45°角將地錨插入到堅(jiān)硬土層中。每根墩柱設(shè)置3根纜風(fēng)繩，每根角度在120°，并且與地面成45°角。當(dāng)垂直度局部存在偏差情況下，采用纜風(fēng)繩進(jìn)行調(diào)整，墩底可用1～3 mm鐵皮進(jìn)行支墊調(diào)平。

預(yù)制墩吊裝就位后，安裝安裝島杯口模板，進(jìn)行安裝島混凝土澆筑。安裝島模板采用帶坡腳鋼模板，模板支立牢固。在安裝島外面采用土工布包裹進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待安裝島混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后方可解除預(yù)制墩纜風(fēng)繩。

3質(zhì)量控制

3.1鋼筋施工要點(diǎn)

鋼筋在加工場(chǎng)集中制作，采用放大樣加工成型，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎。鋼筋安裝前，應(yīng)檢查鋼筋的規(guī)格、型號(hào)、尺寸等。檢查合格后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的間距、尺寸進(jìn)行放樣畫(huà)線，確定定位墩、安裝島縱橫鋼筋位置，保證每層鋼筋網(wǎng)片綁扎的順直度、間距、保護(hù)層及同一截面焊接接頭等項(xiàng)目合格，即可綁扎成型。

3.2承臺(tái)澆筑要求

澆注混凝土前應(yīng)檢查模板、鋼筋及預(yù)埋件的位置、尺寸和保護(hù)層厚度，確保其位置準(zhǔn)確、保護(hù)層足夠，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查簽認(rèn)后，方可進(jìn)行混凝土澆筑。承臺(tái)一次性澆注施工，為保證連續(xù)作業(yè)，施工前應(yīng)認(rèn)真檢查拌和設(shè)備、輸送泵，并進(jìn)行調(diào)試。灌車(chē)運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)不停攪拌，確?；炷辆鶆蛞恢?，施工前認(rèn)真檢查泵管的密閉性。澆注前首先用水和砂漿潤(rùn)滑管壁，防止施工過(guò)程中混凝土堵管。在鋼筋密集區(qū)域施工中，嚴(yán)格控制混凝土的振搗質(zhì)量，保證其密實(shí)性和均勻性?；炷两K凝后及時(shí)進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，防止混凝土產(chǎn)生收縮裂縫。

3.3墩柱吊裝就位

預(yù)制橋墩吊裝之前，應(yīng)對(duì)預(yù)制橋墩進(jìn)行進(jìn)廠檢驗(yàn)，檢查混凝土強(qiáng)度、外觀質(zhì)量、尺寸偏差、保護(hù)層厚度及預(yù)制墩安裝段混凝土鑿毛情況。合格墩柱粘貼合格標(biāo)志，并統(tǒng)一堆放在線路中心線處。預(yù)制墩堆放處應(yīng)碾壓平整，承載力滿(mǎn)足要求，下部墊設(shè)枕木。預(yù)制橋墩吊裝之前，起重吊裝機(jī)械進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須保證場(chǎng)地、通道平整，作業(yè)前查驗(yàn)所有輔助起重吊裝機(jī)械作業(yè)人員的操作證，并進(jìn)行全面技術(shù)交底及安全交底。吊裝過(guò)程中．應(yīng)保持吊裝動(dòng)作平穩(wěn)，待墩柱就位后應(yīng)及時(shí)找正找平，墩柱未固定前不得解開(kāi)吊裝索具。

3.4安裝偏差控制

預(yù)制橋墩從吊裝至拼裝的全過(guò)程中，應(yīng)對(duì)預(yù)制墩的位置、線形、垂直度及標(biāo)高等進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)在3個(gè)以上的不同位置進(jìn)行，測(cè)量預(yù)制橋墩的軸線、高程及垂直度，拼裝允許偏差應(yīng)滿(mǎn)足表1所列的規(guī)定。

表1　預(yù)制墩柱安裝允許偏差

4結(jié)論

(1) 預(yù)制空心橋墩與承臺(tái)通過(guò)現(xiàn)澆混凝土環(huán)形安裝島連接，安裝島杯口鋼筋伸入承臺(tái)錨固，預(yù)制墩柱底側(cè)設(shè)置鋸齒形剪力紋，有利于與杯口混凝土的充分咬合，保證橋墩與承臺(tái)連接質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)墩柱與承臺(tái)的整體連接，增強(qiáng)墩柱受力性能和抗震能力。

(2) 在安裝島設(shè)置定位墩，實(shí)現(xiàn)墩柱一次準(zhǔn)確就位。定位墩直徑略小于預(yù)制空心墩內(nèi)徑，墩柱吊裝時(shí)將預(yù)制空心墩底部套入定位墩，可以防止吊裝時(shí)柱體傾覆，易于控制預(yù)制橋墩定位，且有利于提高墩底受剪承載力。澆筑承臺(tái)時(shí)預(yù)留安裝島杯口鋼筋，墩柱吊裝后支模澆筑混凝土，柱底與承臺(tái)現(xiàn)澆成型，保證了連接質(zhì)量。

(3) 該施工方法減小現(xiàn)場(chǎng)焊接及混凝土澆筑的工作量，施工操作方便，提高機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，降低生產(chǎn)成本，有利于環(huán)境保護(hù)，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的施工理念，可為給今后類(lèi)似的預(yù)制空心橋墩安裝起到指導(dǎo)和借鑒作用，有利于推動(dòng)預(yù)制裝配式混凝土橋梁施工技術(shù)的發(fā)展。

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收稿日期：2016-03-15

作者簡(jiǎn)介：馬會(huì)天(1981-)，男，甘肅永昌人，中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司工程師．

中圖分類(lèi)號(hào)：U445. 4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5781(2016)02-0254-03