裝配式橋梁下部結構安裝施工技術

張奉春

（中鐵十四局集團第三工程有限公司，山東 濟南 250000）

1 研究背景

隨著國內城市交通的大發(fā)展，裝配式橋梁也得到了快速發(fā)展，裝配式橋梁的快速施工，便于城市交通快速恢復，有利于城市建設發(fā)展。裝配式橋梁區(qū)別于傳統(tǒng)現場施工鋼筋綁扎、砼澆筑的建造方式，對于裝配式橋而言，橋梁下部結構和上部結構的部分或全部構件，通過在預制廠內加工成型構件后，運輸至現場吊裝拼接。橋梁的各個構件通過預埋鋼筋、聯(lián)接裝置進行機械連接，利用構件中的灌漿套筒進行壓漿，使砼充分填充構件之間的孔隙，達到整體強固作用。本工程通過研究如何精確快速的安裝，為其他裝配式橋梁施工提供參考。

2 工程概況

濟寧快速路一期工程，主線高架及匝道立柱、蓋梁采用灌漿套筒連接的預制拼裝施工工藝。設計墩柱、蓋梁、箱梁為預制構件，預制立柱采用直立柱，混凝土等級C40，共有2 種截面尺寸:1.8m×1.6m、1.8m×1.4m。立柱柱底套筒連接承臺預留插筋，立柱現場安裝完畢后，進行垂直度及相對位置調節(jié)，調節(jié)后拼接面鋪設2cm 厚60MPa 砂漿墊層，最后對套筒進行100MPa 高強砂漿壓漿作業(yè)，完成整個拼裝工藝。立柱最大吊裝重量131t;

預制蓋梁采用倒T 型，采用分節(jié)預制，中間設濕接頭連接的形式。每節(jié)預制蓋梁標準長度11.65m，寬度3.1m，混凝土等級為高性能C55。蓋梁拼裝采用JBZ-80Z 型不銹鋼波紋管連接形式，套筒與墩柱頂伸出的連接插筋相接。

圖1 裝配式橋梁示意圖

3 施工方案綜述

墩柱、蓋梁構件采用全工廠預制生產，后運至工程現場安裝的方式。

3.1 預制立柱

本標段預制立柱采用灌漿套筒連接的預制拼裝施工工藝。立柱構件采用工廠化預制生產，養(yǎng)護強度達到設計和規(guī)范要求后，采用運梁車運送至施工現場，利用XGG300 型履帶吊進行吊裝，精準定位后進行套筒灌漿連接就位。

3.2 預制蓋梁

蓋梁的拼裝分為兩部分，第一部分為蓋梁與立柱的拼接，第二部分為蓋梁自身節(jié)段的拼裝。在現場搭設臨時支墩提供輔助支點，采用大型履帶吊XGG300 型進行現場吊裝。在柱頂接縫位置上設置調節(jié)墊塊，精確調整好標高和位置后進行柱頂坐漿，錨固波紋管灌漿或套筒灌漿連接。蓋梁節(jié)段間拼裝采用預留濕接縫拼裝工藝，在兩側節(jié)段拼接錨固后，采用搭設盤扣式支架作為施工作業(yè)平臺，連接接縫處蓋梁主筋，安裝蓋梁箍筋、預應力波紋管、安裝模板，采用泵車澆筑濕接縫混凝土。濕接縫混凝土養(yǎng)護達到設計強度后，利用升降車和起重機配合施工，按照設計要求分步驟分批次張拉蓋梁預應力和管道壓漿，蓋梁連接成整體。

3.3 構件連接方式

現場采用灌漿套筒和灌漿錨固金屬波紋管兩種方式。

①灌漿套筒：用于立柱與承臺之間以及部分立柱與蓋梁之間連接。套筒灌漿連接接頭由帶肋鋼筋、套筒和灌漿料三部分所組成。立柱與承臺連接采用灌漿套筒為 GTZQ4-40 型球墨鑄鐵鑄造套筒，為全灌漿套筒，外徑 95mm，高 810mm。套筒預埋于預制立柱底端，套筒凈保護層 30cm。承臺預留鋼筋為 HRB400φ40 鋼筋，插筋伸入套筒長度 40cm，用于連接立柱和承臺。

GTZQ4-40 型灌漿套筒為球墨鑄鐵鑄造套筒。套筒一端為預制安裝端，另一端為現場拼裝端，套筒中間設置鋼筋限位擋板；套筒下端設置壓漿口，套筒上端設置出漿口，壓漿口與端部凈距應大于 20mm[1]；套筒制作允許誤差為+2mm。

圖2 灌漿套筒連接圖

②灌漿錨固金屬波紋管連接方式：灌漿錨固金屬波紋管用于部分蓋梁與立柱之間的連接。灌漿錨固金屬波紋管采用圓形增強金屬波紋管，外徑85mm，壁厚 2mm，梯形波紋。波紋管長度 148cm，φ40mm 立柱主筋伸入波紋管長度 143mm。波紋管下端設置壓漿口連接壓漿管，上端設置出漿口連接出漿管或直接由端部出漿。

圖3 灌漿錨固金屬波紋管連接圖

4 立柱安裝施工

立柱柱底套筒連接承臺預留插筋，立柱柱頂預留插筋連接蓋梁底套筒。立柱現場安裝完畢后，進行垂直度及相對位置調節(jié)，調節(jié)后拼接面鋪設2cm厚60MPa 砂漿墊層，最后對套筒進行100MPa 水泥基高強砂漿壓漿作業(yè)，完成整個拼裝工藝。

4.1 承臺預埋鋼筋精確安裝

承臺鋼筋預埋時，在承臺面層鋼筋安裝鋼筋定位卡具，通過定制加工的卡具可精確定位預埋鋼筋的間距、平面尺寸及高度，確保誤差在規(guī)定范圍內。

4.2 立柱預拼裝

立柱在預制場預制，通過運輸車運至現場。出廠前應提前將接觸面進行鑿毛處理。

在承臺座漿前，預制立柱應進行現場預拼裝。立柱預拼裝主要是初步檢測灌漿套筒和承臺頂部立柱預埋鋼筋之間的定位精度是否滿足要求，同時對立柱垂直度和標高進行初調。在承臺面上畫出立柱平面位置，測量承臺面標高。根據測量數據，調整柱底鋼墊板標高，以達到安裝后柱頂標高滿足要求，在預制場內要提前對套筒是否通暢進行檢查驗收，采用訂制專用模具的方法進行。

初調主要通過承臺頂面放置的 2cm 厚鋼板、2mm 薄鋼板和立柱四周8臺（每側放置2 臺千斤頂）千斤頂來進行調整。由吊機將墩柱緩慢放置承臺頂面鋼板上，由測量人員檢測墩柱的偏位、垂直度及標高，初步調試到位后將立柱吊起，準備開始座漿施工。

4.3 承臺凹槽座漿

施工前先將承臺、立柱接觸面鑿毛清理，安裝座漿擋板，擋板的高度控制在 20mm，確保座漿料的厚度達到設計要求。采用M60 高強砂漿墊層，鋪漿完成后，在每根承臺預留鋼筋上套上止?jié){墊，止?jié){墊略高于漿液面，以保證墩柱吊裝到位后，橡膠墊圈能對灌漿套筒緊密貼合，防止在灌漿過程中漿液流出。

在坐漿料鋪筑完成后，墩柱吊裝時將柱底灌漿套筒對準承臺外露鋼筋緩緩下落，過程中復測墩柱底部中線。中心鋼板受力后，分級卸力，復測墩柱上口中線，微調千斤頂，進行最終精調工作[2]。同時采用鋼管或者纜風繩對墩柱進行臨時固定。

下放過程中確保四周都有漿液擠出，保證坐漿密實。將擠出砂漿清理干凈，并將砂漿面與檔漿板抹平。墩柱就位時垂直度的控制，由兩臺全站儀同時監(jiān)測校核墩柱中心標記。然后利用在墩柱的四周安置的8 臺32t 千斤頂校正墩柱的垂直度。

4.4 套筒灌漿連接

在坐漿層強度達到40MPa 后，拆除千斤頂、止?jié){槽等輔助設備，進行灌漿套筒灌漿。

灌漿連接工藝流程：灌漿料倒入攪拌設備→計算水量并精確稱重→水灰初拌（不得少于 30s）→專用設備高速攪拌（不得少于 5min）→漿料倒入儲漿裝置→漿料倒入灌漿設備并連接壓漿口壓漿→出漿口出漿或端部出漿→持續(xù)出漿后（不得少于 3s）停止壓漿并塞入止?jié){塞→下一個套筒壓漿。

5 蓋梁安裝施工

單個蓋梁分為預制部分及預制件之間的濕接縫部分，搭設臨時支撐，安裝預制蓋梁部分后，再施工兩預制間的濕接縫，形成整體。

蓋梁底金屬波紋管連接墩柱頂預留插筋，預制蓋梁安裝后，進行垂直度及相對位置的精確調整，后在墩頂鋪2cm 厚砂漿，最后在套筒內注入高強無收縮水泥灌漿料，完成整個拼裝工藝。

5.1 臨時支撐

臨時支撐采用六根φ160mm×7mm 鋼管作為主支撐點，按照2×3 形式布置，間距均為1.7m，標準節(jié)高2m,采用平聯(lián)進行連接，平聯(lián)槽鋼采用[14mm槽鋼，呈“Z”字型布置，平聯(lián)與鋼管間采用160mm×160mm×12mm 鋼板進行焊接。鋼支撐底部采用30cm 厚混凝土地基箱支撐，混凝土地基箱底部采用中粗砂進行支墊，保證地基箱頂面平整，砂墊層保證飽滿無孔洞情況。

5.2 坐漿作業(yè)

墩柱外側蓄漿槽采用上下兩層抱箍組合而成，下層抱箍固定，采用彈簧體系支撐上層蓄漿槽，實現上層蓄漿槽的自由活動，通過計算彈簧壓縮系數，計算上層蓄漿槽高度，保證上層蓄漿槽高出墩柱頂支撐鋼板5mm，保證座漿飽滿，保證蓋梁下放時蓄漿槽可以與蓋梁底部緊密結合。蓋梁下放到設計位置后檢查蓋梁位置及標高，無誤后將蓋梁緩慢提升，再次清理墩柱頂面并濕潤接合面，安裝止?jié){墊。然后拌制坐漿砂漿，砂漿采用M60灌漿料按水膠比0.13進行拌制，拌制后靜置3min將砂漿內氣泡排出。將拌制后砂漿均勻鋪在墩柱頂面，砂漿厚度要在2cm厚調節(jié)鋼板面以上3-5mm，保證在蓋梁安裝時結合面鋪滿砂漿。在吊裝完成后，檢查外溢的漿液，用水沖洗溢流到墩柱表面的漿液。如果在安裝過程中沒有漿液，說明漿液不夠，應立即將蓋梁吊起，補充接合面漿液。人員通過云梯車進行上下操作，不再搭設專門的人員操作平臺。試驗室同步在現場制備砂漿試件。

5.3 灌漿套筒注漿

蓋梁座漿漿液達到1MPa后進行金屬波紋管注漿作業(yè)，注漿采用M100砂漿，砂漿拌合嚴格控制水膠比0.12進行施工，注漿管與出漿管均采用用橡膠軟管接出到蓋梁頂面，預制過程中已對進出漿口進行標識，嚴格控制下口進漿，上口出漿，緩慢將管內氣體排出，待出漿管出漿并穩(wěn)流3-5s方可停止注漿。

灌漿錨固金屬波紋管用于蓋梁與立柱之間的連接，灌漿錨固金屬波紋管采用圓形增強金屬波紋管，外徑80mm，壁厚2mm,梯形波紋。波紋管長度135cm，φ40mm立柱主筋伸入波紋管長度130mm.波紋管下端設置壓漿口連接壓漿管，上端設置出漿口連接出漿管或直接由端部出漿[3]。

5.4 濕接縫連接

蓋梁濕接縫施工前，搭設支架，安裝底模，模板及支架搭設形式與現澆蓋梁相同。

蓋梁主筋預制段預埋套筒，采用機械套筒進行連接，中間部分采用焊接。鋼筋主筋連接完成后安裝預應力管道、穿束鋼絞線，預應力管道采用金屬波紋管[4]，波紋管對接接頭采用膠帶進行纏繞，保證后續(xù)施工不漏漿，波紋管采用較設計大一個型號的同規(guī)格同廠家波紋管，波紋管連接長度要達到設計波紋管的5-7倍。預應力管道安裝完成后，進行鋼絞線穿束，根據預應力管道位置，在濕接縫中間位置在預應力管道頂部設置排氣孔，裝側模、對拉桿加固系統(tǒng)，澆筑低收縮C55混凝土。

5.5 張拉壓漿

等濕接縫位置混凝土達到設計強度的100%，彈性模量達到90%，且養(yǎng)護時間不少于7天后，進行預應力張拉施工。預應力張拉分兩批次進行張拉，第一次張拉底層3束預應力孔道及中層兩側預應力孔道，第二批次在箱梁架設完成后進行張拉、壓漿[5]。

6 結束語

結合濟寧快速路裝配式橋梁，通過模擬施工工況，有效解決了施工中起吊、安裝、定位的各項難題，有效保證了施工的安全，加快了工期，節(jié)約了成本。為后續(xù)類似梁橋的施工提供了參考，具有一定借鑒意義。