城市軌道交通橋梁施工工藝分析

張家維

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

0 引言

城市軌道交通橋梁施工工藝經(jīng)過(guò)幾十年創(chuàng)新，進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展期。橋梁施工技術(shù)、工藝對(duì)橋梁施工具有重要影響，在施工前做好橋梁選型、關(guān)鍵施工工藝系統(tǒng)分析，可以穩(wěn)定工程質(zhì)量并且提高施工效率。

1 城市軌道交通橋梁選型分析

目前，在城市軌道交通橋梁建設(shè)中，橋梁類型目前主要包括簡(jiǎn)支梁體系橋梁、連續(xù)梁體系橋梁、連續(xù)剛構(gòu)體系橋梁，以及由簡(jiǎn)支梁體系橋梁創(chuàng)新發(fā)展而來(lái)的先簡(jiǎn)支后連續(xù)體系橋梁。

簡(jiǎn)支梁體系橋梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力均衡，對(duì)混凝土徐變、支座不均勻沉降、溫度等條件具備良好的適應(yīng)能力。但存在明顯結(jié)構(gòu)方面的缺點(diǎn)：抗震性能差、相鄰跨度普遍存在轉(zhuǎn)向彎角造成路面不夠平整的現(xiàn)象，而且不適合大跨度橋梁建設(shè)。因此在現(xiàn)代城市軌道交通橋梁建設(shè)中已較少采用。

連續(xù)剛構(gòu)體系橋梁具備連續(xù)梁橋和T 形梁橋兩種橋梁的優(yōu)點(diǎn)。在施工時(shí)，可以采用先預(yù)制再拼裝的施工法。但施工工序煩瑣、復(fù)雜，施工效率較低，總體施工的經(jīng)濟(jì)性比較差，故而未被廣泛采用。

連續(xù)梁體系橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大。在動(dòng)態(tài)承載試驗(yàn)中，連續(xù)梁體系橋梁內(nèi)部受力分布更加均勻合理，所以可以增加跨度、減小橋梁截面厚度。連續(xù)梁體系橋梁是目前城市軌道交通橋梁建設(shè)中經(jīng)常采用的橋型之一。但該型橋梁對(duì)混凝土徐變以及橋體支座沉降不均勻比較敏感，在施工中需要針對(duì)其自身屬性缺點(diǎn)進(jìn)行工藝改進(jìn)。

先簡(jiǎn)支后連續(xù)體系橋梁是在簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)梁橋基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新出的橋梁類型。該型橋梁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工便捷。施工前，可以進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)，充分發(fā)揮施工效益，提升建設(shè)速度。在構(gòu)造上，可以取消橋墩伸縮縫，結(jié)構(gòu)整體性和通過(guò)舒適性得到保障，并且橋墩支座數(shù)量減少一半，且縮小了構(gòu)件尺寸，節(jié)約建材。先簡(jiǎn)支后連續(xù)體系橋梁優(yōu)點(diǎn)明確，現(xiàn)階段為城市軌道交通橋梁建設(shè)廣泛采用的橋型[1]。

2 城市軌道交通常用橋型施工工藝

2.1 連續(xù)梁橋關(guān)鍵施工工藝

連續(xù)梁橋與簡(jiǎn)支梁橋比較，具備良好的承載能力和穩(wěn)定性，但施工流程較為復(fù)雜。施工水平對(duì)橋梁未來(lái)的穩(wěn)定性、承載能力等指標(biāo)具有關(guān)鍵影響，因此必須加強(qiáng)對(duì)施工工藝的控制。

2.1.1 下部結(jié)構(gòu)施工工藝分析

（1）橋梁基礎(chǔ)部分施工工藝

在施工前，要對(duì)地質(zhì)情況和周?chē)h(huán)境情況進(jìn)行綜合評(píng)估，確定荷載的相應(yīng)指標(biāo)?；A(chǔ)施工時(shí)，預(yù)先對(duì)基礎(chǔ)開(kāi)挖位置進(jìn)行精確測(cè)量，確定適宜的放坡率，并以機(jī)械形式進(jìn)行明挖操作配合人工進(jìn)行清槽。在此施工環(huán)節(jié)前，要對(duì)地勘資料進(jìn)行縝密分析，預(yù)估滲水率范圍，杜絕滲水率預(yù)估數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確造成基坑坍塌?；A(chǔ)部分開(kāi)挖以連續(xù)操作為宜，避免“晾槽”現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致基底土壤的含水量不達(dá)標(biāo)，影響基坑的承載能力。

（2）橋墩部分施工工藝

橋梁墩臺(tái)是整個(gè)橋梁下部施工的基礎(chǔ)，施工質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)橋體的承載力，施工一般按照如下工藝實(shí)施：（a）按照設(shè)計(jì)需求排布墩臺(tái)位置。（b）按照工程設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)墩臺(tái)和鋼筋骨架進(jìn)行放樣，保證后續(xù)模板精確定位，保障施工精度。（c）在預(yù)定的墩臺(tái)位置安放混凝土模板，強(qiáng)度要求滿足后期混凝土振搗操作。（d）將預(yù)制鋼筋骨架吊裝入混凝土模板。在準(zhǔn)備鋼筋骨架前，再次認(rèn)真解讀施工指南和施工設(shè)計(jì)圖紙，按照參數(shù)要求備好鋼筋，縝密檢查鋼筋質(zhì)量。在綁扎操作中，以工業(yè)尺進(jìn)行測(cè)量和預(yù)估。在混凝土內(nèi)壁與鋼筋間預(yù)留符合標(biāo)準(zhǔn)的間隙，以利于混凝土順利澆筑和澆筑之后的混凝土振搗工序正常完成。如果在檢查中發(fā)現(xiàn)間隙不合理或其他原發(fā)性的施工瑕疵，需要迅速聯(lián)系工程設(shè)計(jì)單位，進(jìn)行充分評(píng)估，修改施工方案。（e）將原有基礎(chǔ)部分預(yù)留的鋼筋和吊裝后的鋼骨架進(jìn)行捆綁和焊接，并充分檢查焊點(diǎn)的牢固性。（f）以相同批次水泥對(duì)橋梁墩臺(tái)進(jìn)行一次性澆筑，充分關(guān)注混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗等細(xì)節(jié)操作，保證混凝土澆筑參數(shù)達(dá)標(biāo)?；炷翝仓瓿蔀闃蛄憾张_(tái)施工工藝流程結(jié)束。在混凝土凝結(jié)具備初步強(qiáng)度后，拆除預(yù)制混凝土定位模板。推薦采用人工配合機(jī)械拆除模式，發(fā)揮機(jī)械的工作效率及人工在細(xì)節(jié)處理方面的優(yōu)勢(shì)，避免機(jī)械操作精度不夠，損壞橋梁墩臺(tái)混凝土的外部結(jié)構(gòu)。模板拆除完成后，組織人員按照一定順序（自上而下，自前至后）對(duì)混凝土澆筑表層進(jìn)行仔細(xì)勘查。如果發(fā)現(xiàn)破損，立即采用與澆筑該墩臺(tái)相同參數(shù)的混凝土予以修補(bǔ)，達(dá)到補(bǔ)塊與原澆筑墩臺(tái)完美嵌合[2]。

2.1.2 上部結(jié)構(gòu)施工工藝流程

橋梁上部結(jié)構(gòu)在施工前，工程技術(shù)人員務(wù)必做好先期地質(zhì)勘查、環(huán)境評(píng)估，結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求，選擇適宜的施工方式。在橋梁上部結(jié)構(gòu)施工中，較常用的施工方法為滿堂支架施工法和懸臂掛籃施工法。滿堂支架施工法占據(jù)大量空間，外部部件多，施工工序繁雜，需要投入大量監(jiān)控人員和施工輔助人員，增加工程附帶預(yù)算，降低工程的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。因此，在施工自然環(huán)境和設(shè)計(jì)條件允許的情況下，推薦采用懸臂掛籃施工法。

（1）起步梁段施工工藝

首先，根據(jù)施工全程設(shè)計(jì)選定起步梁段。在起步梁段安裝掛籃主體，需密切關(guān)注其平衡度參數(shù)。完成后，為保證穩(wěn)定性和承載力，必須通過(guò)多條平縱聯(lián)予以固定，并在桁架節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行錨固。在掛籃施工開(kāi)始前，需要對(duì)掛籃承載力進(jìn)行檢驗(yàn)，逐步增加掛籃荷載，用壓力值傳感器動(dòng)態(tài)觀測(cè)掛籃機(jī)構(gòu)的應(yīng)力數(shù)據(jù)。根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)科學(xué)、精準(zhǔn)設(shè)定掛籃施工額定載荷以及冗余度數(shù)值。懸臂掛籃機(jī)構(gòu)完成施工后，施工人員需認(rèn)真觀察底部模板位置，如果與施工設(shè)計(jì)要求不一致，需要立即進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)施工設(shè)計(jì)標(biāo)高動(dòng)態(tài)調(diào)整施工位置，避免施工高度不足影響澆筑質(zhì)量[3]。

（2）普通鋼筋施工工藝

預(yù)應(yīng)力箱梁是橋梁上部施工最重要的環(huán)節(jié)。預(yù)應(yīng)力箱梁絕大部分的承載力來(lái)源于預(yù)應(yīng)力鋼絞線，除此之外，為了保證抗彎參數(shù)達(dá)標(biāo)、提高箱梁截面抗扭性能，需要一定比例的普通鋼筋參與。普通鋼筋在這一施工環(huán)節(jié)中，主要以構(gòu)造鋼筋和受力鋼筋形式，兩種形式共同構(gòu)成了鋼筋骨架，起到固定預(yù)應(yīng)力波紋管和提供承載能力的作用。在普通鋼筋結(jié)構(gòu)齊備后，進(jìn)行綁扎、焊接預(yù)應(yīng)力梁骨架施工，按照如下工藝流程進(jìn)行：（a）以施工圖紙為依據(jù)，按照參數(shù)要求構(gòu)造鋼筋骨架。（b）對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線走向進(jìn)行準(zhǔn)確定位。（c）構(gòu)造鋼筋結(jié)構(gòu)焊接并檢查焊點(diǎn)的牢固性。（d）在鋼筋骨架的預(yù)定位置，安裝預(yù)應(yīng)力波紋管。安裝完成后對(duì)安裝位置進(jìn)行復(fù)核，防止波紋管因施工操作發(fā)生位移。

（3）混凝土澆筑工藝

箱梁鋼筋骨架和波紋管安裝施工完成后，進(jìn)行混凝土澆筑工序。在正式澆筑前，對(duì)預(yù)應(yīng)力波紋管在箱梁中的位置進(jìn)行復(fù)核，確保與施工規(guī)范要求高度一致，保障澆筑過(guò)程的工程質(zhì)量?？茖W(xué)的施工順序?yàn)榈赘拱寤炷翝仓拱寤炷翝仓敻拱寤炷翝仓砭壈寤炷翝仓Ｔ谑┕み^(guò)程中，密切關(guān)注混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)，使性能參數(shù)值始終處于合理范圍，同時(shí)配合振搗操作，保證澆筑均勻。防止混凝土技術(shù)參數(shù)不達(dá)標(biāo)，影響工程總體質(zhì)量。

（4）主體結(jié)構(gòu)混凝土養(yǎng)護(hù)工藝

首先要拆除混凝土澆筑模板，在此之前，工程技術(shù)人員要進(jìn)行混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)，選取與澆筑混凝土各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)相同的混凝土進(jìn)行凝結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)后，再將澆筑模板拆除。在拆除操作中，大面積部分可以采用機(jī)械化施工，細(xì)節(jié)處理輔以人工操作，目的是規(guī)避機(jī)械損傷混凝土結(jié)構(gòu)體表面?；炷翝仓０宀鸪?，即開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，以保證混凝土凝結(jié)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。一般采用濕潤(rùn)草墊覆蓋混凝土表面，并定時(shí)噴水的養(yǎng)護(hù)方式。此外，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，避免污染預(yù)應(yīng)力波紋管內(nèi)部，如發(fā)現(xiàn)波紋管內(nèi)部有臟污，可以用高壓水泵進(jìn)行清洗，并對(duì)波紋管外口進(jìn)行密封，為后續(xù)施工提供良好基礎(chǔ)。

（5）預(yù)應(yīng)力張拉施工

預(yù)應(yīng)力張拉施工是橋梁上部施工最后的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在施工時(shí)要嚴(yán)格遵循施工順序，監(jiān)控各項(xiàng)施工參數(shù)，保障預(yù)應(yīng)力值在合理范圍內(nèi)。首先由穿束機(jī)按照施工規(guī)范將符合規(guī)定參數(shù)的預(yù)應(yīng)力筋穿入預(yù)應(yīng)力波紋管，重點(diǎn)關(guān)注預(yù)應(yīng)力波紋管兩端外漏預(yù)應(yīng)力筋分布是否對(duì)稱。然后以千斤頂（校對(duì)后）按照設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)定的參數(shù)，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，在張拉過(guò)程中動(dòng)態(tài)監(jiān)控各項(xiàng)施工參數(shù)，充分保障張拉的施工標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，即刻對(duì)張拉兩段進(jìn)行錨固，錨固完成后檢查預(yù)應(yīng)力張拉的操作效果和質(zhì)量，后續(xù)對(duì)張拉端給予深度清理，采用混凝土進(jìn)行端頭封錨，保護(hù)張拉端和錨頭端。特別注意，適宜采用水膠比較梁主體結(jié)構(gòu)混凝土小的干硬性混凝土或補(bǔ)償收縮混凝土，保證二者之間良好黏合。

2.2 先簡(jiǎn)支后連續(xù)橋梁關(guān)鍵施工工藝

2.2.1 梁板預(yù)制工藝

制梁臺(tái)座維護(hù)是梁板制取的先期工作。在梁板制取前，需要對(duì)臺(tái)座進(jìn)行預(yù)處理，提供光滑、平整的制梁臺(tái)座，有利于梁板的制取。梁板預(yù)制為模塊化操作，雖然對(duì)連續(xù)性要求不高，但務(wù)必保持一致性。施工人員要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范參數(shù)進(jìn)行兩班制取，防止出現(xiàn)露筋、鼓包、裂痕等情況，對(duì)梁板成品的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行仔細(xì)審核。在審核時(shí)，對(duì)梁板尺寸進(jìn)行精確測(cè)量，應(yīng)用公式嚴(yán)格計(jì)算其可以承受的應(yīng)力數(shù)據(jù)，符合條件方可應(yīng)用。決不允許不合格梁板流入施工現(xiàn)場(chǎng)。

2.2.2 預(yù)制梁板安裝施工工藝

在梁板安裝施工前，工程技術(shù)人員需再次審核梁板的安全技術(shù)參數(shù)，逐一進(jìn)行審查并記錄。質(zhì)量審核通過(guò)后，采用架橋機(jī)先期對(duì)梁板進(jìn)行不同程度的拼裝操作，發(fā)揮模塊化施工效益高的特點(diǎn)，然后對(duì)拼裝好的梁板進(jìn)行吊裝。在吊裝過(guò)程中，施工人員之間密切合作，起吊、轉(zhuǎn)運(yùn)以及定位等環(huán)節(jié)由具備專業(yè)素質(zhì)的人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。全程保持預(yù)制梁板水平狀態(tài)，在預(yù)定位置準(zhǔn)確安裝。另外，在起吊過(guò)程中，還需要防止發(fā)生碰撞造成損壞，通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行精確定位，確保所有預(yù)制梁板安放穩(wěn)定[4]。

2.2.3 澆筑濕接縫混凝土工藝

預(yù)制梁板安裝和拼接完畢后，需要對(duì)斷面進(jìn)行鑿毛，以利于濕接縫。濕接縫工藝水平關(guān)系到橋梁的穩(wěn)定性，因此在混凝土澆筑必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范執(zhí)行，如出現(xiàn)瑕疵，會(huì)影響整個(gè)工程質(zhì)量。濕接縫混凝土澆筑最好選擇在下午進(jìn)行，為后續(xù)養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)提供良好的環(huán)境。在濕接縫混凝土澆筑完畢后，要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，同時(shí)為避免出現(xiàn)裂縫收縮現(xiàn)象，在12h 內(nèi)施行灑水。如果在冬季，需要用篷布覆蓋，輔助養(yǎng)護(hù)。

2.2.4 預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉工藝

為保障橋梁使用的穩(wěn)定性，該型橋梁在施工中，同樣采用預(yù)應(yīng)力張拉施工技術(shù)，預(yù)防橋梁在使用過(guò)程中超出預(yù)應(yīng)力，所以對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線科學(xué)、合理處理非常重要。首先，要強(qiáng)化預(yù)應(yīng)力鋼絞線固定穩(wěn)固，防止在張拉操作中發(fā)生滑脫。張拉操作對(duì)預(yù)應(yīng)力控制務(wù)求準(zhǔn)確，嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力在規(guī)定范圍內(nèi)，對(duì)張拉操作進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。如有條件，可采用智能張拉技術(shù)，確保預(yù)應(yīng)力鋼筋伸長(zhǎng)值處于合理范圍。在張拉完成后一天進(jìn)行壓漿操作，壓漿操作宜采用連續(xù)壓漿法，防止壓漿孔道與預(yù)應(yīng)力鋼絞線之間出現(xiàn)空隙，影響整體工程強(qiáng)度。

3 施工過(guò)程質(zhì)量控制分析

3.1 準(zhǔn)備工作合理進(jìn)行

在施工前，工程技術(shù)人員首先按照目標(biāo)工程的特點(diǎn)進(jìn)行分析，預(yù)置符合規(guī)格的主梁。在主梁預(yù)置過(guò)程中，務(wù)必保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到施工規(guī)范要求。同時(shí)，工程技術(shù)人員還需設(shè)立臨時(shí)支座和永久性支座。為了使永久性支座更加穩(wěn)定，工程技術(shù)人員要遵循一梁一孔原則。安裝完成后，工程技術(shù)人員要清除永久性支座內(nèi)部的雜質(zhì)，在清除過(guò)程中對(duì)制作高度進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。

3.2 根據(jù)計(jì)劃合理施工

由于該型橋梁施工環(huán)節(jié)較多，工程技術(shù)人員與施工人員需聯(lián)合制定施工計(jì)劃，精確把控施工進(jìn)度，合理調(diào)整施工工序。施工人員必須按照計(jì)劃合理施工。比如，在進(jìn)行段頭鋼筋連接和澆筑過(guò)程中，要以最快速度連接段頭鋼筋，如果不能在溫度降低至15℃之前完成連接操作，連接質(zhì)量會(huì)大幅度降低。再比如，進(jìn)行橋面混凝土澆筑時(shí)，橋面達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，要立即進(jìn)行張拉操作，后續(xù)進(jìn)行壓漿施工。施工人員如不能按照施工計(jì)劃操作，會(huì)嚴(yán)重影響橋梁整體的工程質(zhì)量。

3.3 施工完成檢測(cè)驗(yàn)收

橋梁工程質(zhì)量關(guān)乎人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全。如果橋梁參數(shù)不能夠達(dá)到工程設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，投入使用后很可能對(duì)日常出行安全造成嚴(yán)重威脅。為此，橋梁施工結(jié)束后，工程技術(shù)人員務(wù)必進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。檢測(cè)驗(yàn)收不局限于橋梁工程質(zhì)量，還應(yīng)該包括對(duì)橋梁壽命和維修期限的綜合判定。在檢測(cè)驗(yàn)收后，工程技術(shù)人員要保留所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行深入分析，為橋梁維護(hù)工作提供有價(jià)值的參考。

4 結(jié)語(yǔ)

從城市軌道交通橋梁選型、常用橋型施工工藝、施工過(guò)程質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了系統(tǒng)分析，進(jìn)而論述橋梁施工各個(gè)階段的工藝特點(diǎn)，能夠?yàn)槌鞘熊壍澜煌蛄菏┕ぬ峁﹨⒖迹岣邩蛄菏┕さ募夹g(shù)水平，從而更好地保證工程質(zhì)量。