城市高架橋預制柱施工技術要點

文／向武鴻 張家界市審計局 湖南張家界 427000

引言：

如今，越來越多的城市高架工程施工為減少占地和減輕給交通造成的影響，都開始大量使用預制立柱，即將立柱的生產(chǎn)從施工現(xiàn)場轉(zhuǎn)移到工廠，然后將工廠中生產(chǎn)完成的立柱運輸?shù)浆F(xiàn)場進行施工。作為一項新穎的施工方法，為保證立柱施工質(zhì)量與安全，有必要結合工程實際情況，深入分析其預制立柱施工技術，并明確各項技術要點。

1、工程概況

該標段高架所用立柱形式為預制立柱，立柱連接方式為灌漿套筒，考慮到預制工藝對預制構件加工精度有十分嚴格的要求，鋼筋籠與套裝實際安裝精度必須達到±2mm，故立柱必須在工廠中進行預制生產(chǎn)，生產(chǎn)完成后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行安裝。預制立柱形式為直立柱，其斷面主要為矩形與圓弧形倒角，采用C40混凝土通過立式澆筑而成。預制立柱的主筋為HRB400的φ40鋼筋，箍筋為HRB400的φ12鋼筋，拉筋為HRB400的φ16鋼筋，拼裝方法為全灌漿套筒，套筒設置在柱的底部，頂端伸出與蓋梁相連使用的插筋。立柱安裝到位后，做好垂直度與位置適當調(diào)節(jié)，然后鋪設一層厚度為2cm的砂漿作為墊層，最后為柱底部的套筒實施壓漿。該標段預制立柱統(tǒng)計情況如表1所示。

表1 標段預制立柱統(tǒng)計

2、施工技術要點

2.1 鋼筋籠施工

立柱鋼筋加工結束后采用胎架進行鋼筋籠綁扎，綁扎需嚴格按照以下步驟進行，不可跳步，并且要隨時做好測量工作，保證每個步驟的加工精度都能達到要求：步驟一為將胎架組裝好后，對固定端的定位板進行安裝；步驟二為對灌漿套筒進行安裝，要求一次性安裝完成，同時設置好箍筋與拉鉤；步驟三為對上排主筋進行安裝；步驟四為對箍筋進行安裝，共兩道；步驟五為對底排主筋和側(cè)面設置拉鉤的主筋進行安裝；步驟六為對豎向拉鉤進行安裝，采用手工的方式將其中一頭從90°彎曲至135°；步驟七為對橫向拉鉤進行安裝，采用手工的方式將其中一頭從90°彎曲至135°；步驟八為對側(cè)面剩下的主筋進行安裝；步驟九為對箍筋、拉鉤和主筋進行焊接，焊接方法為氣體保護焊；步驟十為對其它各輔助裝置進行安裝，如套筒止?jié){塞、柱頂鋼絞線吊點、保護層墊塊、調(diào)節(jié)千斤頂預埋螺栓套、柱頂蓋梁擋板預埋螺栓套安裝、防雷接地板、局部加強措施等。將整個鋼筋籠綁扎完成后，借助專門的吊架與吊索具進行吊裝。鋼筋籠的最大重量不超過8.5t，現(xiàn)場采用兩臺20t行車抬吊，吊架與吊索具掛上緣外側(cè)鋼筋進行起吊，一同吊起兩段定位板[1]。

2.2 模板施工

立柱模板施工需嚴格按照以下步驟進行，不可跳步，并且要隨時做好測量工作，保證每個步驟的模板精度都能達到要求：步驟一為對軌道、臺車與翻轉(zhuǎn)架進行安裝；步驟二為底部模板進行安裝；步驟三為對側(cè)面模板進行安裝，在安裝側(cè)面模板的過程中，如果先安裝其中一側(cè)，則會由于受力無法達到平衡而產(chǎn)生傾覆，所以模板安裝施工中應使用可調(diào)鋼管為立柱模板提供可靠支撐，鋼管的設置間距一般為1-2m，通過支撐鋼管的設置能有效避免傾覆現(xiàn)象的發(fā)生；步驟四為對立柱的鋼筋籠進行吊裝；步驟五為對頂部模板進行安裝；步驟六為將模板平移到翻轉(zhuǎn)架；步驟七為對翻轉(zhuǎn)吊架進行安裝；步驟八為對吊索具進行安裝，然后開始模板翻轉(zhuǎn)；步驟九為將翻轉(zhuǎn)銷子拆除，使模板和翻轉(zhuǎn)架之間脫離；步驟十為將模板吊裝到混凝土澆筑臺座，并進行可靠固定，此外要在固定模板的同時借助纜風繩和手拉葫蘆對模板垂直度進行適當?shù)恼{(diào)整；步驟十一為設置操作平臺；步驟十二為將模板的翻轉(zhuǎn)吊架拆除，開始澆筑混凝土；步驟十三為將操作平臺及模板拆除，開始混凝土養(yǎng)護，在養(yǎng)護結束后將立柱從澆筑臺座上吊離[2]。

2.3 混凝土施工

該高架所用預制立柱有C40混凝土通過立式澆筑而成，澆筑用混凝土均由供應商負責提供。對于澆筑用混凝土，其技術指標應達到以下要求：水泥以普硅水泥為主，強度等級需達到42.5以上，其品質(zhì)應保持穩(wěn)定；混凝土的礦物摻合料，如粉煤灰和磨細礦渣粉，必須滿足相關規(guī)范提出的要求；混凝土中粗骨料的粒徑不能超過20mm，采用反擊破式加工方法，針片狀顆粒含量不能超過6%，含泥量不能超過1%，且泥塊的含量不能超過0.5%；混凝土的細骨料以II區(qū)中砂為宜，其含泥量不能超過3%，泥塊的含量不能超過1%，細度模數(shù)應達到2.5以上；混凝土的外加劑以高性能聚羧酸減水劑為主，其減水率應能達到25%以上；完成級配設計后予以嚴格驗證，確定能否達到設計及規(guī)范的要求；混凝土拌和站需根據(jù)規(guī)范保證砂石材料稱重計量誤差不超過2%，而其它原材料稱重計量誤差不超過1%，生產(chǎn)時應連續(xù)攪拌180s以上的時間[3]。

在預制工廠中對立柱進行澆筑，混凝土運輸采用攪拌車進行，到場后采用管道長度為46m的泵車實施澆筑，作業(yè)人員的上、下主要通過登高車實現(xiàn)。為保證混凝土順利下料，還需設置橡膠導管，以此將混凝土下料時的下落高度控制在1.0-1.5m以內(nèi)，防止由于下落高度過大導致混凝土離析，立柱澆筑施工如圖1所示。將立柱澆筑完成并拆除模板后，應使用噴淋裝置實施養(yǎng)護，養(yǎng)護應持續(xù)7d的時間[4]。

圖1 立柱混凝土澆筑

登高車作為澆筑施工的重要設施，在使用時應嚴格注意以下幾點：（1）嚴格按照登高車相關操作規(guī)程實施安全作業(yè)，杜絕所有可能對作業(yè)安全造成不利影響的操作；（2）登高車應停放于安全地點，與電焊等特殊作業(yè)的場地盡可能遠離。采用登高車進行作業(yè)的過程中，應放置車輛開到危險地點；（3）啟動設備之前對其油路進行檢查，確認是否處于良好狀態(tài)，并查看每個連接處是否達到牢固，尤其是作業(yè)平臺與吊臂相連的部位。啟動主機時不能實施其它操作，將設備啟動以后，應確定裝置所處操作狀態(tài)是否完全正常；（4）檢查所有工作裝置的運轉(zhuǎn)是否正常，確定操作手柄及開關狀態(tài)，當設備停止工作時，應立即將急停開關關閉，避免墊平虧電，給后續(xù)使用造成影響；（5）現(xiàn)場操作人員必須按照要求系好安全帶，嚴格杜絕超載作業(yè)，超出平臺寬度的所有物品均不可裝載，更不能使用作業(yè)平臺對物體進行推拉；（6）作業(yè)期間不可對作業(yè)平臺實際水平度進行調(diào)整，也不能將梯子或者是墊板放在作業(yè)位置附近，如果作業(yè)途中發(fā)現(xiàn)緊急狀況，應立即停機，當操作空間較小時，應使用慢檔，以免車速較快導致碰撞，另外在長時間行走過程中，需將回轉(zhuǎn)鎖銷鎖定；（7）當遇到惡劣天氣條件時，不可作業(yè)，并將懸臂收攏；（8）高空作業(yè)車不可兼做起重機施工；（9）嚴格按照現(xiàn)場指揮進行操作，不可違章作業(yè)，在沒有得到允許的情況下不可貿(mào)然操作；（10）正確使用各類設備，同時始終保持安全整潔，經(jīng)常檢查安全防護裝置；（11）升降臂下方不可站人，以免發(fā)生危險[5]。

2.4 存儲與運輸

預制完成的立柱需存放在指定存儲場地，考慮到存儲場地面積有限且存儲時間相對較短，故應采用豎立的方式存儲，運輸時將其翻轉(zhuǎn)即可。翻轉(zhuǎn)立柱前，先用兩根長度為3m的雙頭鋼絲繩進行起吊，將立柱吊起后，于沙坑內(nèi)實施翻轉(zhuǎn)，在水平起吊過程中，需在立柱的底部設置兩個尼龍吊帶，其長度應達到10m[6]。

以該項目立柱構件的特點及現(xiàn)場運輸情況為依據(jù)，立柱運輸由六軸重型平板半掛車進行，其主要技術數(shù)據(jù)包括：（1）外形尺寸為20260（23860）mm×3000mm×3086mm；（2）軸距為3050mm+1300mm+10440mm；（3）輪距為2050/1864mm；（4）自重為19400kg；（5）列車總重為45900（79400）kg；（6）平板承載能力為28000（60000）kg；（7）最高車速為90km/h；（8）最大爬坡度為15%；（9）內(nèi)側(cè)最小轉(zhuǎn)彎半徑為11000/14600mm；（10）轉(zhuǎn)彎通道寬度為9500/11000；（11）貨臺面積為12000（15600）×3000×1075（凹890）；（12）輪胎規(guī)格為11.00R20/8.25R15；（13）發(fā)動機型號為WD615.38；（14）最大功率為280kW/2200rpm；（15）最大扭矩為1700N·m/1400-1600rpm[7]。

運輸線路總長在10.0-12.5km范圍內(nèi)，通過沿途勘察，在運輸路線中存在一座路橋，其設計載荷可以達到30t級以上，可滿足本次構件運輸要求。在正式開始運輸前，應先征得當?shù)叵嚓P部門與交管部門的許可。

預制構件的裝車和運輸應按照以下程序進行：（1）以預制立柱外形特征為依據(jù)，在托車上找出相應的位置；在裝車過程中，托車中心位置必須處于同一條直線，并在中間使用鋼絲繩可靠相連，此外要在轉(zhuǎn)盤和鋼梁之間采用枕木作為襯墊；（2）將預制立柱裝車完畢后，在兩側(cè)的前后方向分別使用尼龍吊帶實施綁扎，在和預制立柱相接觸的位置使用麻布包填襯以后利用手拉葫蘆將吊帶收緊，自此基礎上還要設置好警示繩和示寬燈；（3）預制立柱運輸前與運輸后都要向當?shù)赜嘘P部門辦理各項相關手續(xù)，運輸應嚴格按照要求的時間與路線實施。在運輸過程中還要配套一臺專門的指揮車，車輛轉(zhuǎn)彎過程中應使用自動轉(zhuǎn)向裝置輔助轉(zhuǎn)向；（4）運輸車行駛過程中，在轉(zhuǎn)彎時車速一般不能超過5km/h，以保證運輸安全，防止發(fā)生意外；（5）將預制立柱運輸?shù)街付ㄐ敦浀攸c后，嚴格按照吊裝施工要求進行卸車[8]。預制立柱裝車如圖2所示。

圖2 預制立柱裝車

在預制立柱裝運過程中應注意以下要點：根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況確定適宜的進場方向及吊裝順序，同時明確出廠時的具體裝車方向；運輸車進場道路應保持平整和堅實，提前做好平整與硬化處理；如果預制立柱的運輸可能對當?shù)亟煌ㄔ斐珊艽笥绊?，則需將運輸盡量安排在夜間進行，并在現(xiàn)場加強交通協(xié)管。

結語：

綜上所述，預制立柱施工是該工程控制性工程之一，其施工質(zhì)量決定整個高架工程的質(zhì)量，而且安全隱患諸多。實踐表明，該工程預制立柱施工技術合理可行，對各項要點的把控精準到位，值得類似工程參考借鑒。