承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝研究

李子義

摘要 文章以某工程為例，詳細闡述承插式接裝配式橋墩在橋梁工程中的應用。首先簡要概述了案例工程的基本情況，而后從墩柱預制、樁基和部分承臺澆注、墩柱和蓋梁運輸、裝配式墩柱的吊裝、灌漿澆筑墩柱與承臺接口等方面，深入分析該承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝，實踐證明運用該技術，能有效縮短工程建設周期，降低施工成本，為同類工程提供參考。

關鍵詞 橋墩蓋梁；裝配式；承插式接；施工工藝；應用研究

中圖分類號 U441文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）24-0079-04

0 引言

隨著建筑材料和施工技術的不斷發(fā)展，裝配式橋梁建設方式工程應用愈發(fā)廣泛。裝配式橋墩具有場地約束低、施工快速、質量可控、環(huán)境友好等優(yōu)點，可縮短橋梁建設周期，減少對交通的干擾，同時能有效保障橋梁質量。該文以某橋梁工程為例，重點闡述承插式接裝配式技術在該工程中的運用。

1 案例簡介

某橋梁采用簡支預應力后張小箱梁，跨徑為25 m，運用實心圓形排架式橋墩，直徑為1.4 m，鉆孔灌注樁樁基單樁徑值1.6 m，利用打樁機將鉆頭深入39 m巖層中，1～15號墩采取預制裝配方案，橋墩和樁基采取承插式接式現(xiàn)澆連接，墩體與蓋梁采用套筒全壓漿連接，16號橋墩采取傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工方式。承插式接裝配式橋墩平、立面圖示如圖1所示，成橋效果如圖2所示。

2 承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝

2.1 墩柱預制

在預制場根據(jù)設計圖紙，使用數(shù)控滾焊機加工鋼筋籠。在加工過程中，利用胎具檢查縱向主筋位置、間距等控制指標，確保精度，使用數(shù)控彎圓機進行全自動加工墩柱的箍筋。鋼筋籠加工好以后，入模前在鋼筋籠頂部固定主筋定位架，完成墩體的鋼筋籠制備，而后使用小型吊車吊送入模、轉換區(qū)域，以制作墩柱[1-5]。

施工采用臥綁立式澆筑，在使用墩柱鋼模板前，需清理內模中的脫模劑，在入模區(qū)域裝配金屬波紋管，鋼筋籠通過吊車吊離地面并利用人工套入金屬波紋管。波紋管設計規(guī)格為波峰緊貼墩體鋼模板，波谷緊貼縱向主筋。套裝完金屬波紋管后，在縱向主筋表面裝配一定量混凝土墊塊，以保證墩體模板與主筋位置保持一致。完成墊塊扎綁后，復測鋼筋籠及墩體模板規(guī)格；檢驗各墊塊位置，保證鋼筋籠位置符合設計要求，合上另一半墩體預制模板并擰緊螺栓，將墩體模板吊放進模板翻轉臺架，吊前須檢查龍門吊與墩體緩震液壓裝置，避免操作期間發(fā)生機械故障事故。

混凝土澆筑之前，須再次校核墩體模板位置，并檢查模板的螺栓是否牢固，以防止漏漿情況發(fā)生。為保證預制墩柱混凝土的質量，采取連續(xù)澆筑的方式，并嚴格控制澆筑的時間間隔，確保不超過初凝時間。在澆筑之前，需嚴格檢查混凝土的均勻性和坍落度等指標。當預制墩體澆注至頂部時，拆除縱向主筋的定位架后繼續(xù)澆筑，直到達到設計位置完成澆筑之后，原地進行養(yǎng)生，達到50%混凝土強度。隨后拆去側模，并給予灑水養(yǎng)生，直至達到85%混凝土強度。最后起吊模板，將其移運到存放區(qū)，同時做好預制墩底和頂?shù)亩ㄎ淮胧┖投ㄎ粯擞沎6-9]。

2.2 蓋梁預制

為保證蓋梁鋼筋籠規(guī)格標準和主受力筋不變形，在蓋梁胎架上完成蓋梁鋼筋籠制作。胎架由底座、支撐架、圓盤套筒定位和鋼筋定位器組成，其中底座、支架、鋼筋定位器系主要受力裝置，用以保證蓋梁鋼筋籠規(guī)格、位置符合設計標準。圓盤套筒定位器主要用于預留注漿波紋管，實現(xiàn)與墩柱的連接。

制作預制蓋梁鋼筋籠時，須保證底部套筒和橫向主筋的位置，且嚴格控制蓋梁箍筋的間距。通過使用圓盤套筒定位裝置，精確控制預埋的金屬波紋管。在具體操作中，需要先將金屬波紋管在定位板上固定，并將其制成鋼筋模塊在胎架底座上定位整個模塊，而后鋼筋扎綁，最后將定位板和成型鋼筋籠一起放入模具中。

入模校核時，需要對鋼筋的位置和尺寸進行檢查，同時確認每個預設構件的位置及連接情況，包括注漿波紋管和吊環(huán)等。清潔并均勻涂抹脫模劑后，將蓋梁鋼筋籠以龍門吊吊至蓋梁底模上，然后安裝底模及側模。安裝模板過程中，須嚴格控制模板與蓋梁鋼筋籠的間距，并在入模前使用墊塊確保預留保護層厚度符合設計要求。完成模板裝配后，原地注漿進行固定，這樣可以減少數(shù)次吊運造成的筋籠錯位等問題[10-12]。

模板安裝完成后，需要再次進行現(xiàn)場檢驗，以確保模板的高度、平面位置、節(jié)點連接以及穩(wěn)定性。檢驗合格后，即可澆筑混凝土。利用泵車澆筑蓋梁混凝土，應水平分層、連續(xù)澆筑、一次性成型，檢查入?；炷辆鶆蛐?、塌落度和和易性，且水平分層厚度不超出30 cm，層間澆筑間隔時間不得超出1.5 h，在下層混凝土初凝前澆注完上層混凝土。

2.3 樁基和部分承臺澆注

案例工程采用單樁鉆孔澆注樁，現(xiàn)場預制鋼筋籠后，吊裝至樁基已經(jīng)鉆好的孔道中。平整好現(xiàn)場和鉆機入場后，須核實測量樁位、確認舊橋平面位置及高程。安裝打樁機后，開始進行鉆孔。鉆孔完成后，吊裝鋼筋籠并進行澆筑，樁基強度達到85%后，進行環(huán)切破碎樁頭。

破碎樁頭環(huán)切完成后，進行系梁和部分承臺的施工。開挖土層，裝配系梁模板和承臺模板，扎綁承臺鋼筋和系梁鋼筋，并按照設計要求配置承插連接的大徑值注漿波紋管。承臺部分澆筑后，按高程在中心位置配置墩底支撐座支承面，并在承臺上做好墩體十字線定位標記。

2.4 裝配式墩柱的運輸

將預制好的墩柱從預制工廠運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，如圖3所示。要求道路平整、暢通，使用平板車運輸，平板車承載能力至少為預制件本身重量的1.5倍。在運輸前，需要檢查車輛狀況和現(xiàn)場運輸條件，緩慢行駛，以確保預制件不受損壞。由于墩柱豎直放置，因此在裝車前需要轉換姿態(tài)，即將其調節(jié)為水平狀態(tài)，然后使用龍門吊和成品翻轉架完成作業(yè)，這種方法可以避免由于墩柱底部硬支撐造成的應力集中現(xiàn)象，從而避免墩柱底部混凝土損壞和折斷[13-15]。

墩柱轉變成水平狀態(tài)，固定在輔助運輸月牙枕上。為確保運輸過程中墩柱的質量，需提前對月牙枕位置和數(shù)量給予數(shù)值模擬和設計校核。將墩柱固定好后，再將其吊到平板車拖車板的位置，為避免運輸過程中墩柱受損，各個月牙枕接觸表面需鋪上1 cm厚的土工織物作為隔震材料。根據(jù)計算，運輸過程中最危險的斷面處位于墩體中部，因此需要在該位置底部加裝減震氣囊，以保證運輸過程中墩體的質量不受影響。

2.5 裝配式墩柱的吊裝

在既有承臺位置現(xiàn)場施工承插槽。槽內預留孔周設有直徑大于預制墩體徑值10 cm的大徑值金屬波紋管，在墩體裝配至槽口前，需要進行現(xiàn)場控制線放樣、槽底混凝土面鑿毛和清理波紋管表面雜物等工作。

在墩體裝配時，承插槽底部需要放置厚度為20 mm的圓形鋼板，以確保柱底錨固質量。

現(xiàn)場墩體翻轉采用2臺汽吊一主一輔配合進行，待立柱豎直后，輔助汽車吊撤出，由主汽吊獨立完成。操作時，在墩體底大于系梁5 cm區(qū)域，以垂直和平行線路方向各設2條定位反光貼，貼寬2 cm、長10 cm，承插口頂面對應配置4個定位標記。旋轉墩體使承插口、墩體定位對應標線相吻合，保持墩體主筋位置符合設計要求。將墩體緩慢放進承臺的承插口并給予粗調，以4根木楔給予臨時固定。

預制墩柱安裝前需先進行臨時固定，以確保其位置準確。臨時固定由多個千斤頂、鋼棒和反力架等組成，能夠精細調節(jié)預制墩柱的空間位置。反力架由2根工字鋼焊接而成，垂向工字鋼則主要是為了保證其與預制墩柱的貼合程度，橫向工字鋼承受鋼棒作用力。當預制墩體插入承臺后，以2根鋼棒插進預留孔，兩端則搭在反力架上。通過反力架底部配置的千斤頂加力，可以精細調整預制墩體的空間位置。在反復校核預制墩體的空間位置后，用木楔臨時固定墩位，以確保其在后續(xù)的蓋梁試吊過程中不會發(fā)生位置偏差。

2.6 灌漿澆筑墩柱與承臺接口

采取M50高強砂漿注漿料，其抗壓強度必須達到墩體混凝土的強度。在澆筑過程中，如氣溫低于5 ℃，應對高強砂漿給予必要的保溫措施，以確保灌漿料的溫度保持在10～40 ℃之間。適當加熱拌漿水，水溫應控制在30～65 ℃之間，以保證拌和后的成品灌漿料溫度不低于10 ℃。

完成墩柱安裝并經(jīng)檢測合格后，對注漿縫內積水、灰塵以高壓氣槍給予清潔。砂漿現(xiàn)場配置由強制式調拌機拌制，調拌機轉速不能低于1 000轉/min。拌制砂漿經(jīng)檢測合格后，開展剩余承臺注漿作業(yè)。

在澆筑過程中，需要沿著灌漿縫向多個方向進行灌漿。灌漿料必須達到杯口位置，溢出漿料才能停止?jié)仓?。完成灌漿后，應覆蓋土工織布進行養(yǎng)生，待其初凝后再進行澆水養(yǎng)護。只有當灌漿料的強度達到35 MPa以上時，才能拆除4個千斤頂。

2.7 裝配式蓋梁的運輸

預制蓋梁質量沉重、體積龐大，是大型結構部件運輸，案例工程以平板車運輸蓋梁。為了保護蓋梁免受車輛頂板的磨損，在裝車時需要在蓋梁底部置放墊木。墊木位置的選擇需要通過數(shù)值模擬來確定。在運輸過程中，車輛需要緩慢、穩(wěn)定地行駛，嚴格按預定路線和時間操作。在裝車后，需要檢查蓋梁的前后吊點位置，確保中軸線垂直于墊木，平行于車身并且接觸良好。

2.8 裝配式蓋梁的吊裝

對蓋梁與墩體接觸面給予鑿毛處理，操作前須先將接觸砂漿的混凝土界面進行清理，除去表面松動顆粒、油污、浮塵，同時給予充分地潤濕處理，但是不得存在積水，然后進行鑿毛操作。

蓋梁要進行試吊，這一步驟的主要目的是檢測錨固波紋管與墩體預設筋間的位置精度、蓋梁標高和軸線是否符合設計要求。在蓋梁的外側5 cm處，對稱配置3個全站儀反光貼。蓋梁的水平扭轉通過全站儀穿軸線控制，蓋梁橫坡、高程和傾斜度通過全站儀三角高程測量控制。通過吊機調整蓋梁軸線，然后利用油頂微調糾正蓋梁外側端部的標高。初步調試到位后，吊起蓋梁，進行座漿施工操作。

用高壓水槍對墩頂進行清塵和濕潤操作，之后清理去除多余表面積水。接著在墩體頂裝配擋漿模板。此擋漿模板由4根方鋼制作，方鋼頂部置放擠塑板，墩體與模板接觸面采取泡沫條止?jié){。吊裝蓋梁前，安放調整墊塊（墊塊采用2 cm×15 cm×15 cm鋼墊塊），調節(jié)蓋梁安裝標高。

完成漿料澆注后，對準墩頂外露鋼筋將蓋梁金屬波紋管緩緩下落，同時進行測量以確保軸線和垂直角度等數(shù)據(jù)的準確性。在墊塊受力前，可以再次微調蓋梁的位置。在下放過程中，保證四周均存在漿液擠出，以保證座漿的密實度。在蓋梁就位時，需要通過3個反光標和2臺全站儀來校核標高和垂直度，確保安裝的精度。蓋梁裝配完成并經(jīng)過檢測合格后，進行墩體承插鋼筋預留孔的注漿作業(yè)。灌漿料的性能和施工要求同于墩體和承臺接口要求，需要灌滿至蓋梁頂面呈現(xiàn)溢出形態(tài)，并在初凝后及時進行保濕養(yǎng)護。

2.9 蓋梁濕接縫與支座墊石施工

確認分段裝配的蓋梁裝配符合規(guī)范后，開始進行濕接縫施工。濕接縫采用與蓋梁相同標號的微膨脹混凝土。為確保蓋梁濕接縫混凝土的施工質量，必須嚴格按照規(guī)范要求進行混凝土振搗操作和養(yǎng)護。配置和操作好蓋梁支座墊石，以確保順利完成橋梁下部結構的施工操作。

3 結語

該文進行了承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝研究，概要介紹了某高速公路路橋工程所應用的承插式接裝配式橋墩與蓋梁結構狀態(tài)；詳細介紹了該承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝，包括墩柱預制、蓋梁預制、樁基和部分承臺澆注、裝配式墩柱的運輸、裝配式墩柱的吊裝、灌漿澆筑墩柱與承臺接口、裝配式蓋梁的運輸、裝配式蓋梁的吊裝、蓋梁濕接縫與支座墊石施工等9個方面的施工操作技術要點。該墩梁結構分段預制，蓋梁在胎架上預制完成。墩體與現(xiàn)澆承臺采取大徑值鍍鋅波紋管承插澆筑連接，無須預留額外的工裝、工序，操作簡單。承插式接裝配式橋墩與蓋梁施工工藝具有場地約束低、施工快速、交通干擾少等優(yōu)點，但須從上述9個環(huán)節(jié)細致施工操作，保證將預制廠質量最終落實為實際工程質量。

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