論橋梁工程預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)

摘要 預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)作為橋梁工程中的核心技術(shù)之一，其研究和應(yīng)用對(duì)于提升橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量和效率至關(guān)重要。文章介紹了預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)的整體流程，并以實(shí)際工程為案例詳細(xì)闡述了預(yù)制梁的制作拼裝、模板搭設(shè)和澆筑等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，研究成果旨在為同類工程提供一種高效、可靠的預(yù)制梁施工方案參考，并提升施工效率、保障梁體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 橋梁工程；預(yù)制梁；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）14-0140-03

0 引言

隨著科技的進(jìn)步和工程技術(shù)的提升，預(yù)制梁作為一種先進(jìn)的橋梁構(gòu)件，以其高效率、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程中得到了廣泛應(yīng)用。然而，預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些技術(shù)難題和挑戰(zhàn)，如預(yù)制場(chǎng)建設(shè)、支架模板搭設(shè)和混凝土等方面的技術(shù)問(wèn)題需要得到有效解決。該文從預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)的實(shí)踐出發(fā)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例，探討了預(yù)制梁相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，研究成果旨在為橋梁工程預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用提供有益的參考和啟示。

1 工程概況

浙江省文成至泰順（浙閩界）公路第WTTJ—1標(biāo)段：主要結(jié)構(gòu)物包括染布店大橋（111.96 m）、渡瀆口大橋（184.96 m）、飛云江大橋（440.96 m）、巨嶼大橋（366.71 m）、正灣大橋（126.71 m）、金垟隧道（3 434 m）、花前隧道（1 572 m）、巨嶼隧道（976.5 m）、孔龍隧道（397.5 m）、1/2徐岙隧道（390 m）、文成樞紐（T形樞紐部分）及起點(diǎn)～K23+300段路面工程。

飛云江大橋的上部結(jié)構(gòu)采用了獨(dú)特的40 m跨徑波紋鋼腹板工字型鋼混組合梁設(shè)計(jì)，其中最后一跨為30 m，但其結(jié)構(gòu)與40 m跨相同，這種結(jié)構(gòu)將波紋鋼腹板與工字型鋼梁相結(jié)合，形成了一種兼具鋼與混凝土兩者優(yōu)點(diǎn)的組合結(jié)構(gòu)。橋面板采用普通鋼筋混凝土板，并與波紋鋼腹板縱梁整體預(yù)制，這種設(shè)計(jì)不僅提高了橋面板的整體性，同時(shí)簡(jiǎn)化了施工流程?？v向上，橋面板采用一塊整板設(shè)計(jì)，單幅橋設(shè)有4塊預(yù)制板，不僅提高了橋面板的美觀性，還便于施工和維護(hù)。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

組合梁預(yù)制施工工藝具體流程如圖1所示。

2.2 梁場(chǎng)布置

針對(duì)飛云江大橋的施工需求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際勘察與測(cè)量，預(yù)制場(chǎng)規(guī)劃為470 m×37 m的尺寸，考慮大型構(gòu)件的運(yùn)輸與吊裝，龍門吊軌道寬度設(shè)定為24 m，滿足各種施工需求。在預(yù)制場(chǎng)地中，200 m被專門用于波紋鋼腹板組合梁的預(yù)制。這種組合梁以4×40 m的聯(lián)為單位進(jìn)行長(zhǎng)線法預(yù)制，確保每一聯(lián)梁都達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于2×40 m+30 m的聯(lián)，則調(diào)整胎架位置來(lái)滿足特定的預(yù)制要求。

預(yù)制場(chǎng)內(nèi)共設(shè)置了16個(gè)預(yù)制臺(tái)座，這些臺(tái)座不僅用于梁體的預(yù)制，還在臺(tái)座兩側(cè)預(yù)留了鋼結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)存放區(qū)和模板支架存放區(qū)。該布局設(shè)計(jì)，不僅便于施工過(guò)程中的材料轉(zhuǎn)運(yùn)和存放，同時(shí)提高了施工效率，確保了工程的順利進(jìn)行，具體布置如圖2所示。

在預(yù)制臺(tái)座地面上按照1：1的比例放大施工大樣，清晰標(biāo)出左右線，并精確定位每一聯(lián)3孔或4孔的所有鋼梁位置。針對(duì)每一聯(lián)的4片波紋鋼腹板鋼梁，共計(jì)16節(jié)段進(jìn)行詳細(xì)的位置確定。為確保每一片梁都能準(zhǔn)確安裝，在預(yù)制臺(tái)座上設(shè)置支點(diǎn)I36a工字鋼，為梁體提供穩(wěn)定的支撐。

雖然每孔4片波紋鋼腹板鋼梁具有相同的拱度值，但鋼梁的縱向幾何尺寸存在差異，因此，在施工過(guò)程中確保每一片梁都能按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝。

為滿足橋面橫坡的調(diào)節(jié)需求，采用基礎(chǔ)墊石進(jìn)行調(diào)節(jié)。在臨時(shí)胎架搭設(shè)時(shí)，也充分考慮橫坡的影響。通過(guò)調(diào)節(jié)鋼梁臺(tái)座支點(diǎn)I36a工字鋼底部墊設(shè)鋼板及上部調(diào)節(jié)高度鋼板，成功實(shí)現(xiàn)橫坡高度的精確控制。

2.3 波紋鋼腹板組合梁預(yù)制施工

波紋鋼腹板組合梁的預(yù)制工作采用長(zhǎng)線法預(yù)制技術(shù)。該方法的核心在于設(shè)置與橋梁跨長(zhǎng)相匹配的預(yù)制臺(tái)座。一旦臺(tái)座上的底模安裝完成，通常不會(huì)再進(jìn)行大的調(diào)整，或者僅在逐跨制作時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行微調(diào)，以確保其與預(yù)制線型一致。預(yù)制線型直接反映了橋梁節(jié)段的最終線型，其設(shè)計(jì)考慮了組合梁的設(shè)計(jì)線型，并融入了施工、自重、收縮徐變等因素所需的預(yù)拱度。

在預(yù)制過(guò)程中，一跨4片波紋鋼腹板主梁被整體拼裝，并通過(guò)設(shè)置橫向臨時(shí)連接，使其形成一個(gè)整體受力結(jié)構(gòu)。頂板的預(yù)制混凝土整跨被一次性澆筑完成，澆筑后的混凝土需要進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，有助于防止混凝土出現(xiàn)干裂和其他質(zhì)量問(wèn)題。第二跨波紋鋼腹板主梁的拼裝工作也在同步進(jìn)行。當(dāng)?shù)谝宦?lián)混凝土的養(yǎng)護(hù)滿足設(shè)計(jì)要求后，臨時(shí)連接拆除，主梁被吊離并進(jìn)行安裝。

在進(jìn)行波紋鋼腹板梁的施工過(guò)程中，先鋪設(shè)波紋鋼腹板梁的胎架，按照設(shè)計(jì)要求，將單片波紋鋼腹板梁分為三節(jié)段進(jìn)行焊接拼裝。當(dāng)完成一跨波紋鋼腹板梁的拼裝后，需對(duì)其線形進(jìn)行調(diào)整，確保梁體的平順度和精度。隨后，安裝臨時(shí)橫向連接，使多片梁體形成整體受力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在梁體拼裝完成后，需搭設(shè)落地支架，為澆筑橋面板混凝土做好準(zhǔn)備。澆筑過(guò)程中，需確?；炷恋木鶆蛐院兔軐?shí)性，以滿足設(shè)計(jì)要求。澆筑完成后，對(duì)混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，防止其出現(xiàn)干裂等質(zhì)量問(wèn)題。與此同時(shí)，同步進(jìn)行第二跨鋼梁的拼裝工作。待兩跨梁體拼裝完成后，進(jìn)行縱向連接，確保兩跨梁體在設(shè)計(jì)線形上的匹配。

當(dāng)?shù)谝豢珙A(yù)制板的保濕養(yǎng)護(hù)滿足設(shè)計(jì)要求后，解除組合梁的臨時(shí)連接。此時(shí)，采用單片組合梁進(jìn)行架設(shè)工作，確保梁體的穩(wěn)定性和精度。在第一跨架設(shè)完成的同時(shí)，同步進(jìn)行第三跨鋼梁的拼裝工作。如此循環(huán)往復(fù)，直至完成一聯(lián)波紋鋼腹板組合梁的拼裝和預(yù)制工作。示意圖如圖3所示。

2.4 波紋鋼腹板預(yù)制組拼

考慮單孔波紋鋼腹板梁在運(yùn)輸過(guò)程中受道路限制，將其分為三段進(jìn)行制作，每段的長(zhǎng)度控制在10～14.5 m之間。到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，在預(yù)制臺(tái)座上按照設(shè)計(jì)要求對(duì)這三段鋼梁進(jìn)行拼裝，以形成完整的預(yù)制節(jié)段。為了確保鋼梁的穩(wěn)定性和加工精度，每個(gè)加工節(jié)段將設(shè)置三個(gè)型鋼支點(diǎn)。支點(diǎn)位置的選擇經(jīng)過(guò)精確計(jì)算，分別位于鋼梁加工節(jié)段兩端的1 m位置，以及單段中間的跨中位置。對(duì)于單孔鋼混預(yù)制梁，總共需要設(shè)置9個(gè)相同支點(diǎn)。支點(diǎn)材料選用I36b工字鋼，此種鋼材具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠有效支撐鋼梁。為調(diào)整和控制鋼梁的豎向線形，在硬化混凝土場(chǎng)地和I36b工字鋼之間墊設(shè)鋼板。此做法可以對(duì)鋼梁的線形進(jìn)行微調(diào)，確保其滿足設(shè)計(jì)要求。

在搭建單孔4片波紋鋼腹板鋼梁的臨時(shí)胎架時(shí)，需依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和施工詳圖來(lái)確定鋼梁臺(tái)座支點(diǎn)I36a工字鋼處的拱度值。選取鋼梁臺(tái)座支點(diǎn)I36a工字鋼上頂面標(biāo)高最低點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的拱度值，分別計(jì)算出每個(gè)支點(diǎn)處與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差。

為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的拱度值，通過(guò)調(diào)節(jié)鋼梁臺(tái)座支點(diǎn)I36a上設(shè)置的調(diào)節(jié)高度板的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)過(guò)程中，使用專業(yè)的測(cè)量工具和設(shè)備來(lái)確保調(diào)整的準(zhǔn)確性。同時(shí)，為了確保每孔4片波紋鋼腹板鋼梁具有相同的拱度值，會(huì)在調(diào)節(jié)過(guò)程中保持嚴(yán)格的施工控制。除拱度值的調(diào)節(jié)外，還需確定單孔內(nèi)4片鋼梁的相對(duì)位置以及橫坡方向。通過(guò)調(diào)節(jié)鋼梁臺(tái)座支點(diǎn)I36a工字鋼底部墊設(shè)的鋼板以及上部調(diào)節(jié)高度鋼板的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的橫坡值。調(diào)節(jié)過(guò)程中，關(guān)注橫坡高度的變化，并使用專業(yè)的測(cè)量工具和設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整。

2.5 模板設(shè)計(jì)與拼裝

考慮模板的整體剛度和梁體的線形控制，合理的支架設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。該工程中，面板采用5 mm厚鋼板組成，面板材料選用4 mm厚的鋼板，邊框和縱肋采用角鋼L50×4 mm，這種角鋼具有良好的承載能力和穩(wěn)定性，能夠有效支撐模板并保持其形狀。支架立柱則選用48×3 mm鋼管，鋼管上下由頂托和底托進(jìn)行連接，此設(shè)計(jì)使得支架在豎向上具有一定的可調(diào)性。通過(guò)調(diào)整頂托和底托的高度，可以方便地實(shí)現(xiàn)模板的支拆作業(yè)和調(diào)整，從而滿足施工過(guò)程中的不同需求。在模板節(jié)段之間的連接縫處，采用橡膠條進(jìn)行密封處理，能夠有效防止漏漿現(xiàn)象的發(fā)生，保證混凝土的施工質(zhì)量。

為確保模板的線性精度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，使用精密水準(zhǔn)儀每3 m對(duì)模板進(jìn)行一次斷面線性檢測(cè)。仔細(xì)檢查模板的中心位置，并精確量出底模的中心位置（包括中點(diǎn)及兩側(cè)端點(diǎn)）。在模板鋪設(shè)完畢后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，確保所有安裝工作符合設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。一旦現(xiàn)場(chǎng)檢查合格，通知測(cè)量組進(jìn)行復(fù)核，以確保所有工作都準(zhǔn)確無(wú)誤。在模板立設(shè)完成后，再次對(duì)模板進(jìn)行檢查，其后通知監(jiān)理進(jìn)行檢查。只有當(dāng)監(jiān)理確認(rèn)模板合格后，才會(huì)將其投入使用，并進(jìn)入下一道工序施工。

2.6 涂刷脫模劑

使用前，將調(diào)兌好的脫模劑加以適當(dāng)攪拌，使其自然充分溶解。冬季施工時(shí)，應(yīng)先將水加熱到80℃左右，再將脫模劑原劑加入水中攪拌均勻，使脫模劑中的油脂成分在熱水中得到充分溶解，達(dá)到最佳脫模劑效果。嚴(yán)禁用蒸汽在已兌的脫模劑中直接高溫加熱。高溫或高寒季節(jié)存放后，如果出現(xiàn)溶解不佳，在使用前先人工用力搖晃2 min后，再加80℃加熱水進(jìn)行調(diào)兌。

2.7 預(yù)制橋面板混凝土工程

（1）混凝土配合比試驗(yàn)

所有預(yù)制梁混凝土使用的原材料必須達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，包括砂和石料。砂和石料需進(jìn)行篩分試驗(yàn)，確保其符合級(jí)配要求，水泥則需進(jìn)行強(qiáng)度和安定性試驗(yàn)?；炷恋呐浜媳葢?yīng)通過(guò)專業(yè)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)確定，以滿足施工所需的工作性、設(shè)計(jì)強(qiáng)度以及耐久性等要求。施工中需嚴(yán)格控制水泥用量，以防止因混凝土水化熱過(guò)高而引發(fā)梁片開裂。在每次混凝土攪拌前，需檢查砂、石的含水量，以便調(diào)整混凝土的理論配合比，得出最終混凝土攪拌的施工配合比。

（2）澆筑及振搗

混凝土的澆筑應(yīng)考慮一跨整體澆筑，確保一次完成，不留設(shè)施工縫。在澆筑前，應(yīng)對(duì)鋼筋、保護(hù)層厚度、模板、伸縮縫、護(hù)欄、泄水管等預(yù)埋件進(jìn)行詳細(xì)檢查，并獲得批準(zhǔn)后才能開始澆筑?；炷吝\(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，需檢查其性能，特別是坍落度、和易性以及水灰比，確保滿足要求后再開始澆筑。

（3）混凝土養(yǎng)生

混凝土澆筑完成后，應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。根據(jù)天氣情況，在混凝土收漿后盡快覆蓋并灑水保濕養(yǎng)護(hù)。根據(jù)施工圖紙要求，橋面板混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于30 d。采用噴淋養(yǎng)護(hù)方式時(shí)，需在預(yù)制梁場(chǎng)沿龍門軌道線鋪設(shè)塑料管，并設(shè)置水龍頭閥門。同時(shí)，制作噴淋式養(yǎng)護(hù)支架，通過(guò)水管和噴霧水龍頭進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

（4）拆模

當(dāng)橋面板預(yù)制混凝土的強(qiáng)度和彈模達(dá)到設(shè)計(jì)值的95%時(shí)，可以進(jìn)行模板拆除。拆模時(shí)，先松開聯(lián)結(jié)螺栓和扣件，撤除支撐結(jié)構(gòu)，然后使用繩索或小型倒鏈輕拉模板，并用小撬棍輔助撬動(dòng)。同時(shí)，設(shè)置反向防溜繩，以防止模板摔落受損。嚴(yán)禁使用大錘敲擊或沿梁體表面撬動(dòng)模板，以免損壞模板或混凝土表面。在拆除內(nèi)模時(shí)，需特別注意通風(fēng)和內(nèi)模的傾覆風(fēng)險(xiǎn)。

（5）鑿毛

橋面板混凝土的交接面應(yīng)進(jìn)行鑿毛處理，可以采用手工或高壓水槍鑿毛設(shè)備，但不得使用風(fēng)鎬等機(jī)械設(shè)備。合格的鑿毛應(yīng)使全斷面的粗骨料外露，外露尺寸不小于粗骨料粒徑的1/4。鑿毛時(shí)間應(yīng)控制在混凝土澆筑后初凝3 d以上，且混凝土強(qiáng)度不低于5 MPa。

5 結(jié)論

預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)以其高效、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量可控等優(yōu)勢(shì)，在橋梁工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。該技術(shù)能夠顯著提高施工效率，減少施工現(xiàn)場(chǎng)的工作量，同時(shí)保證梁體質(zhì)量和工程安全。通過(guò)實(shí)際案例分析，探討了預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)的關(guān)鍵要素、實(shí)施過(guò)程以及其在橋梁工程中的實(shí)際應(yīng)用。預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)不斷創(chuàng)新和實(shí)踐探索，可進(jìn)一步優(yōu)化和完善預(yù)制梁預(yù)制施工技術(shù)，以推動(dòng)橋梁工程領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]賈淳忠.公路橋梁工程預(yù)制梁施工管理分析[J].工程技術(shù)研究，2023（8）：80-82.

[2]張志雷.公路橋梁工程預(yù)制梁的施工管理[J].交通建設(shè)與管理，2023（6）：103-105.

收稿日期：2024-03-13

作者簡(jiǎn)介：文鵬（1986—），男，本科，工程師，主要從事項(xiàng)目管理工作。